大尺寸噴射沉積耐熱鋁合金管坯楔壓致密化與力學性能

通過多層噴射沉積技術(shù)制備了大尺寸a356鋁合金管坯,采用光學顯微鏡、掃描電鏡、x射線衍射儀和拉伸試驗機等分析了管坯的組織特征及后續(xù)軋制和熱處理對管坯組織與力學性能的影響。結(jié)果表明:噴射沉積a356鋁合金管坯的組織細小,但含有少量孔隙,第二相主要為近球形共晶硅和短棒狀富鐵相;噴射沉積管坯為大量霧化熔滴粘結(jié)而成,通過適當?shù)能堉坪蜔崽幚砜梢韵练e坯中的孔隙和原始粉體界面強度弱等缺陷,提高其力學性能。

本文論述一種新型的楔形壓制工藝,即通過局部變形、多道次小變形累積實現(xiàn)大變形的致密化加工方法,對噴射沉積多孔坯料進行后續(xù)致密化和塑性變形,很好地解決了傳統(tǒng)加工工藝的難題,大大降低了生產(chǎn)成本。

對多層噴射沉積制備大規(guī)格管坯工業(yè)化生產(chǎn)特點進行了分析,表明osprey多程技術(shù)更適宜于噴射沉積工業(yè)化生產(chǎn)。構(gòu)建了由系統(tǒng)管理層/控制層/設(shè)備層組成的三層遞階控制結(jié)構(gòu)。對關(guān)鍵工藝參數(shù)的閉環(huán)控制技術(shù)進行了研究,提出了漏包連續(xù)移液和基于積分分離pid的液位精確控制結(jié)構(gòu)和方法,研究了管坯沉積層厚度的在線檢測及噴嘴噴射高度在線反饋控制方法,提出了基于沉積室微正壓環(huán)境的氧含量控制技術(shù)?？刂葡到y(tǒng)及相關(guān)控制技術(shù)已在國內(nèi)首條自行研制的噴射沉積制備鋁合金管坯工業(yè)化生產(chǎn)設(shè)備中得到應(yīng)用,已生產(chǎn)出最大長度1500mm、最大壁厚300mm、不同內(nèi)徑的鋁合金產(chǎn)品。

為了揭示管坯低熔點塑性介質(zhì)擠脹成形力學特征,對鋁合金管坯低熔點塑性介質(zhì)擠脹成形工藝過程進行了研究.將低熔點塑性介質(zhì)作為傳力介質(zhì)填加到管坯的內(nèi)腔里,兩個水平?jīng)_頭在擠壓管坯的同時擠壓管坯內(nèi)的塑性介質(zhì),使其在受擠壓過程中自行封閉,自行產(chǎn)生高壓,在管坯兩端軸向擠壓力的共同作用下,最終將管坯擠脹成形為空心構(gòu)件.研究結(jié)果表明:低熔點塑性介質(zhì)擠脹成形時管坯和塑性介質(zhì)兩種材料同時發(fā)生塑性變形,管坯的變形流動是塑性介質(zhì)的內(nèi)壓和沖頭軸向擠壓共同作用的結(jié)果,采用該工藝可以成形各種異型截面的空心構(gòu)件.

采用deform有限元軟件研究了非致密大規(guī)格噴射沉積耐熱鋁合金管材擠壓制備的外徑為417mm、內(nèi)徑為340mm管材的變形過程,并模擬了擠壓過程中應(yīng)力場、應(yīng)變場、致密度以及擠壓力的變化情況。模擬結(jié)果表明:擠壓初期為壓實階段,擠壓力增加緩慢;隨著擠壓過程的不斷進行,從擠壓尾部到擠壓頭部,管坯的致密度呈階梯式增加,等效應(yīng)變、應(yīng)力和應(yīng)變速率的變化規(guī)律與致密度相類似;在擠壓變形區(qū)應(yīng)變、應(yīng)力和應(yīng)變速率變化劇烈;擠壓后的管材為致密材料,最大擠壓力為6.45×104kn,與實際擠壓過程中擠壓力和致密度相比較,計算機模擬結(jié)果與實驗結(jié)果基本相符。

通過單向拉伸試驗獲得了lf2m(φ75mm×1.5mm)和lf21m(φ27mm×1mm)兩種鋁合金管材的基本力學性能。研究了不同數(shù)學模型對材料應(yīng)變硬化曲線的描述能力,發(fā)現(xiàn)采用冪函數(shù)對lf2m管材試驗數(shù)據(jù)擬合較好,指數(shù)函數(shù)對lf21m管材試驗數(shù)據(jù)擬合較好;基于單向拉伸試驗獲得了兩種鋁合金管材的塑性應(yīng)變比。為上述兩種試驗鋁合金管材的塑性成形分析提供了實用的材料模型。

