Vol.28 No.7 白月龙等：流变压铸工艺参数对半固态A356铝合金充填性的影响 ·647。 小，充填阻力较大.这样会导致在充填过程中优 2.4压射冲头速度对充填性的影响 先对10mm和5mm厚的试片充填，然后再对2.5 实验中的压射冲头速度是指半固态A356铝 mm和1.25mm厚的试片进行充填这时厚度为 合金浆料充填时冲头的运动速度.图5所示为在 2.5mm和1.25mm的试片的浇口己部分凝固， 压射比压为20MPa,浆料成形温度为585℃的实 此外还有充填过程中模具对半固态A356铝合金 验条件下，压射冲头速度对不同厚度的试片充填 浆料的急冷作用，这几种因素综合在一起会造成 长度的影响. 薄壁试片的充填能力大大下降，流动阻力增加，从 120r 而导致充填长度不足. 1I0 100 2.3压射比压对流变压铸充填性的影响 8 -10mm 压射比压是指压射室内半固态A356铝合金 0 5 mm 60 女2.5mm 浆料所受的单位面积上的静压力，是半固态铝合 50 -1.25 mm 金压铸的最重要的工艺参数之一.图4所示为在 3 压射冲头速度为0.096ms,浆料成形温度为 2 10 585℃的实验条件下，压射比压对不同厚度的试 0.020.040.060.080.100.i2 片充填长度的影响. 压射头速度m·s) 120 图5压射冲头速度对不同厚度试片充填长度的影响 100 Fig.5 Effect of piston velocity on the flow length of different thickness sample pieces -鲁-10mm ◆5mm -2.5mm 从图5中可以看出，无论是厚度为10mm和 -1.25mm 40 5mm的试片，还是厚度为2.5mm和1.25mm的 试片，随着压射冲头速度的增加，试片的充填长度 20 在增加.这种现象产生的原因是随着压射冲头速 0%10214161820222426 k射比kMPa 度的提高，充填时间缩短，半固态浆料的温度下降 减慢，从而降低了半固态浆料凝固的可能性，使半 图4压射比压对不同厚度试片充填长度的影响 固态A356铝合金浆料在相对较高的温度下充 Fig.4 Effect of inject pressure on the flow length of different 填因此充填长度较长，充填性好. thickness sample pieces 此外，对于不同厚度的试片，即使压射冲头速 从图4可以看出，无论是对于厚度为10,5 度相同，其充填性能也相差很大.相比较而言，10 mm的试片，还是厚度为2.5,1.25mm的试片，随 mm和5mm厚的试片比25mm和L.25mm的 着压射比压的增大，试片的充填长度在增加.这 充填长度长，充填性好.在压射冲头速度大于 是由于压射比压的增加会增加半固态A356合金 0072ms的情况下，10mm和5mm厚的试片 浆料的流动动力，使半固态A356铝合金浆料有 充填完好；在压射冲头速度小于0.072ms1的情 较大的动力来克服充填过程中遇到的阻力，这样 况下充填不足.对于2.5mm和1.25mm的试片 充填长度就会增加，充填性也就越好. 而言，即使将压射冲头速度增加到0.120m1试 试片的厚度也对充填性的影响较大，对于不 片充填仍然不足，充填性差.出现此现象也与模 同厚度的试片而言，压射比压对充填性的影响也 具浇道的设计不合理有很大关系. 不同.对10mm厚度的试片而言，在压射比压小 2.5流变压铸试片的组织分布规律 于15MPa的情况下，充填不足；而当压射比压超 流变压铸试片的组织分布对半固态压铸件的 过15MPa,试片充填完好.对5mm厚度的试片 力学性能影响较大.分布均匀的球状初生一A1 而言，在压射比压小于20MPa的情况下，充填不 是获得良好力学性能的关键因素之一. 足：而当压射比压超过20MPa时则试片充填完 图6所示是从不同厚度的压铸试片中心部位 好.但是对于2.5mm和1.25mm的试片而言，即 截取的金相显微组织.从中可以看出，虽然试片 使压射比压达到25MPa也充填不足，这种现象的 厚度不同，但是试片组织中的球状初生a一A!大小 产生原因也与模具浇道设置不合理有关. 无明显差别，分布也很均匀.说明在充填过程中小, 充填阻力较大.