铝合金锻造工艺毕业论文
- 格式:doc
- 大小:221.00 KB
- 文档页数:11
铝合金冷金属锻造工艺研究铝合金因具有良好的机械性能和良好的耐腐蚀性,在航空、汽车和轨道交通等领域得到了广泛应用。
而铝合金冷金属锻造是一种成形工艺,它是利用机械力将金属坯件挤压成更细小的截面的方法。
然而,由于铝合金具有良好的延展性和可塑性,所以它部分材料性能很难通过冷金属锻造得以提升。
在研究铝合金冷金属锻造过程中,有两个重要的因素必须考虑到:一、锻造过程中金属的物理变化二、金属材料的组织结构特征物理变化铝合金在冷锻过程中会遭受各种应力变化,主要有轧制变形、挤压变形、平面变形、压扁变形和扭曲变形等因素影响。
不同的变形因素,对金属的性能影响也不同。
材料组织结构材料组织结构是一个决定铝合金性能的重要因素。
铝合金的组织结构特征包括变形组织、再结晶组织和晶粒度等。
变形组织是指金属材料在机械加工或加热条件下,由于受到应力变形和变形能量,变得塑性加强。
再结晶组织是指在冷锻加工中,材料受到高温处理,晶粒再分布和再生长的过程。
铝合金冷金属锻造工艺的研究具有重要意义。
它可以提高铝合金的机械性能和耐腐蚀性。
其中,冷凝成形工艺和共同挤压工艺是目前较为常见的几种铝合金冷金属锻造工艺。
冷凝成形工艺是指用模具将铝合金杆料进行定向压挤,而不需要在较高的温度下加热。
这种工艺可以使材料的晶粒细化,提高铝合金的密度和力学性能。
共同挤压工艺是将两个或更多的材料一起压缩成形。
这种工艺可以将两个或更多种材料的性能进行组合,达到更好的机械性能和耐腐蚀性。
在铝合金冷金属锻造工艺研究中,材料选择对成形质量和性能有很大影响。
目前,大多数研究针对英国标准(BS)的铝合金进行了研究。
这些铝合金包括系列1000、2000、5000、6000和7000。
然而,由于不同的金属组织结构差异很大,所以研究不同成分的铝合金所需的工艺条件也要不同。
总之,铝合金冷金属锻造工艺是一种重要的成形工艺。
在技术上,要注重材料的选择、工艺参数的优化和对物理变化和材料组织结构的理解。
《7A04高强铝合金轮毂锻造成形工艺研究》篇一一、引言随着汽车工业的飞速发展,轻量化、高强度和高性能的轮毂材料成为了行业研究的热点。
7A04高强铝合金因其出色的机械性能和良好的加工性能,在轮毂制造领域得到了广泛应用。
本文旨在研究7A04高强铝合金轮毂的锻造成形工艺,通过优化工艺参数,提高轮毂的性能和质量。
二、材料与设备本文研究的对象为7A04高强铝合金,该合金具有较高的强度、良好的塑性和抗腐蚀性能。
锻造设备主要包括锻压机、加热炉、模具等。
其中,锻压机用于提供锻造所需的压力,加热炉用于加热铝合金材料,模具则用于成形轮毂。
三、锻造成形工艺7A04高强铝合金轮毂的锻造成形工艺主要包括材料准备、加热、锻造、冷却和后处理等步骤。
1. 材料准备:选择合适的7A04高强铝合金材料,进行预处理,如去除杂质、调整成分等。
2. 加热:将预处理后的材料放入加热炉中,加热至锻造温度。
加热过程中需控制温度和加热速度,避免材料过热或过烧。
3. 锻造:将加热后的材料放入锻压机中,进行锻造。
锻造过程中需控制锻造压力、锻造速度和锻造比等参数,以保证轮毂的成形质量和性能。
4. 冷却:锻造完成后,需要对轮毂进行冷却,以使其迅速固化。
冷却过程中需控制冷却速度和冷却介质,避免轮毂产生裂纹或变形。
5. 后处理:冷却后的轮毂需进行后处理,如清理表面、进行机械加工等,以提高轮毂的表面质量和精度。
四、工艺参数优化为提高7A04高强铝合金轮毂的成形质量和性能,需要对锻造成形工艺参数进行优化。
主要优化的参数包括锻造温度、锻造压力、锻造速度和锻造比等。
通过实验和数值模拟等方法,研究这些参数对轮毂成形质量和性能的影响规律,确定最佳工艺参数组合。
五、实验结果与分析通过实验和数值模拟等方法,对7A04高强铝合金轮毂的锻造成形工艺进行研究。
