铝合金论文4032铝合金涡旋盘锻件组织性能研究

1、4032铝合金论文：4032铝合金涡旋盘锻件组织性能研究【中文摘要】随着汽车工业的飞速发展，能源短缺与环境污染已成为汽车工业所面临的主要难题。轻量化已成为汽车行业节能减排的重要目标和手段，铝硅合金做为轻质材料以其优良的性能被广泛用于汽车制造业中，其精密锻造工艺在过去的十几年中得到了广泛而深入的研究，近年来，随着汽车工业对零部件使用性能要求的不断提高，铝硅合金的锻件组织性能控制研究越来越受到人们的关注。涡旋盘是汽车空调压缩机的核心零件，在使用中要求有良好的静态强度以及耐磨性和塑韧性等，其主要的制造材料是4032铝合金，该合金属于铝硅系合金，其中Si含量在12%左右，以共晶Si形式存在，具有密度小

2、、热膨胀系数小、耐磨性好、热传导性好等优点。本文首先研究了4032铝合金的原始材料，及其不同热处理工艺下的显微组织变化规律，结果表明，4032铝合金在520下固溶3.5h，其强化相颗粒能够基本溶入基底，且Si形貌不会发生明显变化而对材料产生不利影响，在150165时效810h，强化相又会再次析出并且不会发生回溶或者Si颗粒粗化长大。为了制定涡旋盘最佳的热处理工艺，本文进行了4032铝合金的挤压实验，选择了与涡旋盘挤压实验相同的挤压比。研究了不同时效制度对挤压棒材力学性能的影响，包括拉伸性能、冲击韧性、硬度、耐磨性等的测试，结合涡旋盘实际使用时所需要的性能，发现在165时效810h，挤压棒材具有

3、比较好的综合机械性能。本文还对涡旋盘锻件的成形质量进行了研究，分析了实际生产中，涡旋盘存在的涡旋齿高度不一致，表面凹凸不平，流线不顺、露头等缺陷产生的原因，并提出了解决措施。通过对涡旋盘锻件进行热处理，发现在520下固溶3.5h，165时效8h的热处理工艺下，涡旋齿显微组织热处理效果较明显。通过对涡旋盘进行性能测试，证明其能够很好满足使用要求。【英文摘要】Recently, with the rapidly development of auto industry, people pay moreattention to lighting vehicle, and high silicon a

4、luminum alloy are widely used in automanufacturers because of its excellent mechanical properties. The forging technologyof high silicon aluminum has been researched widely by people, now people beganto research about the microstructures and mechanical properties of forgings.The material of this art

5、icle researching about is 4032 aluminum alloy which isthe material of scroll in auto air conditioning, this material has good performances instrength, wear and so on. Firstly, this article researched the microstructure evolutionof 4032 alloy by heat treatment. This alloy contains Si 12% which showed

6、 granularmorphology, and some secondary phase Mg2Si, Al2Cu which enhance the alloy.Under 520solution and keep 3.5 hours, the secondary phases could totallydissolved into Al base and the Si particles wouldnt grow up. Under 150165aging for 810 hours, the secondary phases could separate out again and t

7、he Siwouldnt change its morphology.For further define the method of heat treatment to 4032 aluminum alloy, thisarticle made mechanical properties test to the bar of 4032 aluminum allov whichwere heated. The mechanical properties test included: strength, toughness, hardness,wear. Through testing, acc

8、ording the actual work needs of scroll, we founded thealloy has better mechanical properties under 165aging 8 hours.Through researching the molding quality of 4032 aluminum allov scroll, wefound that: the height of scroll would be different if the counterpressure wasntenough; and the streamline of s

9、croll bended because of the deformation. Addressthese issues above, we analysis the reason and proposed improvements. Then weheated the scroll by 520solution 3.5 hours and 165aging 8 hours, throughobserving microstructure ,we found the effect of heat treatment is obvious. But wealso found as-cast mi

10、crostructure in scroll, and part of microstructure had directions.Then we test mechanical properties of scroll, its mechanical properties meet therequirements of scroll, and are nearly to the 4032 aluminum allov bar, so we couldimprove the heat treatment.【关键词】4032铝合金 涡旋盘 固溶时效 性能【英文关键词】4032 aluminum

11、allov Scroll Heat treatment Mechanical property【目录】4032铝合金涡旋盘锻件组织性能研究 摘要 4-5 ABSTRACT 5 第1章 绪论 9-20 1.1 引言 9 1.2 铝硅合金的发展及应用现状 9-11 1.3 铝合金热处理国内外研究现状 11-13 1.4 涡旋盘成形工艺国内外研究现状 13-15 1.5 锻件缺陷及组织性能研究概况 15-18 1.5.1 铝合金锻造过程中常见的缺陷及分析 15-17 1.5.2 有限元模拟在锻造缺陷分析中的应用 17-18 1.5.3 锻件组织性能研究概况 18 1.6 本课题的研究目的和内容 18

12、-20 第2章 试验材料及研究方法 20-28 2.1 试验材料 20-25 2.1.1 荧光成分分析 20-21 2.1.2 X 射线衍射分析 21-22 2.1.3 4032 铝合金原始材料组织分析 22-25 2.2 挤压工艺 25 2.3 热处理实验 25-26 2.4 性能测试实验 26-28 第3章 固溶时效对4032 铝合金显微组织的影响 28-40 3.1 引言 28 3.2 固溶处理制度对4032 铝合金显微组织的影响 28-34 3.2.1 固溶处理方案 28-29 3.2.2 固溶温度对4032 铝合金显微组织的影响 29-32 3.2.3 固溶时间对4032 铝合金显微

13、组织的影响 32-34 3.3 时效处理制度对4032 铝合金显微组织的影响 34-39 3.3.1 时效处理方案 34-35 3.3.2 时效温度对4032 铝合金显微组织的影响 35-36 3.3.3 时效时间对4032 铝合金显微组织的影响 36-39 3.4 本章小结 39-40 第4章 4032 铝合金挤压工艺及性能分析 40-54 4.1 引言 40 4.2 4032 铝合金挤压工艺 40-42 4.3 4032 铝合金挤压棒材性能测试 42-50 4.3.1 时效温度对4032 铝合金挤压棒材性能的影响 42-46 4.3.2 时效时间对4032 铝合金挤压棒材性能的影响 46-50 4.4 4032 铝合金棒材耐磨性研究 50-52 4.5 本章小结 52-54 第5章 4032 铝合金涡旋盘锻件质量分析 54-71 5.1 引言 54 5.2 涡旋盘尺寸精度分析 54-58 5.2.1 涡旋盘壁厚尺寸精度分析 55-56 5.2.2 涡旋齿高度的尺寸精度分析 56-58 5.2.3 涡旋盘端面平整度分析 58 5.3 涡旋盘形状精度分析 58-61 5.3.1 充填不满缺陷 59-60 5.3.2 表面缺陷分