铝合金消失模铸造工艺参数的研究

讨论了各工艺因素对消失模铝合金铸造质量的影响，分析了各工艺参数与铸造缺陷之间的关系。结果表明：保温涂料及一定的涂层厚度有利于提高铝液的充型速度；浇注温度越高、直浇道空心面积率越大，铝液充型速度越快；模样厚度太厚或太薄，均会使铝液充型速度降低；一定的直浇道长度及直浇道面积有利于提高铝液的充型速度；施加负压会使铝液的充型速度大大提高，但负压过大会增大铸造缺陷。     

消失模铸造夹砂缺陷的质量控制

研究了消失模铸件夹砂缺陷的影响因素,分析了易产生夹砂缺陷的原因.通过采取更换浇口杯材质、在浇口杯与直浇道的连接处套上浇口砖、在直浇道与横浇道连接处垫耐火砖等有效的措施,使夹砂缺陷得以控制.试验结果表明,在消失模铸造中,浇口杯采用水玻璃砂制作以及浇注系统采用"硬连接"可显著降低夹砂缺陷.     

人字形转向支架压铸件的工艺设计研究

介绍了转向支架铝合金压铸件的结构，分析了合金液体的流态变化、涡流的发生及气孔的形成机理，提出的解决方案主要是：对浇注系统进行较大的改动，严格规定内浇道在模具型腔上的起始位置点，内浇道在模具型腔所采取的喷射角度，以及内浇道的厚度和长度；内浇道的连接采用圆滑过渡，以减少铝液在浇道内产生的紊流；采用较长的分流锥，控制铝液在压室内的充满度；注重铝液浇注温度的恒定。     

冲击座铸造工艺设计及优化

介绍了冲击座铸件的结构及其工艺设计,包括每型件数、浇注系统形式及内浇道、横浇道和直浇道的截面积、浇注时间、冒口及冷铁设计等。初始铸造工艺只采用冒口补缩,模拟发现该工艺未能完全消除缩孔缺陷,据此对铸造工艺进行了改进,在孤立热节区设计冷铁。对改进后的铸造工艺进行模拟,结果显示,缩孔缺陷已完全可以消除。     

飞轮铸件铸造工艺改进设计

采用薄、宽的内浇道和冷铁工艺消除了飞轮铸件的缩孔缺陷，铸造工艺出品率提高3％；根据大孔出流理论设计的浇注系统符合实际生产。     

数控车床床身铸件的铸造工艺改进

介绍了机床床身的铸件结构及技术要求,详细阐述了该件的原生产工艺:分型面选择在地脚面所在平面,铸件收缩率为1%,采用开放底返式浇注系统,直浇道采用φ75 mm耐火管,横浇道截面积为49.5 cm~2,内浇道是5根φ30 mm耐火管,内浇道之间的距离为40 mm。生产结果显示:内浇道附近导轨局部表面有砂眼、粘砂等缺陷,清理困难。分析其原因后,通过更改内浇道位置,扩大内浇道与横浇道的距离,并采用双排横浇道,较好地消除了床身铸件导轨产生的砂眼、粘砂等缺陷,使铸件的出品率提高到89%以上。     

某车轮轴金属型铸造工艺的实验研究

利用金属型铸造,研究了某车轮轴铸造工艺.发现原工艺中内浇道影响到铸件的收缩,出现了热裂等铸造缺陷.采用浇冒口改进工艺,侧面开出气孔,消除了热裂缺陷.采用自制的金属型涂料,成功试制出合格铸件,获得实用有效的车轮轴金属型铸造工艺.     

汽车离合器压盘铸造数值模拟及工艺优化

在DISA线生产汽车离合器压盘铸件时,铸件出现了严重的缩孔缺陷,导致了产品报废。运用铸造模拟软件ProCAST对铸件充型和凝固过程进行模拟,分析缺陷产生的原因。根据模拟结果优化原始工艺,将原底注式浇注工艺改为阶梯式浇注,缩短补缩浇道的长度、加大补缩浇道截面和冒口的尺寸,同时在冒口颈附近设置补贴。对改进后的工艺再进行模拟,发现中间层浇道提前进浇,出现了严重的冲刷和裹气。对工艺再次进行优化,将中间层浇道向上倾斜并减小其截面,同时增大底层浇道的截面;将浇注温度降低至1350℃。采用二次改进后的工艺生产的铸件缩孔缺陷消除,铸件质量完好,成品率大幅度提升。     

改进浇注系统解决铸件缩孔缺陷

介绍了HT250正时齿轮室铸件的结构特点及铸造工艺,分析了铸件缩孔缺陷的特征及形成原因,采取减小内浇道尺寸和减少一个内浇道的两种改进工艺措施,生产条件下齿轮室铸件均未发生缩孔现象。经过比对,最终采用减少内浇道的工艺,既解决了铸造缺陷,又因减少了部分横浇道和内浇道而节约了铁液,提高了工艺出品率,而且还减少了铸件该处的打磨工作量。     

