SLS砂型中碳纤维对真空差压铸造ZL205A合金性能的影响

采用不同碳纤维含量的覆膜砂铸型制备了ZL205A合金试样。结果表明,随着碳纤维含量的增加,试样的致密度提高,抗拉强度和伸长率都呈现先提高后下降的趋势。当碳纤维含量为3%时,试样的致密度、抗拉强度和伸长率达到峰值,分别为0.9962、496.42 MPa和10.23%。     

覆膜砂中碳纤维对真空差压铸造ZL205A合金组织的影响

通过测试与分析SLS砂型中不同碳纤维含量下真空差压铸造ZL205A合金的晶粒大小,研究了SLS砂型中不同碳纤维含量对真空差压铸造ZL205A合金微观组织的影响。结果表明,在覆膜砂铸型中加入碳纤维对铝合金试样的微观组织影响显著。ZL205A合金的晶粒大小随碳纤维含量的增加而显著减小,当碳纤维含量超过3%时,ZL205A合金晶粒随碳纤维含量增加而逐渐增大;当SLS砂型中碳纤维含量相同时,晶粒大小随试样壁厚的增加而增大。建立了真空差压铸造ZL205A合金晶粒大小与SLS砂型中碳纤维含量和试样壁厚的关系,当试样壁厚大于9mm时,试样壁厚对晶粒大小影响较大;当试样壁厚小于9mm时,碳纤维含量对晶粒大小影响较大。     

原材料对酚醛树脂覆膜砂性能的影响

研究了热塑性酚醛树脂和原砂对覆膜砂性能的影响.结果表明,改性树脂能够大幅度提高覆膜砂的强度;相比于大林砂,宝珠砂能够改善覆膜砂的性能,其冷态比抗拉强度和比抗弯强度分别达到3.16MPa/1%和4.35MPa/1%.适合于高性能覆膜砂的制备;而相比于锆英砂,采用宝珠砂混制覆膜砂具有良好的经济性.     

硅溶胶浸渗对SLS覆膜砂表面质量的影响

通过对选区激光烧结(SLS)覆膜砂型浸渗硅溶胶后处理强化,研究浸渗硅溶胶对精密铸造用SLS砂型表面粗糙度的影响。结果表明,随着硅溶胶浸渗温度的升高及时间的延长,SLS覆膜砂铸型表面粗糙度均呈先减小后增大的趋势,当硅溶胶浸渗温度为30℃、浸渗时间为15h时,覆膜砂铸型表面粗糙度最小,Ra为11.48μm;随着覆膜砂后固化温度及时间的提高,SLS覆膜砂铸型表面粗糙度均呈先减小后增大的趋势,当覆膜砂后固化温度为30℃、固化时间为15h时,覆膜砂铸型表面粗糙度(Ra)最小为13.96μm。     

表面复合改性碳纤维增强HA复合材料

采用溶胶-凝胶技术在低温氧化处理后碳纤维表面涂覆HA涂层,获得复合改性碳纤维增强HA复合材料。研究并测试了碳纤维的改性工艺、改性后碳纤维表面的微观形貌以及不同碳纤维含量下复合材料的抗弯强度和断裂韧性。结果表明,在400℃氧化30 min的碳纤维表面具有较高的活性和较大的比表面积,在HA溶胶中提拉5次后碳纤维表面形成一层与基体结合性能较好的膜层。复合改性碳纤维可显著提高HA材料的力学性能,当碳纤维含量为3%时,复合改性碳纤维/HA复合材料的抗弯强度达到最大值79.8 MPa,比基体提高了3.2倍。当碳纤维含量为4%时,复合改性碳纤维/HA复合材料的断裂韧度达到最大值1.85 MPa·m1/2,比基体提高了2.3倍。     

宝珠覆膜砂固化工艺参数优化研究

为改善宝珠覆膜砂型壳的品质,提高铸件表面精度,通过不同固化温度和固化时间制得宝珠覆膜砂试样,测试宝珠覆膜砂抗拉和抗弯强度及发气性含量,分析不同固化工艺参数对宝珠覆膜砂性能的影响规律。研究结果表明,固化温度小于230℃时,随着固化温度的升高,宝珠覆膜砂抗拉和抗弯强度值逐渐升高,固化温度>230℃时,随着固化温度的升高,宝珠覆膜砂抗拉和抗弯强度值逐渐降低;固化时间小于120 s时,随着固化时间的延长,宝珠覆膜砂抗拉和抗弯强度值逐渐升高,固化时间大于120 s时,随着固化时间的延长,宝珠覆膜砂抗拉和抗弯强度值逐渐降低。当固化温度230℃,固化时间120 s时,宝珠覆膜砂抗拉强度最大值为1.644 MPa,抗弯强度最大值为4.781 MPa。在此工艺条件下,宝珠覆膜砂之间的断裂以内聚断裂为主,内聚断裂的强度要高于附着断裂。     