这样会导致在充填过程中优 先对 10 mm 和5 mm 厚的试片充填 ,然后再对 2.5 mm 和 1.25 mm 厚的试片进行充填, 这时厚度为 2.5mm 和 1.25 mm 的试片的浇口已部分凝固, 此外还有充填过程中模具对半固态 A356 铝合金 浆料的急冷作用 ,这几种因素综合在一起,会造成 薄壁试片的充填能力大大下降 ,流动阻力增加 ,从 而导致充填长度不足 . 2.3 压射比压对流变压铸充填性的影响 压射比压是指压射室内半固态 A356 铝合金 浆料所受的单位面积上的静压力, 是半固态铝合 金压铸的最重要的工艺参数之一 .图 4 所示为在 压射冲头速度为 0.096 m·s -1 , 浆料成形温度为 585 ℃的实验条件下 , 压射比压对不同厚度的试 片充填长度的影响. 图 4 压射比压对不同厚度试片充填长度的影响 Fig.4 Effect of inject pressure on the flow length of different thickness sampl e pieces 从图 4 可以看出 , 无论是对于厚度为 10 , 5 mm 的试片 ,还是厚度为 2.5 , 1.25 mm 的试片,随 着压射比压的增大 , 试片的充填长度在增加 .这 是由于压射比压的增加会增加半固态 A356 合金 浆料的流动动力, 使半固态 A356 铝合金浆料有 较大的动力来克服充填过程中遇到的阻力 ,这样 充填长度就会增加, 充填性也就越好. 试片的厚度也对充填性的影响较大, 对于不 同厚度的试片而言 , 压射比压对充填性的影响也 不同.对 10 mm 厚度的试片而言, 在压射比压小 于 15 MPa 的情况下, 充填不足;而当压射比压超 过15 M Pa , 试片充填完好 .对 5 mm 厚度的试片 而言, 在压射比压小于 20 M Pa 的情况下 ,充填不 足;而当压射比压超过 20 MPa 时则试片充填完 好.但是对于2.5mm 和 1.25 mm 的试片而言 ,即 使压射比压达到25 MPa 也充填不足,这种现象的 产生原因也与模具浇道设置不合理有关 . 2.4 压射冲头速度对充填性的影响 实验中的压射冲头速度是指半固态 A356 铝 合金浆料充填时冲头的运动速度 .图 5 所示为在 压射比压为 20 MPa ,浆料成形温度为 585 ℃的实 验条件下, 压射冲头速度对不同厚度的试片充填 长度的影响. 图 5 压射冲头速度对不同厚度试片充填长度的影响 Fig.5 Effect of piston velocity on the flow length of different thickness sampl e pieces 从图 5 中可以看出, 无论是厚度为 10 mm 和 5 mm 的试片 ,还是厚度为 2.5 mm 和 1.25 mm 的 试片 ,随着压射冲头速度的增加,试片的充填长度 在增加.这种现象产生的原因是随着压射冲头速 度的提高 ,充填时间缩短 ,半固态浆料的温度下降 减慢 ,从而降低了半固态浆料凝固的可能性 ,使半 固态 A356 铝合金浆料在相对较高的温度下充 填,因此充填长度较长,充填性好. 此外 ,对于不同厚度的试片,即使压射冲头速 度相同 ,其充填性能也相差很大.相比较而言 , 10 mm 和 5 mm 厚的试片比 2.5 mm 和 1.25 mm 的 充填长度长, 充填性好 .在压射冲头速度大于 0.072m·s -1的情况下, 10 mm 和 5 mm 厚的试片 充填完好 ;在压射冲头速度小于0.072 m·s -1的情 况下充填不足 .对于 2.5 mm 和 1.25 mm 的试片 而言 ,即使将压射冲头速度增加到 0.120m·s -1试 片充填仍然不足 , 充填性差 .出现此现象也与模 具浇道的设计不合理有很大关系. 2.5 流变压铸试片的组织分布规律 流变压铸试片的组织分布对半固态压铸件的 力学性能影响较大.分布均匀的球状初生 α-Al 是获得良好力学性能的关键因素之一. 图 6 所示是从不同厚度的压铸试片中心部位 截取的金相显微组织 .从中可以看出 , 虽然试片 厚度不同 ,但是试片组织中的球状初生α-Al 大小 无明显差别, 分布也很均匀 .说明在充填过程中 Vol.28 No.7 白月龙等:流变压铸工艺参数对半固态 A356 铝合金充填性的影响 · 647 ·