镁合金半固态注射成型技术的发展现状与应用前景

摘要: 半固态注射成型技术近年来为镁合金行业注入了新的活力,综述了镁合金半固态注射成型技术的发展现状与应用前景。首先,阐述了镁合金半固态注射成型工艺的原理及优势,总结了镁合金半固态注射成型机的发展历程,指出中国在大型化装备技术领域正逐步成为创新引领者。进一步分析了基于半固态工艺技术的镁材料组织与性能研究的最新进展,指出该技术是充分挖掘镁合金性能潜力、减少铸造缺陷的重要方法之一。除Mg-Al体系外,随着新型半固态镁合金的研究,半固态注射成型的镁基复合材料因具有短流程、高性能的特点而受到关注。镁合金半固态注射成型技术已在消费电子、交通工具等领域得到应用,正逐步拓展至大型结构件的生产制造,特别是在新能源汽车领域展现出巨大的应用潜力和前景。

6系铝合金复杂车身构件超低温成形研究

摘要:针对当前铝合金超低温成形技术研究中构件形状简单和较少关注尺寸精度的问题,建立复杂车身构件超低温成形工艺研究平台,并进行了铝合金A6111-T4 构件的超低温成形研究,在成形性、尺寸精度和力学性能三个方面将超低温成形构件与室温成形构件进行对比。研究结果表明超低温成形技术可在不改变构件力学性能的前提下实现更高的壁厚均匀性,证明了其成形复杂形状零部件的优势和能力,这是材料超低温变形条件下应变硬化指数升高导致的。然而,也同时发现铝合金超低温成形构件存在回弹量大的现象,这可能和超低温下材料强度较高有关,未来需进一步发展相应的回弹预测和调控方法。研究结果有望促进铝合金超低温成形技术在车身复杂薄壁构件制造中的研究和应用。

工业纯钛TA1薄带制备工艺对织构与性能的影响

摘要:TA1常温下具有密排六方结构,滑移系较少,对称性较差,塑性变形机制复杂,加工方法不同会导致其各向异性,造成制耳、起皱等缺陷。为解决该问题,本文选用了厚度为0.5 mm的TA1薄带,通过X射线衍射(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)、拉伸成形试验及共聚焦显微镜,研究了由于制备工艺不同而产生的不同织构和组织对其性能的影响规律。研究结果表明:金相分析发现强度和塑性指标与平均晶粒度成反比,形变孪晶的存在使拉伸时孪生与滑移相互作用,促进性能上的各向异性;全纵轧时,棱锥面滑移协调c 轴运动,产生棱锥型织构(1- 21- 5),(011- 3),使可开动的滑移系分别为易激活的柱面滑移、较难开动的基面滑移或滑移,产生各向异性;换向轧制会促进(0001),(0001)基面织构的形成,该织构增加了六方晶粒厚度方向的变形阻力,降低薄带各向异性。改变纵轧规程和换向轧制对细化晶粒和提高基面织构组分比例有利。

铝合金框梁零件加工变形仿真与预变形装夹技术

摘要:铝合金框梁薄壁零件被广泛应用于航空航天领域,然而在机械加工过程中该类零件往往出现严重变形,铝合金毛坯的初始残余应力是导致加工变形最主要的因素。本研究以典型单面三框零件为研究对象,并以“生死单元”的方式开展了加工变形有限元仿真,提出了以预变形装夹方法为核心的加工变形控制方法,设计了适用于典型单面三框零件的装夹布局,开展了加工变形控制方法的有效性验证。实验结果表明,相对于传统的真空吸盘装夹方式,本研究提出的预变形装夹方式能够在最大变形量和平面度两个指标方面分别实现66.5%和55.8%的优化。

3D打印铜及铜合金的研究与应用现状

摘要:铜及铜合金具有优良的导热性、导电性等特性,将其与设计自由度灵活的3D 打印技术相结合,能够显著提升构件的热交换效率、电流传输效率等性能。综述了近年来3D打印铜及铜合金的最新成果,深入对比了不同成形方法的优缺点以及现存问题。大量研究表明,3D打印构件要实现控形与控性,需进行材料—结构—工艺—性能的一体化调控与优化。然而,采用3D打印技术制备铜及铜合金仍面临诸多挑战,因铜对激光的吸收率低、反射率高,激光选区熔化和激光熔化沉积工艺不易使其成形;电子束选区熔化所制构件表面质量较低,不适宜于制造精密零件;粘结剂喷射技术成形后需进行热处理,容易产生收缩变形等问题。此外,介绍了3D打印铜及铜合金的应用领域,这些应用与发展有助于推动这一先进制造领域不断进步和创新。

