新型AlSi5Cu3Mg合金的半固态成形

Ａｕｇ．２０１３　Ｖ０Ｉ．６２　Ｎ０．８　铸　造　ＦＯＵＮＤＲＹ　新型ＡＩＳｉ５Ｃｕ３Ｍｇ合金的半固态成形　倪雷，邵玉鹏，杨如松　（上海汽车集团有限公司乘用车公司，上海２０１８０４）　摘要：通过对Ａｌｓｉ５ｃｕ３Ｍｇ合金半固态成形过程三个阶段的实验分析，初步探索了该合金适合半固态成形的工艺参　数，并￣１Ａ３５６合金做了半固态成形三个阶段的比较。结果表明，Ａ１Ｓｉ５Ｃｕ３Ｍｇ￣树枝晶坯料和感应加热后的坯料均满　足半固态成形的条件，且其压铸件具有较优异的力学性能。　关键词：Ａ１Ｓｉ５Ｃｕ３Ｍｇ￣金；组织特点；半固态成形；力学性能　中图分类号：ＴＧ２４９．２＋６　文献标识码：Ａ　文章编号：１００１—４９７７（２０１３）０８—０７５７—０４　Ｔｈｅ　Ｓｅｍｉ—Ｓｏｌｉｄ　ＦＯｒｍｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｎｅｗ　Ｔｙｐｅ　ｏｆ　ＡＩＳｉ５Ｃｕ３Ｍｇ　Ａｌｌｏｙ　ＮＩ　Ｌｅｉ，ＳＨＡＯ　Ｙｕ—ｐｅｎｇ，ＹＡＮＧ　Ｒｕ—ｓｏｎｇ　（ＳＡＩＣ　Ｍｏｔｏｒ　Ｐａｓｓｅｎｇｅｒ　Ｖｅｈｉｃｌｅ　Ｃｏ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２０１８０４，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｙ　ａｎａｌｙｚｉｎｇ　ｔｈｒｅｅ　ｐｈａｓｅｓ　ｏｆ　ｓｅｍｉ—ｓｏｌｉｄ　ｆｏｒｍｉｎｇ　ｏｆ　Ａ１Ｓｉ５Ｃｕ３Ｍｇ　ａｌｌｏｙ，ｔｈｅ　ｓｕｉｔａｂｌｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｏｆｔｈｉｓ　ａｌｌｏｙ　ｗｅｒｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ，ａｎｄ　ｔｈｒｅｅ　ｐｈａｓｅｓ　ｏｆｓｅｍｉ—ｓｏｌｉｄ　ｆｏｒｍｉｎｇ　ｏｆＡ３５６　ａｌｌｏｙ　ａｎｄ　Ａ１Ｓｉ５Ｃｕ３Ｍｇ　ａｌｌｏｙ　ｗｅｒｅ　ｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　Ａ１Ｓｉ５Ｃｕ３Ｍｇ　ｎｏｎ—ｄｅｎｄｒｉｔｅ　ｂｌａｎｋ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｂｌａｎｋ　ａｆｔｅｒ　ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ　ｈｅａｔｉｎｇ　ｍｅｅｔ　ｔｈｅ　ｓｅｍｉ－ｓｏｌｉｄ　ｆｏｒｍｉｎｇ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｄｉｅ　ｃａｓｔｉｎｇｓ　ｈａｖｅ　ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＡＩＳｉ５Ｃｕ３Ｍｇ　ａｌｌｏｙ；ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｆｅａｔｕｒｅｓ；ｓｅｍｉ—ｓｏｌｉｄ　ｆｏｒｍｉｎｇ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　自２０世纪７０年代以来，Ｆｌｅｍｉｎｇｓ依据试验结果提出　了半固态金属成形的概念，并对其做了系统的开拓性　研究［１－２］。现半固态成形由于其具有的发展优势和发展　潜力，引起了世界各国的关心和重视，金属半固态成　形技术已被逐步应用到工业领域，并取得了一定的成　果，美国、德国、英国、法国、日本等都在积极进行　这项研究，不仅在理论上，而且在推进其实用化方面　也做出了努力，使之得到迅速发展［３　。目前，我国很　多高等院校与科研单位，诸如北京科技大学、哈尔滨　工业大学、上海大学、北京有色金属研究总院、华中　科技大学、清华大学等也都做了大量基础理论的研究　和应用方面的探索［５－６１。　的需求）。本文１ＡＡ１Ｓｉ）５Ｃｕ３Ｍｇ合金半固态成形过程的　主要流程为研究对象，分析其半固态成形特点和性能，　旨在为基于该新合金材质的半固态成形技术在汽车零　部件上使用奠定基础。　１　试验方法　１．１试验材料的准备　采用附带电磁搅拌装置连铸制备出直径为７２　ｍｍ　的非树枝晶Ａ１Ｓｉ５Ｃｕ３Ｍｇ坯料，然后将连铸棒切成ｑｂ７２　ｍｍｘ１３０　ｍｍ的圆棒状坯料，采用旋转式八工位中频感　应加热装置对坯料感应加热，加热功率为７５　ｋＷ，对加　热后的坯料在不同部位和位置取样，进行组织分析。　当前，铝合金零件在汽车上已得到了较为广泛的　使用，约占汽车总重量的２５％，其中尤以重力浇注铸　使用５００　ｔ卧式压铸机在不同的工艺条件下压铸成形，　压铸件如图ｌ所示。　件和压铸件在汽车上应用较为广泛。为了使重力浇铸　零件具有更高的强度，需对其进行固溶＋人工时效处理　１．２试验分析方法　用移动式光谱仪ＰＭＩ．ＭＡＳＴＥＲ　ＰＲＯ分析坯料成　分，在连铸棒的首尾和中部取薄片状圆片，每个圆片　取６点分析成分，然后取平均值。用正立式金相显微镜　尼康ＬＶ１５０观察组织，磨制后的金相试样用４％的ＨＦ水　溶液腐蚀，随机拍取３个不同视野的显微组织。　（Ｔ６），这一定程度上进一步增加了产品单件制造能耗。　满足不同场合的应用和更高性能的需求，是半固　态成形技术的重要发展趋势，所以需开发新的适合的　半固态成形合金，使其既能充分发挥半固态技术的优　势（降低产品制造能耗、降低成形应力），又能提高半　固态成形件的力学性能（满足汽车零部件针对高性能　收稿日期：２０１３－－０３—１３收到初稿，２０１３—０４—３０收到修订稿。　采用图像分析软件定量计算每个部位的初生仅．Ａ１　晶粒度大小、圆整度，以分析连铸坯料和加热后坯料　作者简介：倪雷（１９７９一），男，工程师，主要从事铸造及金属热处理工作，以及新材料新工艺在汽车零件上的开发与应用工作。　Ｅ—ｍａｉｌ：ｎｉｌｅｉ＿１９７９＠１３９．ｔｏｍ