熔体处理对A356合金流变性能的影响.pdf

2004年年会专刊 熔体处理对A356合金流变性能的影响” 清华大学李克“唐靖林冯鹏发李双寿曾大本 摘 要 研究了细化和变质熔体处理条件对于半固态A356合金流变性能的影响。结果表明：在细化剂A1．5Ti．B的Ti加 入量为0。0．1％时，合金在液固温区的流变性能随细化剂加入量的增加而增强。同时，变质剂sr也对合金的流变性能有所 促进。经过适当的变质细化处理后，A356合金初生a-A1相的形貌呈介于枝晶与球状晶之问的花朵状，在高固相率时仍具 备一定的流动性。 关键词：A356合金流变性能细化变质 中图分类号：TGl46．2+1文献标识码：A 早在20世纪70年代，美国麻省理工学院的学者们程中工艺选择见表3。变质细化后将A356合金液降温 就提出了半固态成形技术的概念¨2J。由于半固态金 到630℃，在一定的冷却速度下使用自制的粘度测量仪 属成形技术具有高效、节能、有利于环保以及可以实现 (图1)监测合金熔体在凝固过程中的温度同粘度的对 近终成形等特点，近十多年来受到广泛的关注。 应关系，从而得到温度一扭矩关系曲线。粘度测量仪工 半固态金属成形工艺主要有触变成形和流变成形 作时，通过扭矩传感器采集转子上的扭矩，同时通过热 两种方式。触变成形工艺是将经搅拌等特殊工艺获得 电偶采集液体的温度，通过力学计算可以得到合金在不 的半固态坯料冷却凝固后，按所需尺寸下料，再重新加 同温度的表观粘度。 热至半固态温度，然后进行成形加工。流变成形工艺是 表1试验用A356合金锭的化学成分 ％ 将经特殊工艺获得的半固态浆料，在保持半固态温度的 训R Si Fe Mn Zn Al 条件下直接进行半固态成形。如果能够合理解决浆料 Mg 6．74 0．26 0．0720．0010．022余量 制备、输送及在线精确控制等问题，流变成形将比触变 成形具有更好的发展前景。半固态浆料的制备是流变 表2A356合金温度．固相体积分数关系的差热分析结果 成形实现的重要环节。制备半固态非枝晶合金的方法 很多，依制备原理大致可分为搅拌法和非搅拌法。搅拌 法包括机械搅拌法和电磁搅拌法；非搅拌法包括应变激 3。近 活(SIMA)法、控制结晶过程及结晶细化法等L2～5 序号 精练(N2) 变质剂(AI一10Sr)细化剂(AI．5Ti—B) 些年麻省理工学院的新M1T工艺[6，7J，日本宇部株式会 社的NRC工艺旧9J，都在流变成形工艺中得到了应用。 本文研究了熔体处理工艺对液固温区A356合金流 变性能的影响。选择不同的熔体处理工艺，对A356合 金熔体进行变质、细化处理，进而研究A356合金在液固 温区的流变规律，研究结果可以为提高半固态合金浆料 制备效率提供理论依据。 1试验设备与试验过程 2试验结果与分析 合金选用A356铝合金锭，其化学成分见表1。通 2．1细化剂的加入量对A356合金流变性能的影响 过差热分析确定合金凝固温度区间，合金的固相体积分 数与温度对应见表2。使用氮气进行精炼，精炼除气时 图2是A356合金在连续冷却条件下测得的表观粘 间为6分钟，金属液的温度为720。750oC。除气之后 度随温度的变化曲线，由此可以对比在不同细化情况 进行变质细化处理，细化剂使用工业上常用的灿一5Ti．B下，A356合金的表观粘度随温度变化的情况。在固液 两相区560。610