实验结果表明,在合适的工艺参数下,可以获得具有较高强度、良好塑性和抗腐蚀性能的轮毂。
同时,通过对工艺参数的优化,可以提高轮毂的成形质量和生产效率。
《7A04高强铝合金轮毂锻造成形工艺研究》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展,轻量化、高强度和高耐久性的轮毂材料已成为市场的重要需求。
7A04高强铝合金以其优良的机械性能、加工性能和抗腐蚀性能,成为制造汽车轮毂的理想材料。
本文针对7A04高强铝合金轮毂的锻造成形工艺进行深入研究,探讨其成形过程中的关键技术和影响因素,以提高轮毂的成形质量和生产效率。
二、7A04高强铝合金的特性7A04高强铝合金是一种以铝为基础的合金,通过添加适量的合金元素(如铜、镁、锰等)提高其强度和耐腐蚀性。
该合金具有优良的加工性能、抗腐蚀性能和高强度,广泛应用于航空、航天、汽车等工业领域。
三、锻造成形工艺7A04高强铝合金轮毂的锻造成形工艺主要包括原材料准备、模具设计、锻造过程和后续处理四个部分。
(一)原材料准备选用合格的7A04高强铝合金锭料,进行熔炼、精炼和均匀化处理,以获得纯净、组织均匀的合金材料。
同时,对材料进行热处理,以提高其成形性能。
(二)模具设计根据轮毂的形状和尺寸要求,设计合理的模具结构。
模具应具有良好的强度、耐磨性和热稳定性,以保证锻造过程的顺利进行。
(三)锻造过程锻造过程包括预处理、成形和后处理三个阶段。
预处理阶段主要对合金材料进行加热和保温,使其达到理想的锻造温度。
成形阶段通过模具将材料锻造成预定形状的轮毂。
后处理阶段包括冷却、去毛刺和热处理等工艺,以提高轮毂的机械性能和表面质量。
(四)后续处理对锻造后的轮毂进行表面处理,如喷涂、氧化等,以提高其耐腐蚀性和美观度。
同时,对轮毂进行质量检测,确保其符合设计要求。
四、关键技术和影响因素(一)模具设计及制造技术模具的设计和制造是锻造成形工艺的关键环节。
模具的结构应合理、尺寸应准确,以保证轮毂的成形质量和生产效率。
同时,模具的材料和热处理工艺也应考虑周全,以提高模具的使用寿命和降低制造成本。
(二)锻造温度及变形速率控制锻造温度和变形速率对轮毂的成形质量和机械性能有重要影响。
铝合金锻造技术的研究与发展铝合金是一种轻质、高强度、耐腐蚀的材料,被广泛应用于汽车、飞机、电子、建筑等领域。
而铝合金的制造过程中,锻造技术是一种高效、节能、环保的加工方法。
在现代工业中,铝合金锻造技术越来越受到重视和广泛应用。
本文将围绕铝合金锻造技术的研究与发展,探讨其应用前景和发展方向。
一、铝合金锻造技术的优点铝合金锻造技术是将铝合金预热,然后通过压力作用加工成型。
与其他加工方式相比,铝合金锻造技术有以下优点:1.高效节能:锻造工艺中,铝合金在高温下易变形,所需压力较小,且能将铝合金加热均匀,从而缩短了制造周期。
2.高精度:铝合金锻造时,金属流动性能优良,能够使物品表面形状的精确度更高。
3.优良性能:铝合金锻造后,铝合金的力学性能和物理性能更加均匀,且具有更高的强度、韧性和防腐蚀性能。
4.环保:铝合金锻造过程中没有削减、切削和热处理,相比其他加工方式,铝合金锻造环保更佳。
二、铝合金锻造技术的应用前景1.汽车领域:铝合金锻造技术在汽车轮毂、发动机进气道等关键部件中的应用已成为趋势。
铝合金材料的轻量化,有利于提高汽车的节能环保性能。
2.电子领域:随着电子技术的不断发展,铝合金以其轻、薄、平等特性成为电子产品材料的首选。
特别是在手机、电脑等国民消费品制造中,铝合金以其轻质和优良的外观和性能,减轻了用户的使用负担。
3.航空航天领域:铝合金在航空航天领域中,具有优良的耐腐蚀性、高强度和轻量化等特点。
以美国的波音公司为例,其制造的飞机机身比以前的飞机机身轻了35%。
在航空航天领域中,铝合金锻造技术的应用前景十分广阔。
三、铝合金锻造技术的发展方向随着社会的不断发展和技术的不断进步,铝合金锻造技术也在不断地改进和发展。
