机械搅拌对ZA27合金组织的影响

合金元素对ZA27组织和性能的影响的开题报告一、研究背景和意义ZA27合金（Z为锌的英文单词Zinc的第一个字母，A为铝的英文单词Aluminum 的第一个字母，27为铜的含量）是一种较为常用的高强度铸造铝合金。

ZA27合金具有极高的机械性能，如高抗拉强度、高耐磨性、高耐蚀性等，因此被广泛应用于汽车、航空、轨道交通等领域。

然而，ZA27合金在高温下易出现氧化分解，从而导致合金的强度降低，令其应用受到限制。

由此可见，合金元素对ZA27合金的组织和性能具有重要影响，并且研究合金元素对ZA27的影响有助于提高合金的性能和应用范围。

二、研究内容和方法本文将对ZA27合金中的合金元素铜、铁和镍的含量进行改变，通过实验方法研究它们对ZA27合金的显微组织、机械性能（抗拉强度、屈服强度、伸长率）、耐蚀性的影响，并对结果进行分析和比较。

具体实验步骤如下：1. 选取符合要求的铜、铁和镍作为ZA27合金中的合金元素。

2. 根据不同比例配制出铜、铁和镍含量不同的ZA27合金试样。

3. 对试样进行铸造和热处理，制备出试验用的试样。

4. 对试样进行显微组织观察和机械性能测试，如抗拉强度、屈服强度、伸长率等。

5. 对试样进行耐蚀性测试，如海水腐蚀实验、盐雾腐蚀实验等。

6. 根据实验结果分析合金元素对ZA27合金组织和性能的影响以及不同合金元素对ZA27的优化效果。

三、研究预期结果和意义本研究的预期结果有以下几点：1. 借助实验方法研究了铜、铁和镍对ZA27合金组织和性能的影响。

2. 分析了不同比例合金元素对ZA27合金性能的影响，并提出了合理的优化方案。

3. 探讨了ZA27合金应用于高温环境下的限制并提出改善的方法。

本文研究的结果不仅有助于进一步了解高强度铸造铝合金的物理、化学和力学特性，也将为ZA27合金的性能和应用提供新的思路和方向。

油润滑条件下ZA27／SiCp复合材料的滑动磨损行为的报告，600字摘要: 本文详细报告了ZA27/SiCp复合材料在油润滑条件下的滑动磨损行为。

通过实验研究，得出下述结论：（1）在油润滑条件下，由于SiC颗粒具有较高的硬度，ZA27/SiCp复合材料的接触寿命明显高于Tu20合金。

（2）ZA27/SiCp复合材料具有较低的摩擦系数和摩擦力，因此具有良好的抗磨损性能。

（3）ZA27/SiCp复合材料的滑动磨损程度较小，可以稳定的在油润滑条件下工作。

关键词: ZA27/SiCp复合材料, 油润滑条件, 滑动磨损行为1. 引言滑动磨损，是指在移动接触条件下，表面材料由于摩擦而表面和形状发生改变，从而造成表面损伤的一种机械磨损过程。

它是由材料硬度、摩擦系数、表面温度、外力等因素共同作用于固体接触表面形成的。

随着不断深入的研究，人们发现在加入金属基复合材料的研究中，可以使表面寿命得到大幅提升。

ZA27/SiCp复合材料，是通过将金属基材料ZA27合金添加硅化碳微粒（SiCp），使它具备良好的抗磨损性能，所以在很多润滑条件下都得到广泛使用。

在本文中，我们将探讨ZA27/SiCp复合材料在油润滑条件下的滑动磨损行为，以期获得更好的抗磨损性能。

2. 实验方法本实验使用轴承直径为25mm的金属基材料ZA27合金和硅化碳微粒（SiCp）混合，制得ZA27/SiCp复合材料，并与常用的Tu20合金进行有效的接触寿命的比较。

