【摘 要】
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6061-T6铝合金凭借比强度高、韧性好、密度较低等优点,在航空航天、轨道交通、船舶制造等领域上得到广泛应用。熔化铸造等传统加工方法是铝合金常用的加工方式,其发展时间长,工艺灵活性大,适应性广。常规的熔铸虽具有一定的优势,但也存在一定不足,尤其是对于铝合金来说,其金属液态成型的工序多,难以精确控制,使得铸件质量不够稳定,成型组织疏松、晶粒粗大,内部易产生缩孔、缩松、气孔等缺陷,导致其机械性能较低。
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6061-T6铝合金凭借比强度高、韧性好、密度较低等优点,在航空航天、轨道交通、船舶制造等领域上得到广泛应用。熔化铸造等传统加工方法是铝合金常用的加工方式,其发展时间长,工艺灵活性大,适应性广。常规的熔铸虽具有一定的优势,但也存在一定不足,尤其是对于铝合金来说,其金属液态成型的工序多,难以精确控制,使得铸件质量不够稳定,成型组织疏松、晶粒粗大,内部易产生缩孔、缩松、气孔等缺陷,导致其机械性能较低。而作为固相加工技术的搅拌摩擦叠焊技术的出现为铝合金的加工制造提供了新的思路。本文以2mm厚的6061-T6铝合金为原料,通过一定的加工参数对其进行5层搅拌摩擦叠焊加工,得到5层一体成型良好的板材。并进行以下研究:(1)分别对直线形搅拌摩擦叠焊和回字形搅拌摩擦叠焊进行工艺研究。通过对主轴转速、进给速度和主轴初始压力值3个工艺参数进行试验优选,来得到合适的加工参数,并对夹具进行优化,获得优良的加工成形。最后对两种加工轨迹成形结果进行对比,优选出最佳加工轨迹。(2)通过对一固定叠焊加工参数下的叠焊板材进行不同固溶时效处理,并以其拉伸试样的抗拉强度和伸长率为优选标准,来优选出最好的固溶时效工艺参数。所得最佳时效工艺参数为固溶550℃处理lh,时效210℃处理2h。(3)分别对直线形和回字形叠焊加工后的板材截面的宏观形貌和微观组织进行观察,研究其内部材料流动特性和微观晶粒变化。结果表明,经过叠焊加工后原始晶粒均发生动态再结晶,并且越接近底层的板材,材料结合成形的效果越好。(4)对不同加工参数下的叠焊板材进行拉伸性能测试,通过抗拉强度和延伸率大小并结合断口形貌分析材料拉伸性能随加工参数的变化规律。对各叠焊参数下的硬度试样进行水平和竖直方向的显微硬度测试,并结合微观组织特性分析其显微硬度随加工参数的变化规律。(5)对不同加工参数下的叠焊板材分别进行电化学腐蚀试验、盐雾腐蚀试验和摩擦磨损试验。通过对各参数下试样的宏观和微观形貌进行观察,并结合试验前后试样质量变化对叠焊板材的耐腐蚀性能和耐磨损性能变化规律进行研究分析。图[35]表[9]参[62]
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