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ZA84镁合金压铸工艺及组织性能的研究

刘放军  
【摘要】: 压铸是最常用的汽车零件成型方法,具有生产效率高、产品表面质量好等优点。ZA84镁合金是Mg-Al-Zn三元合金中性能较好的成分组合,其高温力学性能优于常用的AZ91合金,有望用于使用温度高于120℃的汽车零部件上。然而,目前有关ZA84合金压铸工艺和性能方面的研究很少。因此,开展ZA84镁合金压铸工艺和性能的研究具有很大的实际应用价值。 本论文采用冷室压铸机,开展了ZA84镁合金压铸工艺的研究,考察了压射速度、压射比压、浇注温度和模具温度对铸件的表面质量、力学性能和微观组织的影响。在此基础上,考察了Sn含量(0~1.5mass%)对ZA84合金相组成、显微组织、力学性能和热稳定性的影响。实验得到了如下结果: ①与慢压射相比,在其他工艺参数相同的情况下,快压射条件下合金可获得更好的力学性能;随着压射比压的增加,ZA84压铸件密度增加,显微组织细化,从而力学性能得到提高;随着浇注温度的升高,ZA84合金压铸件密度出现降低的趋势,其力学性能的变化趋势是先升高而后降低;在模具温度为120℃,ZA84合金压铸件密度最大,随着模具温度升高,其抗拉强度与硬度都有所增加,延伸率先增加而后略有降低。 ②ZA84合金优化工艺参数依次为:压射速度为快压射,压射比压为60MPa,浇注温度为690±10℃,模具温度为170±10℃。 ③ZA84合金由α-Mg、Mg32(Al,Zn)49和MgZn三相组成,加Sn后ZA84合金由α-Mg、Mg32(Al,Zn)49、MgZn和Mg2Sn四相组成,Sn的加入有抑制MgZn生成和促进Mg32(Al,Zn)49相析出的作用。 ④Sn合金化ZA84合金中存在细小Mg2Sn颗粒相,在晶界和晶内分布,且随着Sn含量增加,Mg2Sn相数量增多,尺寸变大。 ⑤Sn合金化ZA84合金的强度随着Sn含量的增加呈现先增加后降低的趋势,在Sn含量为1mass%时ZA84合金力学性能最好。 ⑥ZA84+1.0Sn合金退火后的组织无明显变化,其退火后硬度略有下降,但与ZA84合金退火后硬度下降相比,其变化不那么明显,故加Sn后ZA84合金的热稳定性得到提高。


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