Casting methods for the production of rotationally symmetric copper bimetals

ABSTRACT

Multiple-material products are characterised by a complex property profile which is achieved by combining the particular advantages of at least two different materials. Bimetal casting is an energy- and material-efficient technology for the production of multi-metallic objects. This paper describes the development of a semi-continuous casting process for the formation of a rotationally symmetric bimetal with a cohesive bonding character at the interface of a copper–tin alloy (CuSn6) and pure copper (Cu99.5). Initial experiments are conducted by static casting to evaluate the thermal process window. Based on the results of the initial experiments, a vertical semi-continuous compound casting process is developed. A stable cohesive bond between the joining partners is accomplished by forming a solid solution at the interface.

This paper is part of a Thematic Issue on Copper and its Alloys.     

半自动连续发酵残次鲜红枣醋及其有机酸分析

以残次鲜枣为原料,通过破碎制浆、酒精发酵、半自动连续醋酸发酵等工序加工枣醋,探讨残次鲜枣生产枣醋的可行性。将洗净的残次鲜枣,加1.5倍水打浆后接种0.1%的酿酒活性干酵母进行常温酒精发酵(72h),得到枣酒液酒精度8.07%Vol;枣酒液接种10%的活化醋酸菌菌种,经过60h可完成第一批醋酸发酵;采用分割留种发酵法进行10批次半自动连续醋酸发酵制备红枣醋,发酵周期为30h,各批枣醋平均酸度为4.81g/100 mL。采用反相高效液相色谱法(RP-HPLC)从残次鲜枣果醋中检出10种有机酸,主要为醋酸、乳酸和苹果酸,其有机酸组成和含量与优质鲜枣果醋无明显差异。以残次鲜枣为原料通过半自动连续醋酸发酵法能高效生产红枣醋,品质与优质鲜枣果醋相当,表明该方法可用于枣产区转化残次鲜枣资源生产果醋。     

半连续液态深层发酵红枣醋及其抗氧化活性

以红枣酒为原料，采用巴氏醋酸杆菌（Acetobacter pasteurianus）进行半连续液态深层发酵，研究不同接种量和溶氧量对醋酸发酵的影响，并对发酵过程中有机酸的变化和红枣醋的抗氧化活性进行分析。结果表明，采用半连续液态深层发酵酿制红枣醋，在溶氧量10%、分割留种量50%的条件下，发酵周期可缩短到14.5～15.5 h。红枣酒醋酸发酵初期奎宁酸和苹果酸含量均增加1倍以上，但在后续的快速产酸阶段又逐渐降低至发酵前的水平，乳酸在发酵初期被转化，最终降低至43.55 mg/100 mL。红枣酒经过醋酸菌发酵后，其中的总酚和总黄酮含量以及1,1-二苯基-2-苦肼基（DPPH）自由基清除能力、Fe3+还原能力、2,2'-联氮双（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸）（ABTS）自由基清除能力分别提高16.59%、42.98%、24.66%、27.87%和38.07%，因此可作为增强红枣产品功能特性的加工手段。     

油气润滑对AZ80镁合金铸坯表面质量和组织的影响

本文以自主设计的镁合金油气润滑铸造装置制备了直径154mm的AZ80镁合金铸坯,系统研究油气润滑对AZ80镁合金铸坯表面质量和凝固组织的影响,并对其机理进行了探讨。采用结果表明:采用油气润滑铸造时,氩气和润滑油在石墨环内表面形成了一层油气混合膜,改变了熔体和结晶器的接触方式和热交换状态,从而制备出高品质的AZ80镁合金铸坯。随着气体压力的增加,铸坯表面粗大的偏析瘤和皮下偏析层得到抑制,凝固组织得到了明显细化。当气体压力增加到0.4 MPa时,铸坯皮下偏析层厚度从1252μm降至628μm,铸坯R/2、心部晶粒尺寸和二次枝晶间距显著减小。随着凝固组织的细化,Al、Zn和Mn元素的宏观偏析得到了改善。     