鋁合金管資料

通過熱拉伸實驗研究5a02鋁合金管材在不同溫度下的力學性能。根據(jù)熱拉伸實驗結(jié)果進行管材熱態(tài)液壓脹形數(shù)值模擬,并進行初步的實驗研究。數(shù)值模擬結(jié)果和實驗結(jié)果表明,5a02鋁合金管材的成形性能隨著溫度的升高而得到明顯改善,理想成形溫度為200~230℃。對數(shù)值模擬結(jié)果與實驗結(jié)果之間的差別進行分析和討論。

分析了高強度鋁合金(7075鋁合金)管材熱擠壓成形變形特點,對高強度鋁合金(7075鋁合金)管材熱擠壓成形進行了工藝實驗研究。確定了熱管材擠壓成形工藝參數(shù),分析了熱管材擠壓成形時擠壓力變化規(guī)律,分析了變形程度對擠壓后管材機械性能的影響規(guī)律。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),7075鋁合金管材熱擠壓成形時必須嚴格控制坯料溫度、模具預熱溫度、潤滑方式、擠壓速度、擠壓比等工藝參數(shù)。

鋁合金熱學性能 1xxx合金 熱學性能 合金 液相線 （℃） 固相線 （℃） 比熱容（20℃） /j·（kg·k）-1 熱導率（20℃）/w·（m·k） -1 過燒溫度(℃) o狀態(tài)h18狀態(tài) 1050657646900（20℃）231（20℃） 1060657646900（20℃）234（25℃）645 1100657643904（20℃）222（20℃）218（20℃）640 1145657646904（20℃）230（20℃）227（20℃） 1199660660900（20℃）243（20℃）- 1350657646900（20℃）234230（h19）645 電學性能 合金 20℃體積電導率 /%iacs 20℃電阻率 /nω·m 20℃電阻溫度系數(shù) /nω·m·k-1 電極電位 /v oh1

ics13.100 h ys/t××××.4-×××× 鋁及鋁合金管、棒、型材安全生產(chǎn)規(guī)范 第4部分：隔熱型材的生產(chǎn) safe-productionspecificationforaluminiumandaluminiumalloysproductionofextruded tubesandpipes,barsandrods,profiles part4：productionofthermalbarrierextrudedprofiles 中華人民共和國工業(yè)和信息化部發(fā)布 中華人民共和國有色金屬行業(yè)標準 ××××-××-××發(fā)布××××-××-××實施 ys ys/txxxx.4-xxxx i 前言 ys/txxxx《鋁及鋁合金管、棒、型材安全生產(chǎn)規(guī)范》分為4個部

鋁及鋁合金管材

ics 中華人民共和國有色金屬行業(yè)標準 ys/t××.1—×××× 鋁及鋁合金管、棒、型材清潔生產(chǎn)水平 評價技術(shù)要求 第1部分擠壓、軋制和拉伸 thetechnicalrequirementsofassessmentforcleanerproductionperformancein industrialofextrusionaluminiumandaluminiumalloys part1：extrusion、rollingandstretch (審定稿) ××××-××-××發(fā)布××××-××-××實施 中華人民共和國工業(yè)和信息化部發(fā)布 ys ys/t××.1—×××× 1 前言 ys/txxx《鋁及鋁合金管、棒、型材行業(yè)清潔生產(chǎn)水平評價技術(shù)要求》分為四個部分： ——第1部分

綜合參數(shù)比較 -康帕斯管道與無縫鋼管 第一部分：節(jié)能 每立方米/分壓縮空氣的成本 通過下列計算可得到， ·假定: 電機服務(wù)系數(shù)=110% 功率因子= ·一臺典型的每1hp可產(chǎn)生4cfm ·1hp=110%= ·所以產(chǎn)生1cfm壓縮空氣需 ·如果每度電費為元:1cfm=元/小時 ·1立方米/分= ·所以1立方米/分=元/小時 ·所以一臺10立方米/分的每年運行8,000小時來計算將耗電: 10x8,000x=418400元（無泄漏狀態(tài)下） 通過如上公式計算67立方米/分的流量運行8000小時將耗電（無泄漏狀 態(tài)）： 管路材質(zhì)摩擦系數(shù)對比情況下所產(chǎn)生的電費 無縫鋼管10x8000x=418400元 airpipe超級管路（10x8000x