实验采用油润滑条件，摩擦副放置在热压缩乙烯（HDPE）表面上，转速60HZ，温度：25~20℃。

3. 结果与讨论实验结果表明：ZA27/SiCp复合材料显示出较高的接触寿命，而 Tu20合金的接触寿命明显低于ZA27/SiCp复合材料。

这种效果可归功于SiC颗粒具有比ZA27合金更高的硬度，从而使材料有可观的耐磨性能提升。

此外，ZA27/SiCp复合材料的摩擦系数和摩擦力也相对较低，这使得它的对滑动磨损的抵抗力更强。

ZA27合金的性能研究与应用分析魏周斌;段望春;张兴【摘要】重点介绍了ZA27合金的滑动摩擦性能和耐磨性能,并与锡青铜和”巴氏”合金的性能做了对比分析.对比结果可得,ZA27合金机械性能比锡青铜和”巴氏”合金优异、且生产成本低廉,可作为耐磨铜合金和巴氏合金的理想替代材料.【期刊名称】《机械研究与应用》【年(卷),期】2011(000)005【总页数】2页(P105-106)【关键词】ZA27合金;机械性能;滑动摩擦;耐磨性能【作者】魏周斌;段望春;张兴【作者单位】甘肃省机械科学研究院,甘肃兰州730030;甘肃省机械科学研究院,甘肃兰州730030;甘肃省机械科学研究院,甘肃兰州730030【正文语种】中文【中图分类】TG131 引言锌基合金是以锌为基体，加入一定的Al、Cu及微量的 Mg、Mn、Si、B、Ti、Re 等元素形成的固溶体。

近年来锌基合金的研究和应用得到了长足的发展，其中应用范围最广的就是ZA27合金。

ZA27合金熔点低、铸造、机械加工性能好。

ZA27合金机械性能优异，具有极好的塑性和超高强度，滑动耐磨性能良好，摩擦系数小，对油亲合好，能降低工业噪音和减轻机械振动，价格低廉，可作为耐磨材料和锡青铜、巴氏合金的替代材料。

近年来，ZA27合金发展迅速，应用领域越来越大，可广泛用于各种机械受力、耐磨零件，各类机械的传动易损件，应用于冶金、矿山、机床、轻工等行业，如轴瓦、轴承、滑块、蜗轮、螺母、垫圈、缸套、阀体等，适合各种机械加工方法，成本可大大下降，具有明显的经济和社会效益。

2 ZA27合金的成分与熔炼2.1 ZA27合金的成分ZA27合金的合金代号为:ZZnAl27-3，成分如表1所示。

表1 ZA27合金成分表 /%元素主要成分杂质Al Cu Mg Zn Pb Cd Ti Fe含量(%)25～28 2.0～2.5 0.01～0.02余量＜0.004＜0.003＜0.002＜0.12.2 ZA27 合金的熔炼2.2.1 熔炼材料熔炼材料为一号锌锭(99.99%Zn)、特二号铝锭(99.6%Al)、一号电解铜(99.95%Cu)、一级镁锭(99.95%Mg)、少量变质剂及脱氧剂。

ZA27合金熔炼徐勇【期刊名称】《甘肃科技》【年(卷),期】2002(0)12【摘要】１ＺＡ２７合金的化学成分及机械性能表１ＺＡ２７合金的化学成分主要成分％杂质含量＜％ＡｌＣｕＭｇＺｎＦｅＰｂＣｄＳｎ２５－２８２．０－２．５０．０１－０．０２余量０．１００．００４０．００３０．００２表２ＺＡ２７合金的物理性能σｂＭＰａσａＭＰａδｓ％ＨＢ密度ｇ／３８０－４４１３６５－３７２２．５－１１９０－１２５５．０２材料准备表３炉料合金元素的标准名称牌号标准铝锭Ａ１９９７或Ａ１９９６ＧＢ１１９６－８３锌锭Ｚｎ－０或Ｚｎ－１ＧＢ４７０－８３镁锭Ｍｇ９９．９５ＧＢ３４９９－８３铜Ｃｕ－１ＧＢ４６６－８２中间合金ＡｌＣｕ－５０ＧＢ８７５３５－８８ＺｎＣｌ２二级以上ＧＢ１６２５－７９变质剂自制３工装准备燃油坩埚炉一台；ＷＲＮ－１２０ＥＵ－２测温仪一台；天平一架；其它炉炼工具自制。

４熔炼及熔炼过程控制ＺｎＡｌ２７合金的熔炼与传统的有色合金熔炼过程无大的区别，其基本过程大致分为：准备（炉料、设备和工具）、加料、加热熔化、精炼变质、炉前检验和浇注六大步骤，较传统合金熔炼多了一道变质处理工序。

其中熔炼过程温度的控制，精炼剂的脱水，合金的变质处理，回炉料的加入量等对合金的机械性能起着至关重要的作用。

而整个熔炼过程则紧紧围绕...【总页数】1页(P)【作者】徐勇【作者单位】兰石机械设备有限公司铸钢厂【正文语种】中文【中图分类】TF82【相关文献】1.ZA27合金中杂质对合金耐蚀性能的影响 [J], 刘贵立;李磊;李荣德2.Ni-45Ti合金化和机械振动对ZA27合金组织及热疲劳性能的影响 [J], 司乃潮;胡艳;刘光磊;司松海;董兴盛;许亮3.ZA27合金熔炼 [J], 徐勇4.ZA27合金熔炼 [J], 徐勇_(55)Al_(25)Ni_(20)大块非晶合金对ZA27合金凝固组织的影响 [J], 李雪莲;边秀房;张士佼;丁海民;孙保安;王才东因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