前叉下管铸件的铸造工艺设计

介绍了前叉下管铸件的结构及技术要求,详细阐述了其铸造工艺设计:采取垂直分型,膨润土湿型砂造型;采用底注式浇注系统,圆锥形直浇道的截面面积为972 mm2,横浇道与直浇道、内浇道相连接,横浇道为截面积1 200 mm2的标准梯形浇道,内浇道的截面面积为420mm2,选用六角形浇口杯,浇注速度为8.12kg/s,浇注时间为5s,浇注温度为1580℃;采用12个尺寸为30mm×60mm×75mm的冷铁,选用腰形暗冒口,尺寸为a=50 mm,b=100 mm,h=100 mm;选择扁形出气孔。模拟结果显示,整个铸件未发现有缩孔、缩松等铸造缺陷,而且工艺出品率也达到了76.53%。     

射线照相检测研究TC4钛合金铸件热等静压缺陷演变

通过射线照相检测对TC4钛合金铸件内部常见缺陷及其在热等静压前后的演变进行分析,结果表明:TC4钛合金铸件内部大部分闭合孔洞类缺陷经热等静压均可消除,内部缺陷底片上显示消失;少量的夹杂类和非闭合孔洞类缺陷未压合,在底片上与热等静压前缺陷显示基本一致;个别缩孔缺陷部分压合或表面压陷,极少量的大尺寸缩孔缺陷压缩变形为线性缺陷,在底片上缺陷显示形态发生变化。由于线性缺陷的结构特征在射线照相检测时易导致影像对比度下降,进而影响缺陷的检出率,因此应在热等静压前对易产生缩孔部位进行射线照相检测并将大尺寸缩孔清除补焊,避免热等静压后缩孔压缩变形造成缺陷漏检。     

T形接头角焊缝中缺陷空间定位及分布特征

为实现T形接头焊件角焊缝中批量缺陷的空间定位及可视化,基于多视角成像方法,获取了焊件射线检测图像,并建立了T形接头焊件角焊缝中缺陷深度和偏移量的数学模型. 在射线检测图像缺陷分割的基础上,根据提出的缺陷自动对应准则和投影距离自动提取算法完成了焊件内部缺陷的空间位置数据自动提取,并实现了批量缺陷空间位置的可视化. 对焊件中自动提取的84个缺陷的空间位置数据进行了统计分析,获取了缺陷的空间分布特征. 试验结果表明,缺陷主要位于腹板中心线左侧,占总样本的73.8%;缺陷深度大多在[1.8 2.5] mm范围内,占总样本的85.7%,近86%的缺陷集中分布在翼板与腹板的结合面位置;缺陷半径在[0 0.51] mm范围内;缺陷沿焊缝纵向随机分布.     

合金化热镀锌板表面条状缺陷原因分析

针对合金化热镀锌板表面常见的“边部不规则长条状”缺陷和“柳叶状”缺陷,利用扫描电镜对其形貌进行了分析。“边部不规则长条状”缺陷分布于带钢上下表面两边部,为不规则细长条,严重时可见缺陷整卷全长连续分布;“柳叶状”缺陷宏观形貌不规则,一端细尖一端较宽,形似“柳叶”。缺陷部位完全溶锌后观察到基板存在翘皮和还原铁,轻微抛光基板表面后发现未被完全还原的氧化铁皮,缺陷部位截面可见翘皮处同样存在氧化铁皮,未见炼钢保护渣、氧化铝夹杂、二次氧化颗粒等,可以确定两种缺陷均来自于热轧阶段。“边部不规则长条状”缺陷为热卷边部翘皮,即边线缺陷遗传导致,通过针对性调控炉内加热工艺、粗轧及除鳞等工艺,该类缺陷得到控制;“柳叶状”缺陷来源于由热轧通道线辊面粘铁导致中间坯表面损伤,虽经精轧轧合,但皮下存在氧化铁,冷轧后以及镀锌合金化时暴露出缺陷,通过定期检查热轧辊道、优化设备控制程序逻辑大幅降低了该类缺陷的发生率。     

基于X射线数字化图像处理的双面焊焊缝缺陷检测

对双面焊焊缝的缺陷自动检测,提出了对焊缝重叠区边缘区与非边缘区分别进行处理、非细长缺陷与细长缺陷分别进行处理的思路.在逐列灰度波形分析检出焊缝外边缘和两焊缝重叠区边缘的基础上,对于非细长缺陷,采用大模版中值与均值滤波相结合模拟背景,然后对消除背景后图像采用分区域阈值检出焊缝缺陷,对于细长缺陷,提出了基于逐列自适应二值化和改进霍夫变换的缺陷分割算法.结果表明,所提出的方法能够在有效地避免两焊缝重叠区边缘处误检的同时,检出微弱线缺陷.     

