7075铝合金旋转喷吹精炼工艺的研究

论文摘要

7075铝合金为高强铝合金,广泛应用于航空、航天、国防、兵器、交通运输等领域,但目前国内生产的7075铝合金的气体含量偏高,导致产生大量疏松废品,降低成材率。因此探索新型精炼工艺,提供合理的精炼工艺以提高7075铝合金的除气率成为国内外研究的热门课题。本文首先利用正交实验的方法探讨了旋转喷吹工艺参数对7075铝合金精炼效果的影响,结果表明:在旋转喷吹的各个工艺因素中,转子转速对旋转喷吹精炼效果的影响最大,气体流量、精炼时间次之,静止时间的影响最小;优化后的最佳除气净化工艺参数为在400 r/min转子转速下,以0.4m3/h的气体流量旋转精炼15 min,然后静置6 min。其次,对传统的C2Cl6精炼工艺和旋转喷吹精炼工艺的除气率进行了对比实验研究,结果表明:传统的C2Cl6铝合金精炼的除气率为30%,而旋转喷吹精炼的除气率可达到70%。在上述研究基础上,对C2Cl6和旋转喷吹混合精炼的工艺方法进行了研究,结果表明:这种混合精炼的除气率可达到78%。最后,对各个工艺参数下的试样进行了气孔分布状况的观察、硬度实验和拉伸实验,并研究了热处理工艺对旋转喷吹精炼后试样的气孔分布状况和力学性能的影响。结果表明:C2Cl6精炼得到的试样气孔含量较高,硬度值(HRB)平均为55,抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为352MPa、318MPa和4.2%;而旋转喷吹精炼的试样气孔含量较低,硬度值(HRB)平均为63,抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为396MPa、358MPa和4.7%;C2Cl6和旋转喷吹混合精炼后的气孔含量更低,硬度值(HRB)平均可达到67,抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为446MPa、398MPa和5.3%;旋转喷吹精炼后的铝合金经固溶和时效热处理后,硬度和拉伸性能都升高,而且固溶加时效比只固溶的效果更好。

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第1章绪论

1.1 课题的来源及意义

1.1.1 课题的来源

1.1.2 课题研究的目的和意义

1.2 国内外铝合金精炼技术发展概况

1.3 铝合金除气精炼的原理

1.3.1 吸氢的过程

1.3.2 气体除气精炼原理

1.4 铝合金除气精炼发展趋势

1.5 本课题的主要研究内容

第2章实验材料与实验方法

2.1 实验设备

2.2 实验材料

2.3 实验方法

2.3.1 7075 铝合金的熔铸工艺

2.3.2 7075 铝合金的旋转喷吹精炼工艺

2Cl₆ 精炼工艺'>2.3.3 7075 铝合金的C₂Cl₆精炼工艺

2Cl₆ 和旋转喷吹混合精炼工艺'>2.3.4 7075 铝合金的C₂Cl₆和旋转喷吹混合精炼工艺

2.3.5 7075 铝合金试样中气孔分布情况微观分析

2.3.6 7075 铝合金的硬度测试

2.3.7 7075 铝合金的拉伸实验

2.3.8 7075 铝合金的热处理工艺

2.4 本章小结

第3章旋转喷吹对7075 铝合金的精炼效果

3.1 旋转喷吹精炼除气效果与分析

2CL₆ 精炼与旋转喷吹精炼除气效果对比及分析'>3.2 C₂CL₆精炼与旋转喷吹精炼除气效果对比及分析

2CL₆ 和旋转喷吹混合精炼实验结果和分析'>3.3 C₂CL₆和旋转喷吹混合精炼实验结果和分析

3.4 本章小结

第4章旋转喷吹精炼工艺对7075 铝合金的气孔分布与力学性能的影响

4.1 气孔分布状况的微观分析

4.1.1 旋转喷吹精炼的试样中气孔分布状况微观分析

2Cl₆ 精炼与旋转喷吹精炼的气孔分布状况对比及分析'>4.1.2 C₂Cl₆精炼与旋转喷吹精炼的气孔分布状况对比及分析

2Cl₆ 和旋转喷吹混合精炼气孔分布状况的微观分析'>4.1.3 C₂Cl₆和旋转喷吹混合精炼气孔分布状况的微观分析

4.2 硬度实验与结果分析

4.2.1 旋转喷吹精炼对7075 铝合金硬度的影响与分析

2Cl₆ 精炼和旋转喷吹精炼后试样的硬度对比与分析'>4.2.2 C₂Cl₆精炼和旋转喷吹精炼后试样的硬度对比与分析

2Cl₆ 和旋转喷吹混合精炼后7075 铝合金的硬度'>4.2.3 C₂Cl₆ 和旋转喷吹混合精炼后7075 铝合金的硬度

4.2.4 热处理对7075 铝合金硬度的影响与分析

4.3 拉伸实验与结果分析

4.3.1 旋转喷吹精炼对7075 铝合金拉伸性能的影响

2Cl₆ 精炼两种工艺拉伸性能的比较'>4.3.2 旋转喷吹精炼和C₂Cl₆精炼两种工艺拉伸性能的比较

2Cl₆ 和旋转喷吹混合精炼对7075 铝合金拉伸性能的影响'>4.3.3 C₂Cl₆ 和旋转喷吹混合精炼对7075 铝合金拉伸性能的影响

4.3.4 热处理对7075 铝合金拉伸性能的影响

4.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢

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