1.数值模拟技术的发展:数值模拟技术已经成为铝合金锻造研究中不可或缺的一部分。
利用数值模拟技术可以精确地预测铝合金的变形、应力状况等,有助于提高锻造件的质量。
2.材料研究:铝合金锻造技术的发展需要更好的铝合金材料的支持。
浅谈铝合金锻造生产工艺摘要:当前,各工业行业中均需要大量的机械零件毛坯,这些零件毛坯生产的主要方式为锻造生产。
工业企业对于铝合金的使用量相对较多,是一种普遍使用的金属材料,据统计,使用量位居有色金属材料第二位,仅低于钢铁。
铝合金锻造生产在动力能源企业、航空航天企业应用普遍,在促进国民经济发展中发挥着较为重要的作用。
铝合金材料经过锻压后能够改变其金属组织结构,这样可以在很大程度上提升铝合金材料的性能,各个工业企业需求的铝合金零部件可以通过对铝合金坯料进行合理的锻压,这样使铝合金材料实现有效的塑形流动,可以为工业企业提供需要的部件。
关键词:铝合金、锻造、生产工艺作为一个较为传统的锻造生产,其具有能够改善材料内部的组织、能够改变材料的形状的优势,这样不但可以提高材料的力学性能还能够得到工业企业所使用的零部件。
铝合金材料的相关性能相对来说比较优异,在电力、汽车、船舶、建筑等各个领域能够得到较为普遍的使用,能够助推各个领域的发展。
因此,在一些要求力学性能较高和需要较大承受能力的设备零部件均需要采用铝合金锻造技术进行生产制造。
通过查阅相关资料得知,铝合金锻造件在飞机中的所使用的重量能够达到百分之七十七左右,在坦克中能够达到百分之六十八左右,在汽车中的重视占比能够达到百分之七十六左右,因此铝合金锻造件在机械制造中地位非常重要,对于工业企业的发展具有很大的推动作用。
一、铝合金锻造生产工艺的主要流程与典型特点分析(一)铝合金锻造生产主要流程分析锻造生产是工业企业中不可或缺的工作,具有非常重要的位置,铝合金材料也是锻造中普遍使用的金属材料,所有可以使用低碳钢锻造出的零部件,均能够采用铝合金材料进行锻造生产,因此铝合金锻造生产在锻造产业中分量较大。
目前,使用铝合金锻造出来的零件大部分是安全件且都是批量生产,这样就需要大量的质量要求较高的铝合金材料。
通过分析得到,铝合金锻造生产的主要流程主要是先进性对铝合金金属材料的熔炼,然后在进行相应的铸造工序,其次在进行材料的挤压和锻造,最后还要进行热处理和相应的加些加工。
《7A04高强铝合金轮毂锻造成形工艺研究》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展,轮毂作为汽车的重要组成部分,其性能和质量对汽车的行驶安全和舒适性有着重要的影响。
7A04高强铝合金因其优异的力学性能、良好的加工性能以及较高的抗腐蚀性,在轮毂制造领域得到了广泛应用。
然而,如何实现7A04高强铝合金轮毂的精确锻造成形,仍需深入研究其锻造工艺。
本文将对7A04高强铝合金轮毂的锻造成形工艺进行深入研究,以期为轮毂制造提供理论依据和技术支持。
二、材料特性7A04高强铝合金是一种具有高强度、优良塑性和抗腐蚀性的合金材料,其成分主要包括铝、铜、镁等元素。
该合金材料在锻造过程中具有较好的流动性和填充性,能够满足轮毂复杂结构的成形需求。
此外,7A04高强铝合金的力学性能优异,能够保证轮毂在使用过程中的安全性和可靠性。
三、锻造工艺7A04高强铝合金轮毂的锻造成形工艺主要包括原材料准备、模具设计、锻造过程和后续处理四个阶段。
1. 原材料准备:选用符合要求的7A04高强铝合金板材,进行切割、打磨等预处理,以保证原材料的质量和尺寸精度。
2. 模具设计:根据轮毂的结构特点,设计合理的模具结构,包括凸模、凹模和导向装置等。
同时,需考虑模具的强度、刚度和使用寿命等因素。
3. 锻造过程:将预处理后的原材料放入模具中,通过锻压机进行锻造。
锻造过程中需控制好温度、压力和锻造速度等参数,以保证轮毂的成形质量和力学性能。
