挤压铸造参数对ZL101性能的分析研究

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挤压铸造是对浇注铸型型腔内的液态金属施加较高的机械压力,并使其成形和凝固,从而获得铸件的一种工艺方法。挤压铸造工艺技术具有产品质量优良,节约能源,改善环境及廉价等优点,愈来愈受世人关注,各国加速了该工艺的开发进程。随着我国汽车、军工、航天等行业的飞速发展,对挤压铸造件的需求量加大,且对铸件的要求性能越来越高。因此,研究挤压铸造工艺参数对铸件微观组织和力学性能的影响具有重要的意义。本文通过使用田口方法,近液相线试验分析法来优化挤压铸造技术参数,以期获得具有优良特性的ZL101铝合金制件。本文采用田口方法研究挤压铸造制件的最佳工艺参数;同时,采用田口方法的方差,研究最佳挤压铸造工艺参数;最后采用近液相线试验法研究工艺参数对ZL101铝合金制件微观组织,力学性能,密度,孔隙率,收缩率的影响。实验结果发现:采用田口方法对ZL101铝合金挤压铸造进行优化,获得最佳的工艺参数为压力为150 MPa,模具预热温度为100℃,浇注温度为720℃。采用帕累托ANOVA方差计算出挤压铸造工艺参数对拉伸强度,伸长率和硬度的贡献率。挤压铸造压力对拉伸强度,硬度和伸长率的贡献率分别是59.8%,65.4%和68.8%;挤压铸造浇注温度对拉伸强度,硬度和伸长率的贡献率分别是36.4%和20.9%,19.1%;挤压铸造模具预热温度对拉伸强度,硬度和伸长率的贡献率分别是3.8%和13.7%,12.1%。挤压铸造工艺参数对ZL101铝合金贡献率为压力>浇注温度>模具预热温度。在近液相线制备的挤压铸造制件具有近球形组织,组织致密,孔隙相对较少。随着浇注温度的降低,密度逐渐增加,孔隙逐渐减少。当浇注温度为630~0C,晶粒的平均尺寸值是36.36μm,平均球状系数的值是0.75。随着压力的升高,密度逐渐增加,孔隙逐渐减少,收缩率逐渐减小。当压力为150MPa时,制件的微观组织和力学性能相对较好。
摘要第4-6页
abstract第6-7页
第一章 绪论第11-34页
    1.1 铝及铝合金的概述第11-17页
        1.1.1 铝和铝合金性质第11-13页
        1.1.2 铝和铝合金的应用第13-16页
        1.1.3 铝合金挤压铸造第16-17页
    1.2 挤压铸造技术概述第17-25页
        1.2.1 挤压铸造简介第17-20页
        1.2.2 挤压铸造的工艺类别第20-21页
        1.2.3 挤压铸造的设备第21-23页
        1.2.4 挤压铸造的应用及发展趋势第23-25页
    1.3 挤压铸造实验分析法第25-32页
        1.3.1 正交试验法第25-27页
        1.3.2 田口法第27-31页
        1.3.3 近液相线法第31-32页
    1.4 本文研究目的第32-34页
第二章 实验方法第34-37页
    2.1 实验材料第34页
    2.2 实验设备第34-35页
    2.3 组织表征及性能测试第35-37页
        2.3.1 光学显微镜分析第35页
        2.3.2 拉伸性能测试第35-37页
第三章 挤压铸造田口法第37-54页
    3.1 实验的步骤第37-38页
        3.1.1 挤压铸造参数设定第37-38页
    3.2 结果信噪比的分析第38-44页
        3.2.1 信噪比S/N认识第38-39页
        3.2.2 原始数据的平均影响第39-41页
        3.2.3 信噪比的平均影响第41-44页
    3.3 工艺参数对特性的影响第44-50页
        3.3.1 挤压铸造压力的影响第44-46页
        3.3.2 挤压铸造浇注温度的影响第46-48页
        3.3.3 模具预热温度的影响第48-50页
    3.4 方差分析法确定最优工艺参数第50-52页
    3.5 本章小结第52-54页
第四章 挤压铸造近液相法试验及分析第54-64页
    4.1 实验步骤第54页
    4.2 浇注温度对微观组织及力学性能的影响第54-58页
        4.2.1 浇注温度对微观组织的影响第54-56页
        4.2.2 浇注温度对制件特性的影响第56-58页
    4.3 压力对微观组织及力学性能的影响第58-63页
        4.3.1 压力对微观组织的影响第58-60页
        4.3.2 压力对密度和孔隙率的影响第60-61页
        4.3.3 压力对力学性能的影响第61-62页
        4.3.4 压力对收缩率的影响第62-63页
    4.4 本章小结第63-64页
第五章 结论第64-65页
参考文献第65-72页
攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究第72-73页
致谢第73-74页
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