铝合金铸造锻造新工艺.pdf

维普资讯 S S 第33卷第1期 机 械 工 程 学 报 Vo1．33No．1 1997年 2月 CHINESEJOURNALOFMECHANICALENGINEERING Feb． 1997 铝合金铸造锻造新工艺 边秀房 牛宪华 、孙东升 A (山东工业大学材料科学与工程学院济南250061) r 搞蔓 利用铸造余热进行的锻造工艺叫铸造锻造工艺。6061台金经铸造锻造工艺加工后．抗拉 强度提高47％，伸长率提高83％。工业纯铝经铸造锻造工艺加工后，与加入Al—Ti-B中间合金 工艺相比．晶粒更加细小．硬度提高 18％。 钢调：铝合金 铸造锻造 铸造余热 中圈分娄号：TG231 0 前言 到 目前为止，国内铸造工艺和锻造工艺仍是两个相互独立的工艺过程，大多数高等院校 分别设置锻造和铸造两个学科。在材料科学飞速发展的今天，这两个古老而又传统的工艺， 有明显的相互结合、浸透的趋势。 日本MitsuguMotom~ra教授认为…，将铸造材料作为原材料进行锻造的工艺叫铸造锻 造工艺。并特别指出，在他定义之前，是没有该名词的。铸造锻造工艺诞生于 1965年 “】， 当时生产转向节工件时，研究人员曾试用此工艺，但大量试验铸造锻造工艺批量用于生产是 最近几年的事情。日本轻金属协会铝合金锻造委员会于 1994年设立了铸造锻造分会，约有 40个公司参加，目前正大力开展铸造锻造工艺的从基础到应用的广泛深入的研究。 亚共晶Al—Si合金经铸造锻造工艺加工后，强度和疲劳性能提高近 2倍 】。AC4C和 ACIB合金经铸造锻造工艺加工后，抗拉强度提高 15％，仲长率提高2倍以上 】。在 日本， 铸造锻造工艺已开始用于铝合金汽车零件和其他铸铁件的生产上 “，并广泛用于需要强度高 和气密性高的地方。 本文以日本牌号6061合金和工业纯铝为研究对象，探讨了铸造锻造工艺对组织和性能 的影响。 1 试验方法 试验甩铝合金为来 自日本的牌号6061合金。化验质量分数列于表 1。合金在 电阻炉石 墨一粘土坩埚内熔化。熔炼温度为 730℃，保温10rain，浇注矩形长条试样。试样的尺寸为 到初稿到修改穑 维普资讯 机 械 工 程 学 报 第33卷 50mmx20mmx180mm。铸型为耐火砖型，预热温度 110℃。浇注温度为 720℃。合金浇 入铸型后．冷却至450℃--470℃时，开模取出试样，利用铸造余热进行锻造加工。锻造模 具预热温度为 130℃。自由锻打方向与试样 50mmX20mm截面平行，锻造工艺进行过程 中，矩形尺寸比例保持不变，使其沿试样长度 180mm方向伸长。所用变形量定义如下 裹 1 6061台金 = 兰 =!×100％ L 0 式中 ——变形度 L——锻造后试样长度 L。——锻造前试样长度 力学性能试棒取 自50mm×20mm×180mm 的试样。抗拉性能为 3根试棒的均值。硬 度为 3点均值。晶粒平均尺寸()为 5个～10个晶粒直径的平均值。 。 函 0 2 试验结果 图1是6061合金的宏观组织的实物照片。 图la为合金 6061耐火砖型铸态宏观组织．平均晶粒尺寸为 17mm，图 1b为在锻造 后，变形度为 10％的宏观组织，图lc为变形度 30％，图id为变形度 50％。锻造温度均为 450℃～470℃。随着变形量的增加，晶粒尺寸逐渐变小．当变形度为50％时，晶粒平均尺 寸为0．2mm，图2