4. 后续处理:锻造完成后,对轮毂进行淬火、回火等热处理工艺,以提高其力学性能和抗腐蚀性。
同时,还需进行尺寸检测和表面处理等工序,以保证轮毂的质量和外观要求。
四、研究方法本研究采用文献调研、实验研究和数值模拟等方法,对7A04高强铝合金轮毂的锻造成形工艺进行研究。
首先,通过文献调研了解7A04高强铝合金的性能及锻造工艺的研究现状;其次,通过实验研究探索7A04高强铝合金轮毂的锻造工艺参数和成形质量;最后,利用数值模拟方法对锻造过程进行模拟分析,以优化工艺参数和提高轮毂的成形质量。
强应变2014铝合金锻件的制备工艺、组织与力学性能中南工业大学硕士学位论文强应变2014铝合金锻件的制备工艺、组织与力学性能姓名:宋?申请学位级别:硕士专业:材料加工工程指导教师:张新明1999要摘本文研究并建立了热模锻变形与热处理工艺对铝合金模锻件力学性能的影响规律,探明了西南铝加工厂突破传统工艺所制备的铝合金锻件的组织状态.研究表明:采用多向锻造大变形成型,高温长时间的固溶和时效工艺,即/分钟固溶,/小时时效,制备的锻件具有优良的力学性能。
通过这种新工艺,锻件的强度比采用传统工艺制备锻件的强度提高约%.%,塑性提高约倍,锻件的力学性能大大高于我国国标的要求,并全面达到美国航天局标准的要求。
本文用扫描电镜、透射电镜及.射线衍射仪对锻件长、宽、高三方向的微观组织结构进行了分析,揭示了锻件力学性能提高的原因。
结果表明:均匀大变形、晶粒的细化. ,二次相析出的数目、种类多且细小...“,组织的均匀分布是锻件力学性能改善.的依据。
热模锻显微分析关键词:铝合金锻件热处理力学性能..入;, . .. %%嬲 %% . 【.、, 曲:..?.¨,:中南工业大学硕士学位论文一.文献综述.前铝合金在工业、民用、国防上应用广泛,已使用的金属材料中, 使用量仅次于钢铁材料【”.铝合金使用广泛的原因。
堤:比强度高。
铝合金的密度小,仅为钢铁的约三分之一左右,而比强度和比刚度高,在工业、民用、航天航空领域使用可大大减轻结构件的重量;耐腐蚀性好。
铝合金的表面易在空气形成一层致密的氧化膜,对于抗腐蚀有较强的能力;成型性好。
铝合金易于锻造、挤压、轧制成型.对于铝合金,更有一些比较特殊的优点嘲:锻造性能好;强度高,与合金强度相当;热塑性好,铸锭的热裂倾向小;焊接性能好。
近些年来,由于低温和航天事业发展的需要,从强度,抗焊接裂纹性能和抗应力腐蚀开裂性能等方面综合考虑,已将铝合金推荐为航天、焊接用结构材料.我国航天事业的发展,使我国承担了一些为国外发射卫星的业务。
铝合金锻件的铸造工艺研究随着技术的不断发展,铝合金锻件成为机械零部件及结构件中越发重要的一种性能良好的材料。
铝合金锻件不仅具有良好的物理、化学性能,还具备高强度、低密度、低热膨胀系数、良好的可塑性等优点。
而铸造工艺是铝合金锻件加工的关键。
本文就对铝合金锻件的铸造工艺进行研究,探讨其制造过程、技术难点及应用前景。
一、铝合金锻件的制造过程1.原料准备铝合金锻件的原料主要包括铝合金坯料、冷却液、纯铝及其他助剂。
金属坯料是制造铝合金锻件的重要原材料,品质的优劣直接影响锻件的质量和性能。
同时,冷却液用于合金冷却,以防铝合金锻件在制作过程中过早硬化,影响锻件质量。
2.铝合金锻造铝合金锻造是指利用液态金属材料的城市性,在外力的作用下克服金属材料的阻力,使其塑形,并在凝固后形成所需形状的锻造工艺。
铝合金锻造包含冷挤压和热锻压两种。
其中冷挤压是将锻前的铝合金坯料置于金属模具中,在高压作用下,使铝合金坯料走向模腔并发生挤压变形,从而得到所需形状的锻件。
而热锻压是将铝合金坯料预热到一定的温度,在铝合金变形温度范围内施加压力,使铝合金坯料变形成所需形状的锻件。
3.铝合金锻件的处理在铝合金锻件形成后,还需要对其进行处理以改善其力学性能和稳定性能。
处理流程包括固态效应焊、热处理、过热处理等,其中热处理是最为常用的一种。