超高机械压力对ZA27合金组织形貌及固态相变的影响1曹修生，李荣徳，曲迎东沈阳工业大学材料科学与工程学院，沈阳（110023）E-mail：caoxiu1982@摘要：在高机械压力作用下制备了小尺寸ZA27合金试样，借助金相分析、X射线衍射、透射等分析手段对高机械压力作用下的 ZA27合金枝晶形貌机理、固态相变进行了研究。

实验结果表明：在5GPa高压下，1500℃时，高压下合金凝固的溶质扩散系数与常压下的溶质扩散系数的比值为D p/D0=6.724×10-4m3/mol, 降低了近四个数量级；压力增加，过冷度增加，在不同过冷度下枝晶形貌明显不同，枝晶形态分别从粗大的树枝晶-细小的树枝晶-粒状-蠕虫状-枝晶臂尺寸明显变细的树枝、雪化状；合金在空气中静置时效数月之后，经透射与X射线衍射分析，确定调幅分解的存在，从XRD衍射曲线上可以看出，调幅分解的发生是从α（111）晶面处开始.关键词：超高压，ZA27合金，过冷度，调幅分解中图分类号：TG219.2 文献标识码：A1 引言当压力达到GPa数量级时[1],合金最终的组织形态与常压条件完全不同。

李荣德等对ZA43[ 2 ]合金进行了高压凝固研究,发现常压下凝固的组织为粗大的树枝晶，在500MPa压力下凝固后树枝晶明显变细，在高压（2.0GPa, 2.5GPa）下凝固后，组织得到了根本性的变化，枝晶变得非常细小，致密，呈“十”字形花瓣状，并且具有一定方向性，在一定区域内二次枝晶相互平行。

另外，于溪凤[ 3 ]等人也发现亚共晶Al-9.21Si合金在3 GPa凝固时,初生α相由常压下凝固时的枝晶变为胞状晶形态, 而过共晶Al-26.6Si合金[4] 在5.5GPa凝固时,由常压下片状变成高压下块状条带。

由此可见,高机械压力作用可以导致合金组织形态发生显著的变化。

因此,研究高压凝固条件对合金组织形态的影响,对于探索高压凝固规律,控制组织形貌进而改善合金的性能等是非常有意义的。

ZA27合金在直流电流作用下的凝固行为
王劲;尹建军;丁雨田;衣冠玉;许广济
【期刊名称】《兰州理工大学学报》
【年(卷),期】2003(029)003
【摘要】研究了直流电流作用下ZA27合金凝固组织的变化.实验结果表明,随着电流密度的增加枝晶间距逐渐变小,粗大的富Al树枝状枝晶在电场作用下逐渐向球状晶转化,且共晶相逐渐增多.初步认为电场作用造成上述结果的机理是由于电场的施加作用降低了枝晶生长的条件,且焦耳热是导致上述结果的重要因素.
【总页数】3页(P36-38)
【作者】王劲;尹建军;丁雨田;衣冠玉;许广济
【作者单位】兰州理工大学,材料科学与工程学院,甘肃,兰州,730050;兰州理工大学,石油化工学院,甘肃,兰州,730050;兰州理工大学,材料科学与工程学院,甘肃,兰州,730050;兰州理工大学,材料科学与工程学院,甘肃,兰州,730050;兰州理工大学,材料科学与工程学院,甘肃,兰州,730050
【正文语种】中文
【中图分类】TG156.7
【相关文献】
1.旋转磁场作用下Pb-Sn合金的凝固行为 [J], 王建元;陈长乐;孟小华
2.电脉冲作用下铜铝合金的凝固行为模型 [J], 齐锦刚;戴山;赵作福;张东军;王建中;苍大强
3.静磁场复合直流电流作用下Al-Zn合金凝固时的相迁移 [J], 阳祥富;钟云波;傅小明;王江;任忠鸣;黄靖文;雷作胜
4.强磁场作用下Al-Ni合金中Al3Ni析出相的凝固行为 [J], 王晖;任忠鸣;徐匡迪;黄晖;王秋良;严陆光
5.超声作用下模型合金的定向凝固行为 [J], 董慧迎;陈长乐;段萌萌
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实验报告：电磁搅拌对铸坯凝固组织的影响一目的和意义自六十年代以来，电磁搅拌（Electro Magnetic Stirring）作为一项新技术在世界主要发达国家开始应用于连铸中，主要用于改善铸坯凝固组织。

