Zn-Al-Ti合金连续铸挤成形及其组织性能研究

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锌合金具有熔点低、熔化潜热小,良好的铸造、抗氧化、变形加工和镀覆性能,以及资源丰富、易回收等一系列的优点,在防腐工程、家电、建筑等工业领域有广泛的应用前景,成为21世纪重要的新型应用工程材料。目前,锌合金的棒、线材的成形方法主要是铸造和塑性变形。塑性变形过程中可以消除微观空洞、偏析等铸造缺陷,使变形锌合金的综合力学性能较优于同类铸造锌合金。连续铸挤作为一种高效、低成本、短流程的生产技术,在铝合金生产中得到了广泛实际应用,而关于锌合金的棒线材生产鲜有报道。本文通过连续铸挤技术在锌合金生产中的应用,对Zn-Al-Ti合金的组织与性能,以及Zn-Al-Ti合金连续铸挤过程中工艺参数优化进行了研究。实验对在相同铸挤工艺条件下不同合金成分(Zn-Al和Zn-Al-Ti)锌合金连续铸挤产品的组织性能研究了。可知Ti以Al3Ti金属间化合物形式存在,固溶在Zn-Al共晶(析)体上,使得连续铸挤Zn-Al-Ti合金的组织细化,性能更加优良。由铸态Zn-Al-Ti合金的热模拟实验,得出Zn-Al-Ti合金具有正的应变敏感性,流变应力随着变形速率的提高而升高,随着变形温度的提高而降低。应变速率0.08s-1时,流变应力达到峰值。在应变速率为0.01s-1-l0s-1和变形温度为200℃-350℃的条件下均发生了动态再结晶。锌合金的连续铸挤过程出挤压筒的变形速率均小于10s-1,变形温度在300℃左右,故在铸挤变形过程中均发生了动态再结晶。Zn-Al-Ti合金的微挤压筒是金属的主要变形区,刚进入微挤压筒时,变形量小,存在枝晶组织。在定径带处挤压变形量大,剪切作用明显,组织较细小。出口处的制品,边部的组织比内部的组织细小。实验对Zn-Al-Ti合金的连续铸挤成形过程中的工艺参数进行了优化。实验表明:当冷却水流量为10-15L/min时,浇铸温度为Zn-Al固液线温度的上50℃左右温度、挤压比为6和铸挤轮转速为8rpm的工艺条件下,连续铸挤的锌铝钛合金综合性能较好。
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