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綜合參數(shù)比較 -康帕斯管道與無縫鋼管 第一部分：節(jié)能 每立方米/分壓縮空氣的成本 通過下列計算可得到， ·假定: 電機服務(wù)系數(shù)=110% 功率因子=0.9 ·一臺典型的空壓機每1hp可產(chǎn)生4cfm ·1hp=110%x0.746kw/0.9=0.912kw ·所以產(chǎn)生1cfm壓縮空氣需0.228kw ·如果每度電費為0.65元:1cfm=0.1482元/小時 ·1立方米/分=35.315cfm ·所以1立方米/分=5.23元/小時 ·所以一臺10立方米/分的空壓機每年運行8,000小時來計算將耗電: 10x8,000x5.23=418400元（無泄漏狀態(tài)下） 通過如上公式計算67立方米/分的流量運行8000小時將耗電（無泄漏狀 態(tài)）： 管路材質(zhì)摩擦

綜合參數(shù)比較 -康帕斯管道與無縫鋼管 第一部分：節(jié)能 每立方米/分壓縮空氣的成本 通過下列計算可得到， ·假定: 電機服務(wù)系數(shù)=110% 功率因子=0.9 ·一臺典型的空壓機每1hp可產(chǎn)生4cfm ·1hp=110%x0.746kw/0.9=0.912kw ·所以產(chǎn)生1cfm壓縮空氣需0.228kw ·如果每度電費為0.65元:1cfm=0.1482元/小時 ·1立方米/分=35.315cfm ·所以1立方米/分=5.23元/小時 ·所以一臺10立方米/分的空壓機每年運行8,000小時來計算將耗電: 10x8,000x5.23=418400元（無泄漏狀態(tài)下） 通過如上公式計算67立方米/分的流量運行8000小時將耗電（無泄漏狀態(tài)）： 管路材質(zhì)摩擦系數(shù)對比情況下所產(chǎn)生的

鋁合金管基礎(chǔ)知識培訓

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鋁型材生產(chǎn)流程 包括熔鑄、擠壓和上色(上色主要包括：氧化、電泳涂裝、氟炭噴涂、粉末噴涂、木紋轉(zhuǎn)印 等)三個過程。 1、熔鑄是鋁材生產(chǎn)的首道工序。 主要過程為： （1）配料：根據(jù)需要生產(chǎn)的具體合金牌號，計算出各種合金成分的添加量，合理搭配 各種原材料。 （2）熔煉：將配好的原材料按工藝要求加入熔煉爐內(nèi)熔化，并通過除氣、除渣精煉手 段將熔體內(nèi)的雜渣、氣體有效除去。 （3）鑄造：熔煉好的鋁液在一定的鑄造工藝條件下，通過深井鑄造系統(tǒng)，冷卻鑄造成 各種規(guī)格的圓鑄棒。 2、擠壓：擠壓是型材成形的手段。先根據(jù)型材產(chǎn)品斷面設(shè)計、制造出模具，利用擠 壓機將加熱好的圓鑄棒從模具中擠出成形。常用的牌號6063合金，在擠壓時還用一個風冷 淬火過程及其后的人工時效過程，以完成熱處理強化。不同牌號的可熱處理強化合金，其熱 處理制度不同。 3、上色(此處先主要講氧化的過程) 氧

研制生產(chǎn)一種新型高強度耐熱鋁合金管型母線,6z63比6063等傳統(tǒng)耐熱鉛合金有更好的附耐熱性、導電性和可靠性,是生產(chǎn)高電壓輸電管型母線的理想材料。

沈陽理工大學學士學位論文 i 摘要 材料在復雜的服役環(huán)境中可能受到各種不同載荷的作用，對材料在不同加載條件下 力學行為的研究是完善材料開發(fā)、應(yīng)用以及進行新材料及結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)。目前，國內(nèi) 對7005鋁合金的研究尚處于初級階段，對于這類新型高性能鋁合金在動態(tài)加載條件下 的力學行為研究仍然十分匱乏。另外，作為目前研究材料動態(tài)力學行為最為常用的實驗 設(shè)備——分離式霍普金森壓桿（shpb）和分離式霍普金森拉桿（shtb）。本實驗研究熱 處理之后的七系鋁合金的動態(tài)力學性能。首先對7005鋁合金分別進行固溶，時效，回 歸，再時效等不同的熱處理工藝在動態(tài)應(yīng)變下力學行為和響應(yīng)，采用分離式hopkinson 壓桿裝置對7005鋁合金試件分別進行動態(tài)壓縮，利用光學顯微鏡對壓縮后試件進行了 微觀組織觀察。最后結(jié)論發(fā)現(xiàn)試件在固溶時效?；貧w溫度180℃升溫10min保溫30min