基于SLS覆膜砂型(芯)的镁合金砂型铸造的阻燃机理分析

针对镁合金SLS覆膜砂型铸造过程中存在的局部燃烧及大量烧蚀等问题,提出了在SLS覆膜砂材料中添加含硼酸、碳粉及硫铁矿粉等的复合阻燃剂,并采用SLS覆膜砂型进行了镁合金铸件的快速铸造,研究了镁合金与SLS覆膜砂型砂芯之间的界面反应,并对SLS覆膜砂型的阻燃机理进行了分析。结果表明,添加复合阻燃剂SLS覆膜砂型镁合金铸件表面光滑,有金属光泽;其阻燃机理是金属液与SO2/CO2气体之间的起皱后体系能量增加,变形不能够自发进行,氧化膜不易起皱破裂,表面组织致密。     

选择性激光烧结宝珠覆膜砂的固化特性研究

采用自制宝珠覆膜砂,应用选择性激光烧结(SLS)法成形出系列“8”字试样,然后在不同填充方式和温度下对SLS试样进行加热烘烤.测试试样的拉伸强度和1000℃下的发气量,并利用电子显微镜观察断口形貌.最后得到了覆膜砂烧结件最优的后处理工艺,即填充玻璃微珠,烘烤温度200℃.得到的材料抗拉强度最大为6.28 MPa,发气量最小为18.43 ml/g,能很好满足浇铸要求.     

选区激光烧结用覆膜锆砂的制备及其SLS成形工艺研究

采用冷、热法制备了覆膜锆砂,并进行了选区激光烧结成形工艺研究,着重探讨了单层扫描面积和激光功率对SLS覆膜锆砂砂型抗拉强度的影响。结果表明:在树脂含量相等条件下,相对于冷法,热法制备的覆膜锆砂的SLS成形砂型抗拉强度明显更高;单层扫描面积对覆膜锆砂砂型抗拉强度影响显著,随着扫描面积的增大,在同样烧结参数下,其成形初强度由0.27 MPa迅速下降到0.04 MPa;而激光功率是决定覆膜锆砂砂型抗拉强度的关键因素,115/170目覆膜锆砂粘结剂含量为2%的条件下,扫描面积约1 900 mm~2,合适的激光功率为35 W,成功制备覆膜锆砂砂型,并浇注出轮廓清晰、表面光亮的钛合金铸件。     

选区激光烧结覆膜砂的保温实验研究

采用选区激光烧结技术制备的覆膜砂模型内部存在一些未完全固化的酚醛树脂,导致成型覆膜砂的力学性能达不到预期效果。为了改善覆膜砂制件的性能,对选区激光烧结成型的覆膜砂试样进行了适当的二次处理。结果发现,在250℃保温30 min处理后,覆膜砂试样的拉伸强度提升明显,试样的拉伸强度达到3.86 MPa。     

改性苯并恶嗪树脂制备铸造用覆膜砂的研究

合成了改性苯并恶嗪树脂,用其代替酚醛树脂制备铸造用覆膜砂,优化树脂合成和混砂条件,并筛选了六种固化剂。结果表明:苯并恶嗪树脂的最佳改性工艺为添加3%的水杨酸和4%的3-氨基丙基三乙氧基硅烷,ZnCl_2为最佳固化剂;改性后树脂聚合速度是56 s;覆膜砂在230℃下固化4 min时覆膜砂性能最好,其中热态抗拉强度达到0.45 MPa,常温抗拉强度达到1.85 MPa,强度与酚醛树脂混制的覆膜砂相当,且烟小味小。     

原砂及树脂加入量对覆膜砂性能的影响

以硅砂和宝珠砂为原砂、酚醛树脂为粘结剂制备覆膜砂,研究了原砂种类、粒度以及树脂加入量对覆膜砂性能的影响。试验结果表明:在原砂粒度为50～200目范围内,制备条件相同条件下,覆膜宝珠砂的强度是相同粒度覆膜硅砂的1.2～1.6倍;原砂太粗或者太细,覆膜砂强度一般,100/50目的覆膜砂强度相对较高;当树脂加入量为0.8%～2.5%时,100/50目的覆膜宝珠砂的室温抗拉强度约为1.5～8.5 MPa,室温抗弯强度约为3.0～16.0 MPa;100/50目硅砂和宝珠砂混合覆膜砂的强度随宝珠砂含量增加而提高。     

铸造用高强度改性酚醛树脂覆膜砂的研制

叙述了添加己内酰胺改性剂的树脂合成工艺,测得改性酚醛树脂性能为:软化点85～90℃,聚速50～60 s,游离酚＜6%,粘度40～45 s.介绍了热法覆膜工艺,用SWY型液压强度试验机测定了覆膜砂的抗拉强度和抗弯强度,结果表明:在相同的树脂加入量下与采用未改性的树脂比较,覆膜砂的抗拉强度提高15%,抗弯强度提高20%以上,同时型砂的溃散性得到改善,发气量也降低.     