我国自七十年代初开始研究该项技术，至今已经取得较大成果。

本次实验有以下要求：（1）了解电磁搅拌设备的构造和技术参数。

（2）了解施加电磁搅拌前后铸坯凝固组织的变化。

二实验原理及方法启动电磁搅拌装置后会产生磁场，该磁场作用于铸坯便会在铸坯内激发感生电流，而感生电流在旋转磁场内必然受到电磁力的作用，且电磁力的方向与磁场运行方向一致，始终沿着圆周方向，这样就推动了铸坯中的金属液体作圆周运动，从而达到搅拌的目的。

合理配置电磁搅拌参数能有效细化晶粒，减少中心偏析和疏松，大大提高等轴晶率，最终提高铸坯质量和成材率。

[参考张伟强，《金属电磁凝固原理与技术》，冶金工业出版社，2004]三实验设备及工作原理本实验采用岳磁高新冶金装备技术有限公司生产的DJMR-1616W外装式直接水冷电磁搅拌器，设备型号的含义如下：DJ—电磁搅拌系列代号M —EMS安装位置，M-Mold：结晶器区（I-Inferior：结晶器下；S-Second：二冷段；F-Final：凝固末端）R—磁场形式，R-Rotation：旋转磁场（T-Travelling直线磁场或行波磁场；H-Helix螺旋磁场）1616—铸坯厚度和宽度，用厘米表示。

是160*160mm的小方坯。

W—结构形式，W-wai：外装式（N-nei：外装式；Z-zu：组合式）设备主要由壳体和感应器两部分组成。

壳体由非磁性耐热不锈钢焊接而成，感应器由铁芯和线圈组成，由于采用工业水直接冷却，因此对线圈的绝缘性能要求很高。

最大电流：500A最大频率：0-10Hz中心磁感应强度：≤500GS四实验操作步骤1.通电运行前一定要对电磁搅拌装置进行检查；2.用熔铝炉在石墨坩埚内熔化铝硅合金，熔化后精炼，以烘烤到200~250度的石墨坩埚内，在自然条件下凝固，制取铸态试样一；3.开冷却水阀，开EMS装置电源，启动设备，进入准备运行状态；4.将熔体浇入另一石墨坩埚，置于电磁搅拌器空腔，使电磁搅拌装置进入运行状态，设置输入电流和输入频率，待熔液完全凝固后停止搅拌，制取铸态试样二；5.将试样一、二进行加工，切样-磨样-抛光-腐蚀-金相观察。

铸态高铝锌基合金ZA27电梯曳引机蜗轮失效分析张杰;黎晓华;吴继权【摘要】通过现场勘查,结合电感耦合等离子发射光谱仪(ICP-OEM)、光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)等仪器检测分析,同时运用有限元分析方法,分析了某铸态高铝锌基合金ZA27电梯曳引机蜗轮轮齿断裂产生的机理及原因,并探讨了轮齿齿面点蚀形成的机理.结果表明:该曳引机蜗轮轮齿断裂是疲劳断裂,齿根处为交变载荷的应力集中点,该处的铸造缺陷加速了疲劳裂纹源的形成;轮齿齿面点蚀坑的形成与其次表面的铸造缺陷有关.%By means of field investigation,combined with ICP-OEM,OM,SEM,EDS and finite element analysis,the mechanism and cause of fracture of the casting high aluminum zinc based alloy ZA27 worm gear tooth in elevator traction machine were analyzed.At the same time,the tooth surface pitting formation mechanism was explored.The results show that the tooth fracture of the worm gear was fatigue fracture.The tooth root was alternating load stress concentration point,and the casting defects here accelerated the formation of fatigue crack source.The formation of pits on the worm gear tooth surface was related to the casting defects of the second surface.【期刊名称】《理化检验-物理分册》【年(卷),期】2017(053)002【总页数】5页(P127-131)【关键词】铸态高铝锌基合金;蜗轮;轮齿;疲劳断裂;点蚀坑;铸造缺陷【作者】张杰;黎晓华;吴继权【作者单位】深圳大学材料学院,深圳518060;深圳大学材料学院,深圳518060;特种设备安全检验研究院,深圳518029【正文语种】中文【中图分类】TG27某公司YJ220电梯在运行过程中，曳引机发出异常响声，拆开曳引机顶盖，发现蜗轮上有轮齿折断现象。

半固态成形技术复习题1.什么是半固态成形技术？其与液态压铸、固态锻造相比有何特点？半固态加工是指在半固态温度下通过一些普通技术如压铸，挤压，轧制和锻造，将含有固态球状颗粒和液相的半固态浆料变形成为零件的过程。

自身特点：（1）容易搬运（2）搞生产率（3）致密度高（4）组织均匀（5）固相分数容易控制（6）跟锻造比，变形抗力低，容易成型（7）跟铸造比，成型温度低，模具寿命高2.半固态成形技术分为哪两种典型工艺？简述每种工艺的定义？流变成形：液相路线法。

