浇注温度对半固态AlOAAl复合材料组织的影响.docVIP

毕业论文 浇注温度对半固态Al2O3/2A14Al复合材料组织的影响 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作 者 签 名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 指导教师签名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授权说明 本人完全了解XX大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 １ 文献综述 1.1 引言 20 世纪70 年代美国麻省理工学院的Flemings 教授等人开发出了一种崭新的金属成形方法, 称为半固态加工技术[1]。在Flemings 的一篇论文中报道, 金属材料在凝固过程中加强烈的搅拌, 可以打碎金属凝固形成的枝晶网络结构, 形成近球状的组织, 得到一种液态金属母液中均匀悬浮着一定颗粒状固相组分的固- 液( 固相组分一般为50%) 混合浆料, 此时的半固态金属具有优良的流变性和触变性[2,3]。因而, 易于用常规加工技术如压铸、挤压、模锻等实现成形。采用这种既非液态又非完全固态的金属浆料加工成形的方法, 称为金属的半固态成形技术。可见, 半固态加工是利用金属从液态向固态转变或从固态向液态转变( 即液固共存) 过程中所具有的特性进行成形的方法。这一新的成形方法综合了凝固加工和塑性加工的长处, 即加工温度比液态低, 变形抗力比固态小, 可一次大变形量加工成形形状复杂且精度和性能质量要求较高的零件, 所以半固态加工技术被称为为21 世纪最有前途的材料成形加工方法。 半固态金属坯料的制备是金属半固态成形的基础和关键, 其制备方法很多, 具有代表性的有机械搅拌法、 电磁搅拌法、 应变诱发熔化激活法、电磁脉冲加载法、超声振动搅拌法、喷射沉积法等等。其中, 电磁搅拌法、应变诱发熔化激活法是最有工业应用前景的方法。与此同时, 这些方法带来的问题是增加了额外的设备和工艺环节,使生产成本上升。 1.2 半固态加工的概念与优点 所谓金属半固态加工就是将凝固过程中的合金进行强力搅拌使其预先凝固的树枝状初生固相破碎而获得一种由细小、球形、非枝晶初生相与液态金属共同组成的液、固混合浆料, 即流变浆料, 将这种流变浆料直接进行成型加工的方法称为半固态金属的流变成形（Rheoforming）; 而将这种流变浆料先凝固成铸锭, 再根据需要将此金属铸锭分切成一定大小使其重新加热至固液相温度区间而进行的成型加工称为触变成形(Thixforming), 流变成形和触变成型合称为半固态加工(semi-solid processing method), 简称 SSM。 金属半固态铸造于传统的铸造方法的优点： （1）不需要晶粒细化即可获得晶粒组织，消除传统铸造中的柱状晶，铸件组织分布均匀，体积收缩减小，基本上消除了缩孔倾向，力学性能大幅提高。 （2）成形温度低，可节省能源；同时生产时摆脱了高温液态金属环境，减少污染。 （3）因较低温度的半固态浆料成形的剪切力，比传统的枝晶浆料小的多，因此充型平稳，热负荷小，热强度下降，从而提高模具寿命。 （4）在成形过程中，半固态金属不易喷溅，改善了充型过程，减轻了金属的卷气和氧化。 （5）成形合金既可用于铝、镁、锌等低熔点合金，又可用于不锈钢、低合金钢等高熔点和合金，拓宽料压铸合金的使用范围。 （6）由于凝固收缩小，故成形尺寸精度高，加工余量小，接近净成形，节约原材料。 （7）利用半固态金属的高黏度，可以使密度差大、固溶体小的金属制成合金，也可以有效的使不同材料混合，制成新的复合材料。 1.3 半固态成形工艺 半固态成形的工艺过程如图1-1所示，通常的工艺路线主要有如下两种。 图1-1 半固态成型的工艺工程 1.3.1 流变铸造(Rheocast) 流变铸造或称流变成形(Rheoforming) ,是将经搅拌等工艺获得的半固态浆体坯料在保持其半固态温度的条件下直接进行半固态成形。由于半固态金属浆液的保存和输送很不方便,因而这种成形方法投入实