涂料对消失模铸造金属液充型过程影响的数值计算

采用数值模拟技术研究了料对消失模铸造金属液充型过程的影响，结果表明，涂料透气性与涂料最度严重影响金属液的充型速度以及金属液－模样间隙压力和间隙宽度大小。     

基于数值模拟的K418B高温合金精密铸件组织与性能研究

目的 探究高温合金调压铸造的充型凝固过程,研究调压铸造工艺对铸件组织缺陷和力学性能的影响规律,并验证数值模拟对实际生产指导的可靠性。方法 以某精密构件为研究对象,借助ProCAST数值模拟软件模拟了铸件的调压铸造充型凝固过程并对组织缺陷的形成进行了预测。对成形铸件的特征关键部位进行了取样,通过金相显微镜和扫描电子显微镜对铸态试样的微观组织进行了观察,借助准静态万能拉伸试验机测试了特征试样的室温和高温(750 ℃)拉伸性能,并对断口形貌进行了观察和分析。结果 数值模拟结果表明,金属液充型平稳,凝固过程基本符合自上而下的顺序凝固,铸件缺陷较少,缩孔体积分数仅为0.22%。实验结果表明,铸件的铸态组织为典型的树枝晶组织,晶粒尺寸细小均匀;二次枝晶间距较小,组织致密,缩松缩孔缺陷较少,这与数值模拟的结果吻合较好;铸件的平均抗拉强度超过900 MPa,最大伸长率为15%,该铸件具备较好的综合力学性能。结论 通过数值模拟方法指导铸造生产具有一定的可靠性,同时,通过调压铸造工艺可以生产出具有较好组织和力学性能的高温合金薄壁铸件。     

浇注系统对消失模铸造充型过程的影响

采用数值模拟技术，研究了金属流充型过程，结果表明，干砂消失模铸造中，浇注系统性质显著影响金属液的充型过程。     

差压铸造薄壁铝硅合金铸件的位置效应

采用差压铸造工艺,研究垂直缝隙式浇注系统浇注的铝合金硅铸件不同位置的组织和力学性能变化.采用石英砂型、SiC砂型和冷铁,浇口处铸件的晶粒最细小,致密度高、力学性能最好;铸件冷端的组织和性能次之;位于两者之间的铸件的组织和性能最差.分析表明对于具有垂直缝隙式浇注系统,差压铸造凝固压力对金属的凝固作用具有位置效应,浇口处液态金属温度高,凝固时间长,凝固压力对浇口处金属的凝固作用显著;铸件冷端金属凝固时间短,凝固压力对该处金属的凝固作用不显著,铸型的冷却速度对铸件组织和性能的影响起显著作用.浇口处与冷端之间的金属液体的凝固受压力和冷却速度的影响小,铸件的晶粒尺寸最大、密度最小、性能最低.冷却速度提高,铸件的任意位置的组织和性能都相应得到提高.     

破解“桂林5号空壳铸造法”工艺技术难点

塌箱是消失模特有的也是常见的铸造缺陷，对铸件的成型绝对是致命的，危害性较大，是造成消失模直接废品的主要原因。特别是消失模采用“桂林5号空壳铸造法”工艺，塌箱现象尤为突出。根据实践经验，围绕保持铁水充型过程铸型系统平衡的理论观点，对“桂林5号空壳铸造法”生产工艺技术难点进行剖析及提出改进措施，有利于提高工艺水平及推广应用。     

反重力铸造对高强度铝合金凝固组织影响的研究

采用反重力铸造方法生产高强度铝合金铸件已成为航空、航天领域内获得优质构件的重要途径。研究了反重力铸造对高强度铝合金ZL114A和ZL205A铸件凝固组织的影响。结果表明,合金的凝固组织存在着不同的位置效应,对于ZL114A合金铸件,冷端晶粒尺寸最小,靠近浇口处晶粒尺寸粗大。对于ZL205A合金铸件,随距浇口处距离的减少,枝晶间分布的网格状θ(A l2Cu)相逐渐由粗变细,α(Al)枝晶内分布的黑色点状T(Al12CuMn2)相逐渐减少。分析表明,在反重力铸造补缩压力相同的情况下,合金的凝固温度范围不同是造成凝固组织不同位置效应的主要原因。     

铸造工艺对K424合金涡轮组织和性能的影响

研究了不同铸造工艺对K424合金涡轮铸件组织和性能的影响,实验结果表明:浇注温度和模壳温度越高,铸件晶粒越大,越容易在靠近浇口部位产生缩孔缺陷;反之,晶粒越小,组织越均匀,铸件成型和补缩越困难,内部显微疏松越严重,力学性能波动越大;通过采用一定的强化控制凝固冷却措施,有利于涡轮铸件轮盘部位的凝固补缩.当模壳温度为950℃、浇注温度为1470℃,并采用适当的强化控制凝固冷却措施时,K424合金涡轮铸件获得较理想的显微组织、优良的综合力学性能.     