制浆——运输——成型触变成型：固相路线法。

制浆——冷却——二次加热——成型3.流变成形技术有哪些典型工艺？压射锻轧挤4.触变成形有哪些典型工艺？压射锻轧挤5.哪些合金适合利用半固态成形技术成形零件？那些合金不适合，为什么？固液相共存区宽的合金适合利用半固态成型技术。

纯金属，共晶合金不适合，因为没有固液共存区。

6.什么是触变射铸技术，它能够成形那些产品零件？将制备好的半固态坯料二次加热然后再射入模具中。

主要用来成型镁合金材料，AZ91D，AM60，AM507.什么是流变射铸技术，在流变射铸技术中半固态浆料是利用何设备制备的？将制备好的半固态浆料直接射入模具中，制备浆料用到了制浆机。

8.什么是半固态浆料，什么是半固态坯料，二者之间有何区别？半固态浆料－球状的固态颗粒以及包围在外面的液相组成的混合物.半固态坯料—当半固态浆料凝固它就成为半固态坯料. 触变成型中使用的半固态坯料被再加热成含有高含量固体的浆料。

9.半固态浆料与铸态坯料的微观组织有何区别？半固态浆料：球状晶以及包裹在它周围的液相;铸坯微观组织中含有大量枝晶，变形抗力很大。

10.半固态浆料流变性能测量方法主要有哪些？(同轴双筒剪切流变法)(平行板压缩变形法)(反向挤压法)(毛细管流变法)(平行板旋转剪切流变法)11.简述同轴双筒剪切流变法的过程？(1）两个不同直径同轴圆筒(2) 液固金属被放入两个圆筒之间的间隙。

搅拌摩擦增材过程搅拌头转速对增材成型影响研究摘要：一、引言1.搅拌摩擦增材过程简介2.研究背景及意义二、搅拌摩擦增材过程原理1.搅拌头转速对增材成型的重要性2.搅拌头转速与摩擦热、材料塑性之间的关系三、实验方法1.实验设备与材料2.实验过程与参数设置四、实验结果与分析1.不同搅拌头转速下的增材成型效果2.搅拌头转速对焊缝质量的影响3.搅拌头转速对材料塑性的影响五、结论与展望1.搅拌头转速对搅拌摩擦增材过程的影响2.未来研究方向与建议正文：随着现代制造业的发展，搅拌摩擦增材过程作为一种先进的焊接技术，逐渐得到了广泛的应用。