自热式高温好氧消化的污泥稳定化中试

用自行设计的自热式高温好氧消化(ATAD)工艺中试系统处理城市污水污泥,采用半连续式运行方式,对不同固体停留时间(SRT)下的污泥稳定化效果及消化后污泥的脱水性能、pH值变化和动力学衰减系数(Kd)进行了研究。结果表明,当SRT为10d时,污泥稳定化效果最好,反应器内温度可维持在54~58℃,对挥发性悬浮固体(VSS)的去除率平均达到44.3%,对病原菌的灭活率可达到100%,脱氢酶活性(DHA)下降88.48%,出泥可达到美国A级污泥标准;经消化后污泥的脱水性能明显下降而pH值升高,这是由于在消化过程中有机氮转为氨氮导致污泥上清液中氨氮浓度过高所致;SRT为10d的Kd为0.329d-1,不可降解的VSS浓度为15.09g/L。     

立式半连续铸造技术进展

围绕铸造机、结晶器的发展对半连续铸造技术进行归纳,提出热顶铸造和同水平铸造是当前的发展方向。结合凝固过程以及传热分析,讨论向上导热距离、向下导热距离、铸造速度、结晶器有效高度等关键参数的影响规律,测量和估算连续铸造过程中的各种物理量、界面参数的方法。指出结合模拟仿真技术、大数据技术等建立的连续铸造工艺参数专家系统,将是未来的研发重点。     

自移式破碎机半连续工艺在平朔东露天矿的应用前景

论文针对平朔东露天矿开发需要,分析了自移式破碎机半连续工艺在该矿应用的可行性与经济效益。随着露天矿逐步向深大发展,单斗-卡车工艺逐渐显现出成本高、容易受燃油供应影响等缺点,结合平朔东露天矿区特点,自移式破碎机半连续工艺所具有的效率高、成本低、污染排放少等优势能较好解决这一问题。根据资源赋存条件和开发规模,研究认为东露天矿半连续工艺应采用PH4100XP系列单斗挖掘机匹配生产能力8000t/h的自移式破碎机;经济评价结果表明,东露天矿4煤顶板以上岩石剥离台阶采用自移式破碎机半连续工艺可节省运营费用2000万元/a。     

直接水冷半连续铸造制备4045/3004/4045铝合金三层复合锭

采用直接水冷半连续铸造法制备 4045/3004/4045 铝合金三层复合锭坯。考察复合界面附近的温度场分布,并研究复合界面的宏观形貌、微观组织及界面两侧的成分分布。结果表明,在冷却板的作用下,界面附近形成一层具有一定厚度的半固态层,从而保证半连续铸造过程制备复合锭坯的顺利实现。两种合金在界面处较好地冶金结合在一起。界面力学性能测试结果表明,复合界面的抗拉强度和剪切强度分别为 105 和 88 MPa,这进一步证明了复合界面的结合是一种冶金结合。     

我国宽带钢热连轧工艺的实践和发展方向

介绍了我国宽带钢热连轧工艺的发展历程,详细介绍了传统常规现代半连续热连轧工艺和薄板坯连铸连轧工艺的特点,指出连铸连轧是热连轧发展的方向,并在传统常规优化的现代半连续热连轧工艺的基础上,应用了连铸连轧的工艺思想和理念,提出了实现厚板坯连铸连轧技术的工艺思路;指出在当今绿色生产、低碳经济的时代条件下,厚板坯连铸连轧工艺是热连轧的发展方向。     

超声作用下半连铸7050铝合金的偏析行为及形成机制

采用SPECTRO-MAXx立式直读光谱仪和Leica金相显微镜,研究超声功率对半连铸过程中7050铝合金微观组织及溶质Zn元素径向分布的作用规律。结果表明:在超声外场作用下铸锭组织明显细化,混晶减少,溶质Zn元素的径向逆偏析程度减弱,并随着超声功率的增加,晶粒细化程度及宏观偏析的弱化效果更好,溶质Zn元素的偏析比由未加超声时的1.190降低为240 W功率超声作用时的1.086;在超声外场调控下,铝合金熔体偏析弱化的主要原因是由于形核率增加,晶粒细化,两相区液固相相对运动速度减小;液穴变浅,由铸锭收缩导致的富集液相径向流动减弱,是径向偏析程度减弱的另一原因;在半连续铸造过程中,采用超声外场控制液相的流动是弱化铸锭径向宏观偏析的有效手段。