变速器后盖的消失模铸造

变速器后盖以前采用传统的潮模砂铸造工艺生产，铸件表面质量差，且存在其他内部缺陷问题。经工艺改进，采用先进的消失模铸造技术，试制过程中发现铸件容易变形，经反复工艺调整，变速器后盖用消失模铸造工艺取得成功。     

铸造Al-Cu合金凝固缺陷研究现状

铸造Al-Cu合金的凝固缺陷严重影响了铸件的性能,控制或消除凝固缺陷对提高铸件成品率有重大意义。综述了铸造Al-Cu合金在工程中出现的常见凝固缺陷,如偏析、热裂、显微疏松、缩孔等。重点分析了各类缺陷的形成机理与特点,从合金化、熔铸工艺、热处理工艺、数值模拟等角度提出了减少铸造Al-Cu合金凝固缺陷的方法。     

机械振动和半固态等温热处理对消失模 AZ91 D 组织的影响

研究了不同浇注温度下消失模铸造 AZ91 D 镁合金试样,在振动凝固和“ 振动凝固+ 半固态热处理冶 条件下组织的变化情况。 结果表明,对不同浇注温度下消失模铸造 AZ91 D 镁合金试样实施振动凝固都能细化试样的显微组织,且在浇注温度为 740 ℃ ,振动力为 1 . 5 kN 时细化效果最好;对经振动和不振动凝固的试样进行半固态等温热处理,两者的组织都能得到球化,且随着等温时间的延长,两者的组织都会合并长大,其中半固态等温热处理的较佳工艺为 570 ℃ 下保温 10 min。     

铝合金汽车转向节精密铸造工艺研究

目的 对某铝合金汽车转向节的精密铸造工艺进行设计与优化研究,以得到合格的铝合金汽车转向节的精密铸造工艺方案。方法 结合铝合金转向节铸件的结构特征、铸件材料特性和铸造经验,在转向节铸件主体部和鹅颈部各开设一个内浇口,设计了铝合金转向节初始浇注方案;通过在初始工艺方案中铸件缺陷较严重的区域设置补缩冒口、在铸件顶部增设排气道等措施给出了铝合金汽车转向节的优化浇注方案,基于ProCAST软件建立了铝合金转向节精密铸造2种浇注方案的有限元模型,对铝合金转向节精密铸造的充型过程、凝固过程及缩孔缩松特性进行了数值模拟与分析。结果 铝合金转向节铸件初始浇注方案的充型过程相对稳定流畅,铸件在凝固过程中有孤立液相区的形成,完全凝固后铸件中间部位存在大面积缩松缩孔缺陷;优化浇注方案能够控制金属液的流动、充型顺序及凝固特性,铸件的整个凝固过程基本呈中间对称分布,最后凝固区域位于补缩冒口内部,最大缩孔缩松率控制在2%以下。结论 优化浇注方案的设计合理且有效,能够有效地消除铝合金转向节铸件的缺陷。     

Ti-3Al-2.5V钛合金精密铸造浇注系统优化研究

利用数值模拟方法,研究了重力场和立式离心场下,不同浇注系统（顶-底、螺旋、径向和树形系统）Ti-3Al-2.5V钛合金铸件的充型和凝固过程及缩孔缺陷分布规律,并通过实际铸造实验,对铸件的机械性能及缩孔缺陷进行了检测。结果表明,重力场下的顶-底浇注系统氧含量波动范围大,不同浇注系统对合金力学性能影响不大,缩孔的模拟结果与实际铸造情况都吻合较好。相比而言,重力场下由于金属液的紊流更容易形成夹杂、钛豆、缩孔等缺陷,而离心场下由于离心力的作用,形成缩孔等缺陷的数量相对较少。     

Investigation of microstructures and mechanical properties of A356 aluminum alloy produced by expendable pattern shell casting process with vacuum and low pressure

In this study, microstructures and mechanical properties of A356 aluminum alloy obtained by expendable pattern shell casting process with vacuum and low pressure (EPSC-VL) were investigated. Meanwhile, microstructures and mechanical properties of A356 alloy among EPSC-VL, expendable pattern shell casting process under gravity casting (EPSC-G), lost foam casting with vacuum and low pressure (LFC-VL) and lost foam casting under gravity casting (LFC-G) were compared. The results showed that the microstructure of A356 alloy fabricated by EPSC-VL was finer and denser than the products from EPSC-G, LFC-G and LFC-VL processes, and its grain size was only 147.2 μm compared to LFC-G (327.1 μm). Moreover, its porosity defects were greatly reduced (0.16%) compared to LFC-G (1.97%). The tensile strength, elongation and hardness of castings produced by EPSC-VL were all considerably higher than the products from EPSC-G, LFC-G and LFC-VL. The A356 alloy made by EPSC-VL exhibited morphology of dimple fracture that was very deep and well-distributed. In addition, the castings produced by EPSC-VL process had better surface quality compared to LFC castings.     