搅拌摩擦增材过程是通过搅拌头与焊接材料之间的摩擦产生热量，使材料热塑性，然后通过搅拌头的机械锻造实现工件之间的固相连接。

在这个过程中，搅拌头转速是一个关键参数，对增材成型质量具有重要影响。

搅拌摩擦增材过程中，搅拌头转速对增材成型的重要性不言而喻。

搅拌头转速的快慢直接影响到摩擦热的大小，进而影响到材料的塑性。

当搅拌头转速过低时，摩擦热不足，材料难以热塑性，导致焊缝质量不佳；而当搅拌头转速过高时，摩擦热过大，可能导致材料烧损或焊缝成型不良。

因此，对搅拌头转速进行合理控制，是实现高质量增材成型的关键。

在实验中，我们采用了专业的搅拌摩擦焊设备，并选择了常用的铝、铜等材料进行实验。

通过对不同搅拌头转速下的增材成型效果进行观察和对比，分析了搅拌头转速对增材成型质量的影响。

实验结果表明，搅拌头转速对焊缝质量和材料塑性具有显著影响。

在适当的搅拌头转速下，焊缝成型美观，质量优良；而在搅拌头转速过高或过低时，焊缝成型不佳，甚至出现焊缝开裂、烧损等现象。

通过对比分析，我们得出了不同搅拌头转速下的最佳增材成型参数，为实际生产提供了有益的参考。

综上所述，搅拌头转速在搅拌摩擦增材过程中起着至关重要的作用。

合理控制搅拌头转速，可以有效提高增材成型质量。

然而，对于不同的焊接材料和工件，最佳搅拌头转速可能有所不同，因此需要根据实际情况进行调整。

收稿日期:1995-01-05 *甘肃省“八五”重点攻关课题机械搅拌对ZA 27合金组织的影响*陈体军　郝　远　寇生中　李元东(甘肃工业大学材料工程系,兰州　730050)摘　要　研究了机械搅拌对ZA27合金组织的影响,同时给出了温度与固相率的对应值.结果表明,在机械搅拌下,ZA27合金的凝固组织为等轴晶或玫瑰状聚集体,由枝晶残体和棒状与球状粒子组成,且随着温度的降低,初生相逐渐球状化和分散化;初生晶非树状化是由于枝晶臂颈缩折断,合并生长所致;机械搅拌加剧了晶臂颈缩,促进了颈缩折断;固相间存在着合并生长.关键词　机械搅拌　ZA 27合金　组织　非树枝状晶　颈缩分类号　TG146.13在通常情况下,铸件的组织为树枝状晶,其部分合金在凝固过程中,当固相率为30%时,就失去了流动性.但如果在搅动条件下,组织为非树状晶,在50%的固相率下仍会保持良好的流动性,在此情况下所形成的铸件收缩率小、尺寸精度高、内部缺陷诸如偏析和晶间缩松等少及力学性能好[1],且在其加热到半固态时具有触变性,能进行二次成形[2];在复合材料制备中,强化相粒子不易上浮或下沉,且界面性能好[3,4].ZA27合金在锌铝系列合金中,虽具有最好的综合力学性能,但其组织中往往存在大量的晶间缩松,并且在以其为基的复合材料制备中,增强粒子如Si,C p 和Cr p 等很难进入基体.因而为了克服这些缺点,本文研究了机械搅拌对ZA27合金组织的影响及影响机理,并测出了温度与固相率的对应值,为制备锌基复合材料奠定了基础.1　材料及实验方法所用材料为ZA27合金,其成分见表1.表1　ZA27合金的成分元素Al Cu M g RE T i Zn 质量百分含量2720.020.020.04余量 本实验采用复合材料的制备装置[5].待ZA27合金熔化后,用六氯乙烷除气、扒渣(或除渣),然后随炉冷却,待温度降至520℃时开始搅拌,搅速为312r/m in.从510℃起每隔适当的温度段开始取样:用玻璃管吸取适量合金并马上取出水淬,然后制样并用硝酸酒精腐蚀,用光学显微镜分析.并确定每个温度下的固相率.第23卷第1期1997年3月甘　肃　工　业　大　学　学　报Journal of G ansu U niv ersity o f T echnolog y V o l.23N o.1M ar.19972　实验结果与分析2.1　温度所对应的固相率经实验测量,温度与固相率的对应值见表2.表2　温度与固相率的对应值T /℃504493482474464453444固相率/%391725314360 从表2可以看出,在504～464℃之间,随着温度的降低,固相率平稳增大,当温度低于464℃时,固相率急剧增大.因为当温度低于464℃时Zn -Al 相图固相线出现一段近乎水平的直线,即温度下降很小,固相率增加很快.也就是说,实验结果与相图相符,说明用此法测温度与固相率的对应值比较可靠.从本实验还发现,最初有固相的温度为507℃,因随炉冷却,温度下降很慢,加上强烈的搅拌,溶质和温度分布均匀,很接近平衡凝固,因而ZA 27合金的液相线温度为507℃左右.2.2　机械搅拌对ZA27合金凝固组织的影响在搅拌情况下,初生晶粒为树枝状晶不发达的等轴晶或玫瑰状组织,这种等轴晶或玫瑰状组织由枝晶残体、球状和棒状粒子组成,呈聚集团状.随着温度的降低,这种聚集团逐渐长大,而且聚集团间也开始出现聚集,见图1.还发现,随着温度的降低(搅拌时间的延长),等轴状或玫瑰状组织逐渐向单个球状和棒状聚集团演变,并且聚集团趋于分散化,见图2.部分凝固合金的固相最初来自坩埚壁上生长的树枝状晶[6].坩埚壁上有一附面层,其切变速率为零,晶粒生长与无搅拌时相同.当树枝状晶生长超过附面层时,会被流体冲刷下来进入流体,其生长形态将发生变化:从树枝状晶变为非树枝状晶,而且随着搅拌时间的延长,晶粒尺寸增大(图1).(a)487.5℃ (b)474.5℃图1　搅拌组织　100× 对于非树枝状晶形成的机理,现在还不统一.有的人认为是由于机械力的作用枝晶折断和相互撞击钝化所致[7],有的则强调是由于枝晶臂合并生长所致[1],还有的人认为是由于枝晶合并生长和枝晶颈缩折断的结果[3],而Fleming s 认为初晶的撞击,聚合生长是其主要原因[4].从本实验的结果来看,在温度较高时,初生晶已经为非树枝状晶(图1a ),而此时固相率低,晶粒・18・甘肃工业大学学报 第23卷(a )474℃ (b)464℃(c)457℃ (d)454℃图2　连续冷却条件下,ZA 27合金的搅拌凝固组织　200×(a) (b)图3　晶缩折断(464℃)　500×间相互撞击的机会少,因而在本实验情况下,枝晶折断和撞击钝化等并不是主要原因,而是枝晶自身生长粗大化的同时(图1b )还有颈缩折断,而且颈缩折断为其主要原因.