基于SLS的锆砂砂型与钛合金铸件界面反应研究

以锆砂为原砂材料,Y_2O_3、酚醛树脂为填充材料和粘结剂,采用热法制备覆膜锆砂,选区激光烧结(SLS)快速成形工艺制备锆砂铸型并浇注了钛合金铸件,研究了钛与铸型之间的界面反应。结果表明,采用SLS覆膜锆砂快速制备铸型,选用Y_2O_3制备涂层浇注纯钛可以铸造出轮廓清晰、表面光洁的钛铸件,且界面反应层仅约为3μm;铸件表面氧化层产物为TinO_(2n-1)和TiO_2;O扩散富集固溶层厚度约为1μm,该层生成物为TiO_2。     

铸造用高强度改性酚醛树脂的研究

叙述了改性酚醛树脂的性能、覆膜砂制备配方及其性能测定.改性后的酚醛树脂韧性增强,覆膜砂抗拉强度和抗弯强度明显提高,型砂的溃散性得到了改善.     

浸渗硅溶胶对SLS覆膜砂强度的影响及强化机理

通过对选区激光烧结(SLS)覆膜砂浸渗硅溶胶,研究浸渗硅溶胶工艺对SLS覆膜砂强度的影响及其强化机理。研究结果表明,随着浸渗温度上升,浸渗时间增加,SLS覆膜砂强度明显增大,当浸渗温度和时间为30℃和15 h时,SLS覆膜砂强度最大,当浸渗温度和时间继续增大,硅溶胶粘度增大,浸渗效果变差,SLS覆膜砂强度降低;当浸渗硅溶胶SLS覆膜砂固化温度和时间为180℃和0.5 h时,SLS覆膜砂强度最好,当后固化温度和时间继续增加,树脂将发生分解及碳化,黏结能力减小,SLS覆膜砂强度降低。断口形貌和成分测试表明,硅溶胶浸渗后包覆在SLS覆膜砂烧结颈上,增大烧结颈的体积,部分没有烧结颈区域形成了新的连接颈,提高了SLS覆膜砂强度。     

ZM2镁合金铸件的SLS覆膜砂型铸造工艺研究

在已开发的140/270目SLS覆膜砂的基础上,选用粒径≤150目的碳粉、硫铁矿和硼酸为阻燃剂,设计制备了含三组元复合阻燃剂的覆膜砂材料。经激光烧结成形,其初强度为0.58MPa,后处理强度为2.34MPa,发气量为9.7mL/g;并在750℃进行了ZM2镁合金浇注,得到了表面金属光泽的镁合金铸件,铸态下的抗拉强度为172 MPa,伸长率为4%,采用含阻燃剂的SLS覆膜砂型(芯)获得了优质镁合金铸件。     

复合改性高模数水玻璃试验及其表征研究

用聚丙烯酰胺、四硼酸钾和四硼酸锂对高模数水玻璃进行复合改性,测定改性后水玻璃砂试样的1 h抗拉强度、24 h抗拉强度和950℃残留强度。通过XRD、SEM、EDS和DSC分析改性剂对水玻璃砂性能、砂粒间粘结状况和粘结桥形貌的影响机理。结果表明,改性剂成分优化添加量为:四硼酸钾2.5%、四硼酸锂0.15%、聚丙烯酰胺0.1%。优化的水玻璃砂试样1 h强度为0.261 MPa,24 h强度为0.72 MPa,残留强度为7.2 MPa。改性剂的加入在一定程度上提高了水玻璃砂的常温强度并改善了其溃散性。     

宝珠覆膜砂旧砂再生工艺研究

对粒度为100~200目的宝珠覆膜砂旧砂进行热法再生试验研究,着重探讨了不同加热温度和保温时间对再生砂发气性及砂粒表面显微形貌的影响。结果表明:热法再生最优加热温度为700℃左右,保温时间为20 min。再生砂覆膜后抗拉强度和抗弯强度分别达到2.63 MPa和6.08 MPa。经热法再生后,宝珠覆膜砂旧砂表面树脂膜分子键遭到破坏,中间产物不断氧化产生气体释放,砂粒重新获得较高的表面能,其工艺性能基本接近同种新砂,具有良好的经济效益。     

Ce合金化及喷丸对Q235钢组织和力学性能的影响

以Q235钢为原料,添加稀土Ce重熔轧制后得到改性钢。采用高能喷丸技术对型钢进行表面强化处理。考察了不同喷丸参数对钢微观组织和力学性能的影响。结果表明:经喷丸处理后,Q235钢表面产生了明显的塑性变形,晶粒明显细化,显微硬度升高,从试样表面到心部具有明显的显微组织梯度和硬度梯度,并形成深约140μm的残余压应力层。以0.66 MPa压力喷丸后,Ce的质量分数为0.024%的钢的最大抗弯强度和抗拉强度可达713.2和366.3MPa,比未加稀土但经过喷丸处理的钢的最大值分别提高了14.4%和13.54%,比未加稀土且未喷丸的钢的最大值分别提高了45.7%和20.02%。