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机械搅拌法制备半固态AZ91D镁合金的研究

发布人:上海艾荔艾金属材料有限公司 更新时间:2013-06-05
与液态金属相比,半固态金属的温度处于固液相之间,在充型过程中,呈层流状态,减轻了金属的氧化和裹气,同时还可以减少凝固收缩,使铸件具有更少的收缩孔洞,提高了铸件的致密性和力学性能。半固态金属由于已释放了部分结晶潜热,因而减轻了对模具的热冲击,使得模具寿命大大提高。在金属半固态成形技术中,半固态金属浆料的制备是该成形技术的基础。目前所发明的半固态金属浆料的制备方法很多,如机械搅拌法、电磁搅拌法、变形诱变激活法和超声振动法等。本文采用一套半固态连续机械搅拌装置,研究不同工艺参数对AZ91D镁合金半固态组织的影响。
试验材料为AZ91D镁合金,其化学成分为(质量分数,%)9.0Al0.64Zn0.33Mn0.03Si0.001Fe0.005Cu0.0003Ni,其余为Mg。其液相线和固相线分别为595℃和470℃,半固态温度区间为125℃。采用机械搅拌装置研究不同工艺参数对AZ91D镁合金半固态组织的影响。该装置主要由剪切装置、温度控制装置及真空装置组成。温度控制装置具有自诊断功能,由计算机程序控温仪精确控制,控温精度可达到1℃。试验时首先在电阻炉中将AZ91D镁合金熔化,并用自制覆盖剂及Ar对熔体进行保护,以防止镁合金的氧化燃烧,再将熔融合金冷切到半固态温度区间进行搅拌。
采用机械搅拌法制备了半固态AZ91D镁合金,当剪切温度为570580℃时,可获得细小、分布均匀的球状组织。温度低,浆料流动性差,颗粒易聚集;温度高,浆料流动性好,但是球状晶粒减少。随剪切速率的增大,半固态AZ91D镁合金组织变得更细小、分布均匀及圆整。机械搅拌可抑制枝晶的生长,促进晶粒的游离以及形核,从而能获得细小、圆整及分布均匀的半固态组织。
 
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