因为每个晶臂几乎都存在颈缩(图1b,图2a),当颈缩到一定程度,由于剪切力的作用而折断,形成球状粒子.图3a 和图3b 分别为颈臂由于颈缩将要折断和折断后的情形.同时还发现有少量的晶臂合并生长而生成球状粒子的情况(见图4).随着固相率的增加(搅拌时间的延长),除大量的晶臂颈・19・第1期 陈体军等:机械搅拌对Z A 27合金组织的影响缩折断和少量的合并生长外,晶粒的相互碰撞开始起作用,因为随着固相的增加,球状晶粒的数目增多(图2d ).碰撞可以促进颈缩的晶臂折断,同时也可使其钝化和球状化.图4　晶臂合并生长(446℃)　500×二次枝晶端部处于较低的温度中,固相排出的溶质大部分被流动的流体带走,使这部分固相生长加快.而二次枝晶根部生长排出的溶质,除由于流体速度梯度(晶臂端部到根部)造成部分溶质被根部前面的流体带走外,主要还是通过扩散传递,阻碍根部的生长,而且随着凝固的继续进行,溶质浓度越来越高,凝固所需温度随之降低,生长速度越来越慢,晶臂甚至有可能被重新熔化而减小,使之产生颈缩.相比之下,由于枝晶端部和根部生长速度的差异,搅拌下的颈缩比非搅拌下的严重,在机械力的作用下,颈缩晶臂很容易被打断而形成球状粒子.相邻枝晶臂生长粗化时,有可能靠近端部的某部分相互接触而合并生长(见图4,内部封有少量液体),因而初晶球状化过程可用图5表示.图5　初晶的演变过程图6　粒子的聚集长大(446℃)　500× 晶粒尺寸变大的过程,除枝晶自身生长粗化、合并生长外,还有粒子间的聚集长大过程,如图6所示.相互独立的晶粒或粒子由于表面张力的作用,为了降低表面能,有相互聚集的倾向,有些会接触到一起而合并生长.并不是所有相互聚集的晶粒都会合并生长,而是遵循位向择优原则,合并生长主要发生在接触面位向差很小的固相之间.聚集的粒子间往往有一层液体膜,使之分开,不稳定,时聚时散,如图2所示.随着固相率的增大,由于聚团间的撞击,聚团被撞开,趋于分散化.3　结论1)用液淬法能可靠地测出温度与固相率的对应值.・20・甘肃工业大学学报 第23卷2)在机械搅拌下,初生晶为非树枝状晶,由枝晶残体、球状和棒状粒子组成.随着温度的降低(搅拌时间的延长),固相将由小的等轴晶或玫瑰状组织变为大的球状聚合体,直到成为分散的球状粒子.固相间存在合并生长.3)初晶的非树枝状晶化主要是由二次晶臂颈缩折断而形成,其次是晶臂的合并生长及机械力的晶臂折断和撞击钝化等.机械搅拌加剧了晶臂颈缩,促进了颈缩折断.参　考　文　献1　张世江.搅拌凝固 Zn-22%合金 !∀#∃%&组织∋形成举动.铸物,1993,65(8):6212　张世江.Zn-A l 合金的搅动凝固特性及其铸态组织与拉伸性能:[博士论文].南京:东南大学,19933　王　楠.部分凝固合金的显微组织和流变性:[博士论文].南京:东南大学,19844　F lemings M C .Behavior of met al alloy in the sem isolid st ate .M etall T rans ,1991(25A ):9575　陈体军.锌基复合材料的制备及其力学和摩擦系性能的研究:[硕士论文].兰州:甘肃工业大学,19966　M olennar J M M.Solidified mir ostr uctur e of met al alloy under stir r ing.Jm ater Sci,1986(21):3897　吴　锵.部分凝固合金的流变学行为铸锭显微组织及力学性能.[博士论文].南京:东南大学,1991Effects of mechanical stirring on microstructure of ZA 27alloyChen T ij un ,H ao Yuan ,K ou Shengz hong ,L i Yuandong(Dept .of M at erials Engineer ing ,G ausu U niv .o f T ech .,Lanzhou 730050)Abstract T he effects of mechanical stirring o n the micr ostructure of ZA27alloy ar e inves-tig ated.Simultaneously ,the qualitative relation of the tem peratures and solid fractions is given.The results sho ws that,by m eans of stir ring the primary crystals o f the alloy are e-quiax ed gr ains and ro sette agg lomeratio ns com po sed of ellipsoidal and sphero idal paricals mix ed with residual dendrites.In addition the primar y cry stals g radually become more rounded spheroid and unifor m w ith decreasing temperatures.The formation of nondendrites is due to the neck shrinking ,breaking and joining of the dendrite arms .The mechanical stir-ring intensifies the neck shrinkage of the dendr ite ar ms and accelerates their breakdow n .There is co alescing between so lid phases.Key words m echanical stir ring ;ZA27allo y;microstr ucture;nondendrite;neck shrinkage ・21・第1期 陈体军等:机械搅拌对Z A 27合金组织的影响。

