A356鋁合金汽車輪轂半固態(tài)模鍛成形工藝研究.pdf

1、半固態(tài)成形技術(shù)兼有液態(tài)和固態(tài)金屬成形的優(yōu)良特性，是高效、節(jié)能的材料加工前沿技術(shù)，是21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ慕饘俪尚渭夹g(shù)之一。該技術(shù)在許多工業(yè)，尤其是在汽車工業(yè)具有廣泛的應(yīng)用前景。本實(shí)驗(yàn)主要研究A356鋁合金汽車輪轂的半固態(tài)觸變模鍛成形工藝。
　　本文以A356鋁合金為研究對象，系統(tǒng)地研究了半固態(tài)坯料的制備、二次加熱、觸變模鍛成形、成形件熱處理等工序，另外對A356鋁合金半固態(tài)模鍛成形過程進(jìn)行了數(shù)值模擬。本實(shí)驗(yàn)取得了以下研究結(jié)果:

2、r>　　(1)通過近液相線半連續(xù)鑄造，可以得到表面質(zhì)量良好，組織呈細(xì)小薔薇狀或等軸狀的鑄錠，鑄坯中心部位的晶粒尺寸和圓整度均比邊部的大。
　　(2)對獲得的半固態(tài)A356合金進(jìn)行DSC測試，得到該成分合金的固液兩相區(qū)溫度區(qū)間為568.92℃～618.51℃，587℃時坯料的固相率為50％。
　　(3)保溫溫度和保溫時間共同影響二次加熱后半固態(tài)坯料的淬火組織。在固-液兩相區(qū)內(nèi)，保溫溫度越高，α相的長大和球化速度越快;保溫時間越

3、長，α相的等效圓直徑和球化度越大。本文得到A356半固態(tài)坯料的最佳二次加熱工藝為保溫溫度585℃，保溫時間10～15min。
　　(4)模擬結(jié)果顯示:A356鋁合金觸變模鍛最佳工藝坯料溫度為585℃，模具預(yù)熱溫度為350℃，上模具的壓下速度為100mm/s。此時上模具的載荷，即所需成形力為992T;模具溫度為200℃，壓下速度為50mm/s時，輪輞和輪緣處最容易產(chǎn)生折疊和夾雜等缺陷，也會使充型不完整。模具溫度為500℃，壓下速度為

4、100mm/s時，最容易產(chǎn)生過燒，使毛坯表面發(fā)暗，有氣泡。
　　(5) A356鋁合金半固態(tài)觸變模鍛在工藝參數(shù)為:坯料(φ190×25mm)溫度為590℃，保溫時間10min，模具溫度250～300℃，壓力400T，保壓時間5s時獲得了輪廓清晰、充型完整的成形件;成形件微觀組織主要為細(xì)小、分布均勻的近球狀和薔薇狀非枝晶組織。
　　(6)A356半固態(tài)觸變模鍛輪轂的最佳熱處理工藝為:540℃固溶6h，80℃水淬3min，130