AZ91D镁合金摩托车轮毂铸锻复合成形研究

摘要

在车辆轻量化进程加快的背景下，轻质合金的应用研究越来越受到各国的重视。近年来，交通工具上镁合金的用量逐年上升，但是大部分镁合金制件都是由压铸生产，难以满足结构件的性能要求。而镁合金的密排六方结构使得其塑性很差，难以对形状复杂的结构件进行锻造成形。针对既有高力学性能要求又有复杂形状要求的结构件成形需求，本研究提出了铸锻复合成形工艺方法。并且以典型零件摩托车轮毂为具体研究对象，对AZ91D镁合金摩托车轮毂的铸锻复合成形工艺进行研究。
　　本文依据压铸的三个最重要的参数建立三因素四水平16组正交实验方案，对轮毂进行三维实体建模，设计并优化浇注系统。模拟实验利用商业模流软件FLOW3D进行参数优化模拟，得出最佳参数组合L10，浇注温度690℃，压射速度4m/s，模具温度210℃。
　　实验分为压铸和铸锻复合成形两个部分，分别按照正交实验进行。实验发现压铸成形轮毂表面缺陷较多，如充不满、裂纹和冷隔；而铸锻复合成形轮毂表面缺陷很少，成形性优良。轮辐的拉伸实验表明，锻造力的存在使得轮辐的力学性能有极大的提高。铸锻复合成形轮辐的平均抗拉强度和延伸率相比压铸件分别提高了68.6％和108.9%，并且铸锻复合成形轮辐经可 T6热处理后该比例进一步提高至88.7%和169.4%。
　　压铸件显微组织大都为粗大树枝晶，平均尺寸在180μm，其横断面的晶粒尺寸变化幅度很大，其间有枝晶偏析、氧化物夹杂、裂纹、气孔等缺陷。铸锻复合成形显微组织基本上为细小等轴晶，平均尺寸在25μm，晶粒尺寸变化范围很小，组织致密，裂纹、气孔被焊和，氧化物夹杂被细化弥散分布。
　　本次实验证明铸锻复合成形工艺是切实可行的，其生产率很高，制件力学性能优异，而且可经过后续热处理进一步提升力学性能。

目录

AZ91D 镁合金摩托车轮毂铸锻复合成形研究

RESEACH ON AZ91D MAGNESIUMALLOY MOTROCYCLE WHEELPRODUCED BY COMBINATION PROCESSOF DIE-CASTING AND FORGING

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪论

1.1 镁合金特点以及研究应用进展

1.2 轮毂材料及制造方法和现

1.3 课题主要研究内容

第2章 模具工装设计及实验方案制定

2.1 轮毂零件图及三维建模

2.2 轮毂模具排位图及其设计特点

2.3 实验设备及材料介绍

2.4 正交实验方案制定

2.5 本章小结

第3章 AZ91D 镁合金摩托车轮毂压铸数值模拟

3.1 FLOW3D 软件简介及国内外应用现状

3.2 溢流槽设计

3.3 压铸参数优化模拟

3.4 本章小结

第4章 AZ91D 镁合金摩托车轮毂铸锻复合成形实验及力学性能分析

4.1 轮毂成形实验充填行为分析

4.2 轮辐热处理实验及力学性能分析

4.3工艺参数对力学性能的影响

4.4 本章小结

第5章 AZ91D 镁合金摩托车轮毂微观组织分析

5.1 轮辐相组成和微观组织分析

5.2 轮缘金相组织对比分析

5.3 本章小结

结 论

参考文献

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致 谢