热处理可以用于恢复铝合金锻件的强度、硬度、韧性等,提高其性能稳定性,并能使其表面逐渐呈现出亚纳米晶效应,从而明显提高其耐磨性和耐腐蚀性。
二、铝合金锻件制造技术难点虽然铝合金锻件具备良好的物理、化学性能,但它的制造难度较大,其技术难点主要表现在以下几个方面:1. 材料选择难度较大不同的铝合金材料之间具有明显的差异,而材料的选用与铝合金锻件的使用场景密切相关。
此外,锻造时凸模、凹模和挤压杆分别使用不同的材料,也会对铝合金锻件的质量和使用性能产生影响。
2. 模具设计和制造难题模具对于铝合金锻件的成型具有决定性的作用,因此模具的设计和制造质量直接关系到铝合金锻件的成型质量。
第1篇摘要:铝合金因其具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点,在航空航天、汽车制造、建筑等领域得到了广泛的应用。
铝合金铸造是将熔融的铝合金液注入铸模中,经过凝固、冷却和脱模等过程,最终获得具有一定形状和尺寸的铝合金铸件。
本文介绍了铝合金铸造工艺的基本原理、分类、特点以及在实际应用中的注意事项。
一、铝合金铸造工艺的基本原理铝合金铸造工艺是将熔融的铝合金液注入铸模中,使其在铸模内冷却、凝固、结晶,最终形成具有一定形状和尺寸的铝合金铸件。
其基本原理如下:1. 熔融:将铝合金原料在熔炉中加热至熔点,使其熔化成液态。
2. 注入:将熔融的铝合金液通过注管注入铸模中。
3. 冷却:铸模内的铝合金液在冷却介质(如水、空气等)的作用下逐渐凝固。
4. 结晶:凝固过程中,铝合金液中的溶质和杂质逐渐析出,形成晶体。
5. 脱模:铸件凝固、冷却至室温后,从铸模中取出。
6. 后处理:对铸件进行清理、去毛刺、热处理等工序,以提高其性能。
二、铝合金铸造工艺的分类1. 按照铸模材料分类:(1)金属模铸造:铸模由金属制成,如铸铁、钢等。
(2)非金属模铸造:铸模由非金属材料制成,如石墨、砂等。
2. 按照冷却方式分类:(1)水冷铸造:铸模表面涂有水冷材料,冷却速度快。
(2)风冷铸造:铸模表面涂有风冷材料,冷却速度较慢。
3. 按照铸件结构分类:(1)砂型铸造:适用于形状复杂、尺寸较大的铸件。
(2)金属型铸造:适用于形状简单、尺寸较小的铸件。
(3)压铸:适用于形状复杂、尺寸精度要求高的铸件。
三、铝合金铸造工艺的特点1. 生产效率高:铝合金铸造工艺可实现大批量生产,提高生产效率。
2. 成本低:铝合金铸造工艺设备简单,操作方便,生产成本低。
3. 适用范围广:铝合金铸造工艺可适用于各种形状、尺寸和性能要求的铸件。
4. 节能环保:铝合金铸造工艺在生产和应用过程中,具有较好的节能环保性能。
四、铝合金铸造工艺在实际应用中的注意事项1. 铝合金熔融温度:铝合金熔融温度过高或过低都会影响铸件质量,应严格控制熔融温度。
《7A04高强铝合金轮毂锻造成形工艺研究》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展,轮毂作为汽车的重要部件,其性能和制造工艺的优化对于提升汽车的整体性能和安全性至关重要。
7A04高强铝合金因其优良的机械性能和抗腐蚀性,被广泛应用于汽车轮毂的制造。
本文旨在研究7A04高强铝合金轮毂的锻造成形工艺,以优化制造过程,提高产品质量。
二、材料与设备本研究所用的材料为7A04高强铝合金,具有优良的力学性能和抗腐蚀性。
设备包括锻压机、加热炉、模具等。
锻压机用于对铝合金进行塑性变形,加热炉用于加热铝合金以降低其变形抗力,模具则用于控制轮毂的形状和尺寸。
三、锻造成形工艺7A04高强铝合金轮毂的锻造成形工艺主要包括材料准备、加热、成形和冷却四个步骤。
1. 材料准备:选择符合要求的7A04高强铝合金材料,进行表面处理,去除杂质和氧化物,以保证轮毂的表面质量和机械性能。
2. 加热:将铝合金材料放入加热炉中,加热至适当的温度,以降低其变形抗力,提高塑性。
加热温度和时间的控制对于后续的成形过程至关重要。