ＺＡ２７合金的性能研究与应用分析
魏周斌段望春张兴
甘肃省机械科学研究院，甘肃兰州７３００３０
重点介绍了ＺＡ２７合金的滑动摩擦性能和耐磨性能，并与锡青铜和”巴氏”合金的性能做了对比分析。

对比结果可得，ＺＡ２７合金机械性能比锡青铜和”巴氏”合金优异、且生产成本低廉，可作为耐磨铜合金和巴氏合金的理想替代材料。

ＺＡ２７合金；机械性能；滑动摩擦；耐磨性能
ＴＧ１３Ａ１００７－４４１４（２０１１）０５－０１０５－０２
Ｔｈｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ＺＡ２７　ａｌｌｏｙ
Ｗｅｉ　Ｚｈｏｕ－ｂｉｎＤｕａｎ　Ｗａｎｇ－ｃｈｕｎＺｈａｎｇ Ｘｉｎｇ
２０１１－０８－１８
魏周斌（１９８１－），男，甘肃兰州人，助理工程师，研究方向：耐磨材料研究。

＠＠［１］阎俊萍，阎英，李文学，等．锌基合金组织和性能的研究［Ｊ］． 物理测试，１９９７（３）：１７－１９．
＠＠［２］谭银元．高铝锌合金的研究进展与应用［Ｊ］．特种铸造及有色合 金，２００１　（６）：３０－３１．
＠＠［３］刘良凯．ＺＡ系列合金在工程机械中的应用［Ｊ］．工程机械，１９９４ （４）：３４－３５．
ZA27合金的性能研究与应用分析
作者：魏周斌， 段望春， 张兴， Wei Zhou-bin， Duan Wang-chun， Zhang Xing 作者单位：甘肃省机械科学研究院,甘肃兰州,730030
刊名：
机械研究与应用
英文刊名：Mechanical Research & Application
年，卷(期)：2011(5)
本文链接：/Periodical_jxyjyyy201105038.aspx。

电镀工艺管理——搅拌对电镀过程的影响对于电镀过程而言，搅拌是从广义上讲的。

凡是导致电解液作各种流动的方式，都称为搅拌。

在电镀过程中，搅拌除了加速溶液的混合和使温度、浓度均匀一致以外，主要是促进物质的传递过程。

由于搅拌在消除浓差极化和提高电流密度方面的显著作用，因此，大部分电镀工艺都采用了搅拌技术。

那么搅拌究竟是怎么样影响电镀过程的呢?在讨论这个问题之前，先介绍一下搅拌的方式和搅拌程度的定量表示方法。

(1)搅拌的方式①阴极移动。

阴极移动是电镀过程中应用最多的方法。

这是以电机带动变速器并将转动转化为平动的方法。

阴极移动设备属非标准设备，但已经有专门的企业生产这种装置。

阴极移动量的单位一般是m／min，但是也有的工艺用次／min表示，因为对于阴极移动而言，移动的频率比移动的距离更为重要。

移动的距离受槽子的长度等的影响会有所不同，但对于移动的次数(频率)，则对于任何尺寸的槽子都是一样的。

实际上当工艺规定为m／min时，都还要根据镀槽的长度来确定每次可以移动的距离后，再换算成每分钟移动的次数，例如，某工艺规定的阴极移动速度为2m／min，而镀槽的长度允许阴极每次移动的最大幅度为0.2m，则这时的阴极移动频率为10次／mim，常用的阴极移动量为l0～15次／min，或2～5m ／min。

②空气搅拌。

空气搅拌是电镀中用得较多的搅拌方式。

采用空气搅拌时，压缩空气必须是经过净化装置净化过的，因为直接从空气压缩机中出来的压缩空气，难免会带有油、水等杂质，如果带入镀槽，对电镀层质量会造成不利的影响。

空气搅拌用量的表示的单位是每分钟每立方镀液多少升即L／(m3·min)，强力空气搅拌时，可达成500L／(m3·min)。

③镀液循环。

镀液循环现在已经是很流行的方式。

因为采用镀液循环时多半是用的过滤机，这样可以在搅拌镀液的同时净化镀液，一举而两得。

当然，有时也可以不加入滤芯，单纯地进行镀液的循环。

循环量的表示方法是m3／min或者m3／h，要根据所搅拌镀液的总液量来确定所用的过滤机，因为过滤机的流量单位也是m3／min，因此，可以根据工艺对流量的规定选定相应的循环过滤装置。