消失模铸造AZ91镁合金的研究

研究了ZA91镁合金消失模铸造时铸件的厚度,位置和真空度对铸件质量,组织及力学性能的影响,真空度是决定铸件质量的一个关键的工艺因素,无真空时浇注铸件易产生浇不足缺陷,但真空度过大又会导致形成粘砂和气孔等缺陷,真空浇注射明显细化组织,但真空度进一步增大时细化效果野 不明显,铸件显微组织具有很大的壁厚效应,然 位置对组织的影响与是否采用抽真空措施有关,铸件壁厚较小时,铸件的力学性能总体较差,断裂源自Mg/Mg17Al12界面、且主要是以解决理形式的脆性断裂。     

真空增压铸造对Mg-Y-Nd-Gd-Zn-Zr合金工艺性能和力学性能的影响

目的通过真空增压工艺改善Mg-Y-Nd-Gd-Zn-Zr合金的铸造性能和力学性能。方法采用螺旋法、热裂环法、线收缩率测试方法,分别测试了不同真空度、浇注温度、凝固压力下合金的流动性、热裂倾向和收缩率。采用万能拉伸机测试合金的力学性能,采用金相显微镜观察合金的显微组织,采用截线法测量平均晶粒尺寸。结果重力下Mg-Y-Nd-Gd-Zn-Zr合金的螺旋长度为240~270 mm,裂环宽度为10~15 mm;真空下的螺旋长度为245~330 mm,裂环宽度为7.5~12.5 mm;凝固压力从0.2 MPa提升至0.8 MPa,合金的抗拉强度从320 MPa提升至335 MPa,断后伸长率从4.5%提升至6.0%。结论提高真空度、浇注温度,可显著提升合金的充型能力;提高凝固压力、降低浇注温度,可明显降低合金的热裂倾向;凝固压力越高、真空压力转换时间越短,合金的组织越致密,力学性能越高。     

Effects of processing parameters on microstructure and mechanical properties of squeeze-cast Mg–12Zn–4Al–0.5Ca alloy

In this paper, a new magnesium alloy Mg–12Zn–4Al–0.5Ca (ZAX12405) was prepared by squeeze casting. The effects of processing parameters including applied pressure, pouring temperature and dwell time on the microstructure and mechanical properties of squeeze-cast ZAX12405 alloy were investigated. It was found that squeeze-cast ZAX12405 alloy exhibited finer microstructure and much better mechanical properties than gravity casting alloy. Increasing the applied pressure led to significant cast densification and a certain extent of grain refinement in the microstructure, along with obvious promotion in mechanical properties. Lowering the pouring temperature refined the microstructure of ZAX12405 alloy, but deteriorated the cast densification, resulting in that the mechanical properties firstly increased and then decreased. Increasing the dwell time promoted cast densification and mechanical properties just before the solidification process ended. A combination of highest applied pressure (120 MPa), medium pouring temperature (650 °C) and dwell time (30 s) brought the highest mechanical properties, under which the ultimate tensile strength (UTS), yield strength (YS) and elongation to failure (E_f) of the alloy reached 211 MPa, 113 MPa and 5.2% at room temperature. Comparing with the gravity casting ZAX12405 alloy, the UTS and E_f increased 40% and 300%, respectively. For squeeze-cast Mg–12Zn–4Al–0.5Ca alloy, cast densification was considered more important than microstructure refinement for the promotion of mechanical properties.     

ZTC4钛合金铸件组织晶粒度测定及评估方法研究

目的 针对大型复杂精密钛合金铸件等飞机关键结构件组织和性能的评估,提出了一种ZTC4钛合金铸件组织晶粒度的评估及分析方法。方法 通过对各类钛合金典型铸件的结构复杂性、凝固过程等关键因素进行分析,对铸件组织随机取样、试样制备与试样显示、试样检验、图像自动拼接、晶界描绘、图像处理测量和数据统计分析的组织定量表征方法。结果 确定铸件在取样过程中需要关注的重要因素,如壁面厚度变化、筋板的交接状态、铸型的种类以及浇冒口位置等,建立了反映铸件上性能的取样原则,建立了基于像素统计的组织定量表征方法,涵盖了晶粒最大尺寸、最小尺寸、平均尺寸和晶粒不规则度等指标。结论 该方法可以真实、准确、定量地反映钛合金铸件的显微组织特征,为钛合金铸件的综合评估提供基础数据支撑。     

Effects of ultrasonic treatment on microstructure and mechanical properties of 6016 aluminium alloy

Ultrasonic treatment was applied during solidification forming of 6016 aluminium alloys. The effects of ultrasonic vibration on the microstructure and mechanical properties of the 6016 aluminium alloy ingot were studied. Compared with conventional casting, the ingot prepared with ultrasound applied to the molten metal had a fully refined microstructure and greater material homogeneity. Ultrasonic treatment reduced the amount of porosity developed by embedded gas and also resulted in an obvious decrease in solidification defects, like shrinkage. In addition, component segregation was minimised and the mechanical properties were enhanced.