3. 成形:将加热后的铝合金材料放入模具中,通过锻压机进行塑性变形,使其成形为轮毂的形状和尺寸。
此过程中需要控制锻造压力、速度和模具的温度,以保证轮毂的成形质量和精度。
4. 冷却:成形后的轮毂需要进行冷却处理,以稳定其组织和性能。
冷却过程中需要控制冷却速度和温度,以避免轮毂产生过大的内应力,导致变形或裂纹。
四、工艺优化为了进一步提高7A04高强铝合金轮毂的制造质量和效率,需要对锻造成形工艺进行优化。
具体措施包括:1. 优化加热制度:通过调整加热温度和时间,使铝合金材料在较低的温度下实现良好的塑性变形,降低能耗和成本。
2. 改进模具设计:通过优化模具的结构和尺寸,提高轮毂的成形精度和表面质量。
同时,采用先进的模具材料和制造工艺,延长模具的使用寿命。
3. 合理控制锻造压力和速度:根据轮毂的形状和尺寸,合理控制锻造压力和速度,以保证轮毂的成形质量和效率。
LD5铝合金锻造工艺及热处理研究工艺成佳佳(陕西理工学院材控081)指导老师:刘艳【摘要】:由于细晶粒组织对锻件的硬度、塑性、抗腐蚀性、疲劳极限、断裂韧性及外观均有良好的影响,因此如何控制锻件的晶粒度,一直是锻造研究工作的重要课题。
本课题以LD5合金为例研究该合金锻件晶粒细化的最佳锻造工艺及热处理工艺,以提高LD5合金的综合力学性能。
【关键词】:铝合金;锻造;热处理1.引言1.1铝合金的研究现状铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料,在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。
随着近年来科学技术以及工业经济的飞速发展,对铝合金焊接结构件的需求日益增多,使铝合金的焊接性研究也随之深入。
铝合金的广泛应用促进了铝合金焊接技术的发展,同时焊接技术的发展又拓展了铝合金的应用领域,因此铝合金的焊接技术正成为研究的热点之一。
铝及铝合金存在易腐蚀、不耐磨、焊接难等缺点。
而化学镀等工艺改善了铝及铝合金的性能,促进了其广泛的应用。
化学镀镍作为铝和铝合金理想的表面改性技术之一,其重要性在不断的增加。
铝是一种难度的金属基体,由于铝于洋有很强的亲和力,铝基体表面极易生成氧化膜,会使结合强度变变差。
故要在铝合金基体上得到结合力强、性能优良的镀层,正确的前处理是成功的关键,也是近年来研究的热点。
1.2铝合金简介铝的密度小(纯度为97.5%的铝为ρ=2.703g/cm3),熔点低(660℃),铝是面心立方结构,故具有很高的塑性(δ:32~40%,ψ:70~90%)。
抗腐蚀性能好;还有其他优点,如导热和导电性能好,可焊。
但是纯铝的强度很低,退火状态σb值约为8kgf/mm2,故不宜作结构材料。
通过加入合金元素及运用热处理等方法来强化铝,就得到了一系列的铝合金。
铝合金在保持纯铝质轻等优点的同时还能具有较高的强度,σb 值分别可达 24~60kgf/mm2。
这使铝合金成为理想的结构材料,广泛用于机械制造及航空工业等方面,飞机的机身、蒙皮、压气机等常以铝合金制造,以减轻自重。
采用铝合金代替钢板材料的焊接,结构重量可减轻50%以上。
LD5铝合金具有低密度、高强度、热加工性好等优点。
是航空航天领域的主要结构材料,现代航空航天工业的发展对高强度铝合金的强度和综合性能提出了更高的要求。
近年来,材料工作者通过优化合金的成分设计,采用新型的制坯方法成形及热处理工艺,研制开发出多种使用性能更好的超高强度铝合金,这些材料既具有高的韧性和耐磨性,且成本较低,在很多领域取代了昂贵的钛合金,成为目前军用和民用飞机等交通工具中不可缺少的重要轻质结构材料,超高强铝合金正式成为世界各国结构材料开发的热点之一。
本实验研究的是何种锻造与热处理工艺对LD5铝合金的综合力学性能影响最好。
材料名称:2A50 旧称:LD5标准:YS/T 439-2001制作工艺:2系铝合金的一般挤压加工方法,即挤压——固溶处理——自然失效。
