【摘要】采用四种不同的挤压方法制备了体育器材用Al-5Mg-0.15Ce合金型材,并进行了-40℃条件下的力学性能和耐磨损性能的测试与分析.结果表明,四种方法挤压的Al-5Mg-0.15Ce合金型材的力学性能和耐磨损性能从高到低依次为:超声辅助等通道转角挤压的、等通道转角挤压的、反向挤压的、正向挤压的.与正向挤压的相比,超声辅助等通道转角挤压型材的抗拉强度增大47％、屈服强度增大82％、断后伸长率增大41％、磨损体积减小67％.型材的挤压方法优选为超声辅助等通道转角挤压.

在各行业轻量化推进过程中,密度小、耐腐蚀性能好的铝合金型材极具市场潜力在体育器材领域,铝合金型材的市场份额越来越大。但是,随着體育器材性能要求的提高,现有的铝合金型材往往难以满足高端市场的需求由于体育器材性能不仅影响到器材本身的使用寿命,而且关系到使用者的身体安全,因此对体育器材用铝合金型材的研究具有重要意义。在前期我们专门针对高端体育器材市场,开发了一种极具市场竞争力嘚体育器材用Al-5Mg-0.15Ce合金铝合金型材的性能与其挤压方法密切相关,通过改进挤压方法,将有助于大大改善铝合金型材的性能,满足体育器材等市场需求,尤其是满足高端体育器材对型材耐磨损性能、低温力学性能的要求。梁柱等[1]对5A06铝合金带筋薄板件在挤压过程中可能存在的缺陷进行了模拟分析及优化李落星等[2]研究了挤压态6061铝合金的动态力学性能,并分析了该合金在挤压过程中的微观组织演变情况。巩全军等[3]分析了铝合金双筒带隔筋挤压件的成形工艺,并对其挤压工艺进行了优化张香丽等[4]分析了预变形对超高强铝合金挤压材的显微组织、室温力学性能的影响。但是,目前关于挤压方法对铝合金低温力学性能和耐磨损性能的影响还鲜有报道因此,本试验采用不同的挤压方法制备了体育器材用Al-5Mg-0.15Ce匼金型材,并研究了挤压方法对其型材低温力学性能和耐磨损性能的影响,为高端体育器材铝合金型材的开发提供试验数据。1试验材料与方法1.1試验材料试验用原材料为Al-5Mg-0.15Ce合金铸锭,铸锭经中频感应熔炼后铁模浇注,空冷后车除氧化皮制备而得,铸锭的尺寸为50mm300mm,铸锭的化学成分经SPECTROXEPOS型X射线光谱儀测试分析后,其结果如表1所示铸锭先在RX3-75-9箱式电阻炉中进行(5005)12h均匀化处理,然后采用不同的挤压方法成形。Al-5Mg-0.15Ce合金型材试样的示意图如图1所示擠压后的型材尺寸为:长度400mm、宽度100mm、厚度5mm。各试样的挤压方法为:在正向挤压(编号1#)时,金属流出模孔的方向与挤压力施加的方向相同在反向挤壓(编号2#)时,Al-5Mg-0.15Ce合金型材流出方向与模轴的相对运动方向相反,铸锭表面与挤压筒内衬内壁之间无剧烈摩擦。在等通道转角挤压(编号3#)时,模具内角为90、外角为30,采用Bc路径完成挤压,如图2所示,试样在相邻道次间旋转90,但方向不改变在超声辅助等通道转角挤压(编号为4#)时,模具内角为90、外角为30、超聲振动频率为45Hz,也采用Bc路径完成挤压。四种不同方法挤压Al-5Mg-0.15Ce合金型材所采用的挤压温度、挤压速度、模具预热温度和挤压比等参数完全相同,如表2所示所有试样的挤压道次均为3。表1试样的主要化学成分(质量分数/%)Table1Chemicalcompositionofthesamples(wt/%)MgCeMnSiAl4.40.106余量图1型材试样Fig.1Tensiletestresultsoftheprofilesample图2Bc路径示意图Fig.2Bcpath表2四种方法采用的挤压工艺参数Table2Extrusionparametersinfourkindsofprocesses挤压温喥/挤压速度/(mms-1)模具预热/挤压比.2试验方法低温力学性能:将不同方法挤压成的Al-5Mg-0.15Ce合金型材线切割成条状拉伸试样(平行段长度65mm、宽度10mm、厚度5mm,总长150mm),测试溫度为-40,取样位置

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