碳纤维含量对SLS覆膜砂型真空差压铸造铝合金组织及性能影响

摘要

选择性激光烧结（SLS）覆膜砂型技术与真空差压铸造相结合，可快速铸造无余量、复杂薄壁精密铸件。通过将碳纤维加入覆膜砂，改善SLS覆膜砂型强度和导热性，在航空航天及国防领域中成形复杂薄壁件有极大优势。研究碳纤维含量对SLS覆膜砂型真空差压铸造铝合金组织及性能影响，为SLS覆膜砂型真空差压铸造铝合金奠定理论和技术支撑。
　　本文以ZL205A铝合金为研究对象，通过将不同含量的碳纤维加入覆膜砂型，采用真空差压铸造成形ZL205A合金，研究碳纤维含量对ZL205A合金组织致密度、微观组织、机械性能的影响规律。实验结果表明，碳纤维含量对SLS覆膜砂型真空差压铸造铝合金组织及性能影响显著，当碳纤维含量小于3wt％时，随着碳纤维含量的增加，ZL205A致密度变大，微观组织变细小，抗拉强度和延伸率上升；当碳纤维含量超过3wt%时，致密度下降，微观组织变粗大，抗拉强度和延伸率下降；当碳纤维含量相同时，壁厚越大，致密度越高，强度降低，晶粒尺寸逐渐增大，微观组织形貌基本相同，均为等轴晶；随着试样部位从近横浇道部位到顶部，致密度先减小后增大，呈V型变化趋势，且近浇道部位达到峰值，随着碳纤维含量的增加，V型变化逐渐显著；当碳纤维含量为3wt%、壁厚为3mm时，晶粒尺寸最小38μm，抗拉强度和延伸率达到峰值，分别为496.42MPa和延伸率为10.23%。
　　通过将碳纤维加入 SLS覆膜砂型，研究获得碳纤维含量对真空差压铸造ZL205A铝合金组织及性能的影响规律，为SLS覆膜砂铸型真空差压成形复杂薄壁件铝合金铸件提供一定的理论依据和实际应用价值。

目录

封面

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪论

1.1 课题研究目的及意义

1.2 选择性激光烧结覆膜砂型（芯）的研究现状

1.3真空差压铸造铝合金的研究现状及发展趋势

1.4研究目的及研究内容

第2章 实验方法与内容

2.1 实验材料及设备

2.2实验方法

2.3 实验工艺路线

第3章 碳纤维含量对SLS覆膜砂型真空差压铸造ZL205A合金致密度影响

3.1碳纤维含量对ZL205A 合金致密度的影响

3.2试样部位对ZL205A合金致密度的影响

3.3试样壁厚对ZL205A合金致密度的影响

3.4本章小结

第4章 碳纤维含量对SLS覆膜砂型真空差压铸造ZL205A合金微观组织影响

4.1碳纤维含量对ZL205A微观组织及晶粒尺寸的影响

4.2试样壁厚对ZL205A微观组织及晶粒尺寸的影响

4.3碳纤维含量和试样壁厚对晶粒尺寸的影响

4.4本章小结

第5章 碳纤维含量对SLS覆膜砂型真空差压铸造ZL205A合金机械性能影响

5.1碳纤维含量对ZL205A合金抗拉强度及延伸率的影响

5.2试样壁厚对ZL205A合金抗拉强度及延伸率的影响

5.3本章小结

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 研究展望

参考文献

致谢

声明