通过工艺试验,分析了淬火加热温度、淬火保温时间等对2A50铝合金挤压型材力学性能和布氏硬度的影响。
试验结果表明,固溶淬火温度控制在520℃,保温时间根据型材厚度控制在40 min以内,保证材料的加热均匀度,可以生产出高强度、高硬度的2A50铝合金型材。
特性及适用范围:高强度锻铝在热态下具有高的可塑性,易于锻造.冲压;可以热处理强化,在淬火及人工时效后的强度与硬铝相似;工艺性能较好,但有挤压效应,故纵向和横向性能有所差异;抗蚀性较好,但有晶间腐蚀的倾向;可切削性能良好,电阻焊.点焊.缝焊性能良好,电弧焊和气焊性能不好。
化学成份:硅Si:0.7-1.2铁Fe: 0.7铜Cu:1.8-2.6锰Mn:0.40-0.8镁Mg:0.40-0.8锌Zn:0.30钛Ti:0.15镍Ni:0.10铝Al:余量由于细晶粒组织对锻件的硬度、塑性、抗腐蚀性、疲劳极限、断裂韧性及外观均有良好的影响,因此如何控制锻件的晶粒度,一直是锻造研究工作的重要课题。
本课题以LD5合金为例研究该合金锻件晶粒细化的最佳锻造工艺及热处理工艺,以提高LD5合金的综合力学性能。
研究LD5棒材超塑性变形工艺参数与力学性能的关系。
结果表明,LD5铝合金棒材经过495℃×3h固溶、390℃×4.5h过时效+360℃自由镦拔的预处理后,当超塑性变形温度为455℃时,拉伸最佳的变形速率为3.35×10-3mm/s,最高伸长率为475%,相应的流动应力为17MPa。
当超塑性变形温度为460℃时压缩最佳的变形速率为2×10-2mm/s,最大伸长率为598%,相应流动应力为21MPa。
预处理方法是提高LD5铝合金塑性、降低变形抗力的高效、低成本方法。
提高材料的硬度,韧性,塑性,抗腐蚀性,疲劳极限,断裂韧性以及外观,而且有效的降低成本就是做这个课题的根本目的。
铝合金密度低,但强度比较高,接近或超过优质钢,塑性好,可加工成各种型材,具有优良的导电性、导热性和抗蚀性,工业上广泛使用,使用量仅次于钢。
1.3铝合金应用现状铝合金作为理想的结构材料,广泛用于机械制造、运输机械、动力机械及航空工业等方面,飞机的机身、蒙皮、压气机等常以铝合金制造,以减轻自重。
采用铝合金代替钢板材料的焊接,结构重量可减轻50%以上。
泡沫铝合金的应用也很广泛,如作为(1)电极材料。
优良的导电性能使泡沫铝可被广泛应用于镍锌电池、双电层电容器等新型电池的电极骨架材料,目前泡沫铝已获得多家镍锌电池生产厂家试用,并投入批量使用,同时,泡沫铝有望作为双电层电容器电极集流体获得推广应用;另外,泡沫铝作为电解回收含铝废水的电极材料使用,也具有非常广阔的前景。
(2)催化剂。
在许多有机化学反应中,人们尝试直接利用具有大比表面积的泡沫铝替代冲孔铝板,作为化学反应催化剂;泡沫铝作为光催化空气净化载体,也获得了较为成功的应用。
(3)导热材料。
泡沫铝具有优良的导热性能,使其成为性能优异的阻燃材料,在国外许多先进的消防器材上获得应用,尤其是作为火焰隔离器材具有优异的效果;另外,人们利用泡沫铝优良的导热性能及表观通透性,制作成电机、电器的散热材料。
(4)消音及屏蔽材料。
声波在泡沫铝表面发生漫反射,并通过膨胀消音、微孔消音等原理,达到消音的效果;铝的屏蔽性能与银接近,是一种性能优异电磁屏蔽材料。
(5)过滤材料。
优良的结构特性及对人体基本无害的泡沫金属铝产品,作为医用过滤材料,也获得了成功的应用;同时,泡沫铝在水净化装置中应用也具有较好的前途。
(6)流体压力缓冲材料。
泡沫铝对流体的分散及缓冲作用,使其作为各种压力仪表的减压保护装置,具有优异的效果。
(7)板带的应用广泛应用于装饰、包装、建筑、运输、电子、航空、航天、兵器等各行各业。
(8)航空航天用铝材用于制作飞机蒙皮、机身框架、大梁、旋翼、螺旋桨、油箱、壁板和起落架支柱,以及火箭锻环、宇宙飞船壁板等。