镁合金表面激光熔覆研究现状

摘要:作为最轻的金属结构材料之一的镁合金,其较差的耐磨蚀性和低硬度限制了在工业中更为广阔的应用。激光熔覆涂层因具有稀释度小、组织致密、涂层与基体结合好等优点,可显著提高镁合金表面硬度和耐磨蚀性,获得密切关注,然而此方面缺乏系统的综述研究。以镁合金涂层材料的设计原则为出发点,首次从二元合金涂层、复合性增强涂层、非晶态合金涂层、高熵合金涂层、功能梯度涂层以及医用材料涂层6 个方面,综述镁合金表面激光熔覆涂层材料设计体系,并分析每种涂层材料体系的性能特点。对镁合金在激光熔覆领域应用亟待解决的问题及未来发展方向进行展望,提出未来应结合超声振动技术、电磁搅拌技术、高频微锻造技术和等离子喷涂技术等辅助技术,协同高通量材料计算模拟,开发用于镁合金激光熔覆的新型高性能合金,为镁合金表面激光熔覆的涂层设计提供参考。

Al-RE系耐热铝合金的研究进展

摘要:近年来,铝合金作为轻量化材料在汽车工业、航空航天、船舶海洋及其他装备制造领域得到广泛应用。上述工业应用场景对300 ℃以上的中、高温环境的服役需求越来越迫切,而现有的耐热铝合金并不能满足其需求。新近发展的以稀土元素(RE)作为主合金化元素的Al-RE 系耐热铝合金,鉴于其优异的高温性能与蠕变抗力,以及微观结构所具备的可设计性和可控调性,展现出了巨大的工程应用潜力。本文综述了近年来国内外关于Al-RE 系耐热铝合金的主要进展,包括以Al-Sc 和Al-Er 等为代表的时效析出强化型合金、以Al-Ce 为代表的共晶强化型合金和兼具前述时效析出相和共晶组织的复合强化型合金。本文对Al-RE合金中,不同合金体系的优缺点进行了充分的分析和总结,从主合金化元素、其他非稀土合金元素、热处理工艺制度和微观组织热稳定性等方面探讨了Al-RE 系合金的微观组织调控思路,并参考现有的耐热铝合金,综合评价了合金的室温拉伸性能和高温蠕变性能。最后,对Al-RE系耐热铝合金的发展进行了展望。

铝合金双辊铸轧技术的应用与发展

摘要:铝合金双辊铸轧是铝合金板带、箔材坯料的三种生产方式之一。双辊铸轧法制备带、箔材的技术路线具有板坯厚度薄、凝固冷却速率快、流程短和成品率高等特点,特别适合制备Fe含量高的8×××系铝合金双零箔。经70多年的发展,双辊铸轧已被广泛应用于铝合金带、箔材坯料生产,中国已建成1000多条铸轧生产线。经过引进、消化吸收,大部分铸轧设备的设计和制造已实现国产化。但是,我国在铝合金铸轧新装备和新工艺开发方面仍与国外存在差距,国内的大部分铸轧装备仍处于国外1975年水平。国内铝合金铸轧的从业人员对国外铸轧技术发展理念和发展水平还不够了解。本文将在介绍铸轧技术基本原理和特点的基础上,对国外有关铸轧装备和技术的应用和发展现状进行梳理和分析,为国内从事铝合金铸轧的工程技术人员提供一些参考。

铝锂合金熔炼及凝固成形技术研究进展

摘要:铝锂合金作为一种新型航空航天材料,因其具有低密度、高比强度和比刚度等优势,从而具有广泛的应用前景。现有关铝锂合金的研究多集中于微合金化及热加工工艺(如热挤压、热处理等),但忽视了热加工步骤前的原始铝锂合金锭料质量也会对合金最终性能产生很大影响。然而,目前对于铝锂合金锭料的熔炼及凝固成形技术的研究尚且不多。因此,本文从高真空和非真空2种环境下对铝锂合金锭料的制备技术进行了综述和总结,其中包括喷射成形、粉末冶金、超声辅助挤压铸造成形工艺等。本文深入分析了这些技术的优缺点,并提出制备铝锂合金锭料的一些新思路或展望。

高性能低成本钛合金生产应用现状

摘要:钛合金作为一种性能优异的新型稀有贵金属材料,广泛应用于航空航天、海洋工程、化工和新能源等领域。然而,高性能钛合金高昂的制备成本限制了其进一步发展。本文综述了国内外高性能、低成本钛合金的生产应用现状,并探索了未来高性能低成本钛合金的发展趋势,为实现低成本制备高性能钛合金指明了方向。