电镀锌板表面斑状缺陷形成机理分析

采用扫描电镜对电镀锌板表面一类斑状缺陷从微观组织及成分等角度进行了分析,对其形成机理进行了探讨。结果表明:电镀锌板表面缺陷呈被局部碾压形貌,且缺陷部位粘附大量小黑点,小黑点的微区成分主要由C、O、Mg、S、Ca、Si、Mn等组成。通过产线排查及特征元素追溯发现缺陷来自于连续退火基板,导致缺陷产生的根本原因是富集在连续退火线水淬槽及与其相连水管内壁的水垢类异物粘附在板面上。通过清理连续退火线水淬槽及相连水管内壁后,基板表面质量得到控制,缺陷得以消除。     

孔洞缺陷对高铁动车组铝合金齿轮箱疲劳性能的影响

对于铸造铝合金,内部疏松和针孔等孔洞缺陷一般难以避免,它是导致疲劳破坏的主要原因之一。通过对铸造铝合金高铁齿轮箱疲劳性能的研究,结果表明:远离试样表面的疏松对试样的疲劳断裂影响较小,当疏松靠近试样表面时,会成为明显的疲劳裂纹源;疏松的尺寸越大或形状越不规则,越容易产生疲劳裂纹。对针孔缺陷的试验研究表明:随着针孔缺陷射线等级的增加,轴向R=0.1下的疲劳极限逐渐降低,针孔缺陷射线为2~3级时,疲劳极限约为70 MPa,针孔缺陷射线为7~8级时,疲劳极限降为50 MPa。在实际生产过程中,通过采取低压铸造工艺,加强精炼除气,提高铸件冷却速度等措施,可有效避免疏松和针孔的产生,从而提高产品的疲劳性能。     

双面T形焊件中批量缺陷空间定位数据的自动提取

提出了双面T形焊件中小缺陷的空间位置数据自动提取算法.该算法主要由两部分组成:一是自动提取投影距离和缺陷距焊缝上端的距离,二是自动提取缺陷尺寸和缺陷距焊缝上端的距离.设计了双面T形焊件左右旋转图像中缺陷的自动对应准则,实现了其内部小缺陷空间位置数据的快速提取.采用实际焊件破坏性试验的方法对上述算法进行了验证.结果表明,文中提出的算法是可行的.     

Evaluation of defects in aluminum piston castings by using ultrasonics and computer tomography

Pistons used in automobile engines are made of aluminum alloy; and endurance of high pressure and high temperature is required. Recently, high strength pistons are needed to cope with the increase of pressure and temperature in the engine cylinder. A high strength piston is possible when the piston casting has little or no casting defects, such as micro-pores and cracks. Generally the defects can be evaluated by non-destructive testing (NDT), and the most efficient ways for evaluation are using ultrasonics and computer tomography. In the present study, two NDT methods were compared and evaluated to investigate the defects in the aluminum piston castings. Artificial defects were machined by using very small drill bits with diameters 1, 0.5, 0.3, 0.2 and 0.1 mm. The defects were investigated by using an ultrasonic tester and a computer tomography system. Defects smaller than 0.3 mm may not be found by using the ultrasonic test, but the defects may be found by using the computer tomography system. The investigation conditions for detecting small defects and the scanning time for in-line defect analysis are discussed in the present study.     

V掺杂Ni3Al点缺陷结构及合金化效应的第一性原理研究

基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法研究了V掺杂Ni3Al合金的电子结构和点缺陷结构.通过计算与实验结果对比选择了适合Ni3Al合金计算的近似方法,计算了含有各个缺陷的晶胞的晶格常数,形成热和结合能,点缺陷的形成能和平衡浓度,态密度和电荷密度.计算结果表明:Ni3Al合金中反位缺陷较空位缺陷易形成,NiAl是Ni3Al合金中最主要的反位缺陷,Al位最易形成缺陷,在1400 K时,空位缺陷的浓度远远低于反位缺陷的浓度.V加入Ni3Al合金体系中能提高合金的稳定性.     

焊接缺陷磁光成像磁场分布数值模拟与试验分析

以激光对接焊的焊接缺陷为对象,研究基于数值模拟的焊接缺陷漏磁场的分析方法. 建立对接焊焊接缺陷检测的三维模型,利用漏磁场理论对比分析不同几何缺陷与漏磁场信号之间的关系规律,并用试验进行验证. 结果表明,裂纹的深度越深,磁感应强度越大,未熔合、凹坑分别随着角度、宽度的增大而磁感应强度减小,并且验证漏磁场信号可以作为焊接缺陷检测的依据. 采用RGB分割法对磁光图像进行分割并提取几何特征,用模糊C-均值聚类（FCM）对不同焊接缺陷进行识别,有良好的识别率.