(9)交通运输用铝材用于汽车、地铁车辆、铁路客车、高速客车的车体结构件材料,车门窗、货架、汽车发动机零件、空调器、散热器、车身板、轮毂及舰艇用材。
(10)包装用铝材全铝易拉罐制罐料主要以薄板与箔材的形式作为金属包装材料,制成罐、盖、瓶、桶、包装箔。
广泛用于饮料、食品、化妆品、药品、香烟、工业产品等包装。
(11)印刷用铝材主要用于制作PS版,铝基PS版是印刷业的一种新型材料,用于自动化制版和印刷。
(12)建筑装饰用铝材铝合金因其良好的抗蚀性、足够的强度、优良的工艺性能和焊接性能,主要广泛用于建筑物构架、门窗、吊顶、装饰面等。
如各种建筑门窗、幕墙用铝型材、铝幕墙板、压型板、花纹板、彩色涂层铝板等。
(13)电子家电用铝材主要用于各种母线、架线、导体、电气元件、冰箱、空调、电缆等领域。
规格:圆棒、方棒1.4铝合金锻造及热处理的研究现状研究现状:铝合金领域方面:“九五”期间,东北大学等进行了低频电磁半连续铸造技术,取得了显著的效果。
LD5铝合金方面:目前LD5铝合金在制作工艺特性范围热处理工艺方面做了一定的研究。
近年来,以新的成型技术开发出来的高性能铝合金等,可广泛应用于各领域,替代原有的钢、铜、钛等比重大的材料,降低产品材料成本及重量。
但由于自身依然存在成形性能相对差的缺点,阻碍了新开发的铝合金板在实际工业中的应用。
因此,锻造及热处理工艺可以使铝合金成形性能更好、更高效、成本更低,进而开发出高性能铝合金棒材先进成形工艺,拓宽铝合金棒材的应用领域。
发展趋势:高强高韧性LD5铝合金的发展和应用具有很大的潜力,但同时也存在一些有待解决的问题。
除了考虑强度外,延性、韧性、疲劳、蠕变、SCC等使用性能,以及各种工作性能对其的影响也应在考虑范围之列。
而不同的性能对合金成分有不同要求,但是各种要求之间可能有冲突。
因此我们要找到最好锻造预热处理工艺来达到铝合金最好的力学性能状态,使LD5合金所有状态达到最佳。
超强度铝合金是重要的轻质高强结构材料具有广阔的应用前景,目前,需要从下面几个方面开展工作:a.LD5铝合金的锻造及热处理研究是一个重要的方向,需要深入、系统的进行研究与开发;b.改进传统的铸锭冶金制备技术,开发先进的成型制备工艺,以获得高质量的铸锭组织;c.研究高强铝合金的强韧化、腐蚀及疲劳断裂机理,在了解成分、微观组织等因素与宏观性能之间关系的基础上,建立时效硬化模型、应力腐蚀以及断裂韧性模型,以达到科学预测和控制合金性能的目的。
研究方法:锻造与热处理工艺实验装置及测量方法的研究对材料科学的发展起着重要的作用。
实验装置是合理选择材料、研究新材料和新工艺的基本手段和依据,为进一步研究锻造与热处理工艺对铝合金的影响奠定了实验基础。
先进的测量方法是设计、制造出综合性能及单项性能均优良的产品的保证,次试验的锻造与热处理工艺历程图如下:锻造:两种锻造成型方式,流程图如下:热处理:各种热处理方法如下:=对LD51.5 铝合金锻造及热处理工艺过程存在的问题及解决方法铝合金进行不同的锻造工艺,研究其性能的变化;对已进行锻造工艺的材料从不同部位选取试样;对试样分组进行热处理并完成金相试样的磨制,为后面的测试等作准备工作;制备金相试样摄取金相组织照片,分析不同锻造工艺和热处理工艺对锻造铝合金组织的影响;观察金相组织,分析锻造、热处理工艺对锻造铝合金组织的影响,从而确定最佳的锻造及热处理工艺过程,保证得到所需组织;何种锻造与热处理工艺对LD5铝合金的综合力学性能影响最好。
实验内容:对LD5棒材合金进行不同方式的锻造并制备金相得出不同的锻造方式对其材料各部分力学性能的影响;对LD5棒材合金进行不同的热处理工艺,制备金相组织并摄取照片,分析不同的热处理方式对铝合金材料的影响;最后得出结论,什么样的锻造跟热处理方式对LD5铝合金的力学性能产生的影响最好。
试验流程:,一次锻造后长度L,制备摄取金相组织并1.先进行一次锻造成型,原长l进行分析记录;2.在进行分布锻造,分三次成型,原长l0,第一次锻造后l1,第二次锻造后长度l2。