《鎂合金鑄-鍛複合成形套用基礎研究》是依託哈爾濱工業大學，由姜巨福擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：鎂合金鑄-鍛複合成形套用基礎研究
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：姜巨福
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
利用壓鑄工藝中液態金屬流動能力強、成形零件尺寸精度高和鍛造工藝中成形零件緻密、力學性能高的的各自優勢，提出鎂合金鑄-鍛複合成形技術。通過對鎂合金鑄-鍛複合成形工藝研究及其相關模具的研製與製造，結合對典型鎂合金零部件的鑄-鍛雙控成形技術工藝試驗參數的最佳化，力圖建立鎂合金鑄-鍛複合成形理論。研究鎂合金鑄-鍛複合成形機制；鎂合金製件最終組織對力學性能的影響規律；三場（溫度場、流場和力場）耦合作用下組織流變規律及控制；成形過程成形零件形狀和尺寸精確控制。結合典型零部件的工藝試驗結果，建立相應的鎂合金鑄-鍛複合成形套用技術檔案，使其具有力圖在鎂合金汽車、機車、3C領域零部件的成形上得到突破，實現該零部件的控形（控制其形狀）和控性（控制其力學性能）的雙重效果，為形狀複雜高力學性能要求的鎂合金結構件成形提供技術支持。
結題摘要
本研究結合壓鑄工藝和鍛造工藝的優勢，提出了高性能複雜鎂合金結構件鑄鍛複合成形技術。設計並製造了專用的臥式鑄鍛複合成形裝備與模具，對鑄鍛複合成形過程中高速充填過程進行了數值模擬分析。利用設計、製造的工裝對AZ91D、AM60B鎂合金機車輪轂和AM60B機車缸體結構件進行鑄鍛複合成形實驗研究，並與壓鑄成形結構件進行了對比分析。通過研究驗證鑄鍛複合成工藝在成形複雜高性能鎂合金結構件方面的套用可行性。從巨觀和微觀層面分析鑄鍛複合成形對結構件的力學性能和微觀組織的影響規律。通過研究取得如下成果： （1）機車輪轂的數值模擬結果表明，除了充填初始時期有少許液體飛濺，整個充填過程比較平穩，卷氣較少。隨著距離輪轂中央交口的距離越遠，鎂合金的流動速度明顯降低。機車缸體結構件在高速充填過程中，鎂合金熔體的溫度場隨距離主澆道的距離增加而降低。 （2）壓鑄成形的AZ91D和AM60B鎂合金輪轂結構件的表觀缺陷較多。部分結構件會出現充不滿、冷隔、裂紋、流痕和巨大飛邊等缺陷。而鑄鍛複合成形的輪轂的表面光滑，充型完整。 （3）鑄鍛複合成形的AZ91D鎂合金機車輪轂結構件的抗拉強度和延伸率分別比壓鑄輪轂的輪輻提高了68%和106%。鑄鍛複合成形AM60B鎂合金機車輪轂結構件的平均抗拉強度為213MPa，較壓鑄件的平均抗拉強度153.8MPa提高了38.5%；延伸率為13.2%，較壓鑄件的7.8%提高了69.2%。其平均硬度為70.54，較壓鑄件的61.43提高了14.8%。 （4）鑄鍛複合成形的AM60B機車缸體結構件的抗拉強度由壓鑄件的147MPa 提高至241MPa，提高了 63.9%；伸長率由壓鑄的5.3%提高至13.9%，提高了3.3倍。 （5）壓鑄件的微觀組織由粗大樹枝晶組成，並有明顯的縮孔缺陷。而鑄鍛複合成形件的組織由晶粒細小的等軸晶形貌組成，無明顯縮孔缺陷。這種晶粒細小且少無缺陷的微觀組織形貌是導致鑄鍛複合成形件的性能提高的主要原因。 （6）發表學術論文10篇，其中被SCI收錄9篇，被EI收錄10篇（含雙檢9篇）。申請國家發明專利3項，已經授權1項。獲得國家技術發明二等獎1項，黑龍江省自然科學三等獎1項。撰寫專著1部。
