铸造成型局部加压补缩控制系统设计和应用实例

在现有铸造技术的基础上采用局部延时加压补缩工艺,即对进入铸造模具型腔内的接近模具热节处的液态或半固态金属在完全凝固之前,局部施加较高的机械压力,使铸件热节处的周围尽量形成补缩通道,以提高凝固过程中补缩效果,然后凝固成型,完成整个铸造过程。该工艺可有效提高铸件热节处金属组织致密度和性能,克服现有铸造技术在铸件制造中厚大部位易产生缩孔和缩松缺陷的关键问题,并可以在铸件工艺设计中省略或部分省略冒口设置,提高了金属材料的利用率。     

机床底座ProCAST数值模拟及铸造工艺优化

中型灰铸铁机床底座铸造过程中,补缩不足使铸件厚大部分产生较大缩松缩孔,用Creo进行机床底座3D建模,通过3D打印制作分析模型;用ProCAST软件对充型与凝固过程进行多方案、多次有限元分析及仿真模拟.结果表明:铸件厚大部位易产生热节,冷却后产生缩松缩孔,用增加冒口与铺设冷铁等方案优化铸造工艺,使铸件自然补缩,最终实现自下而上的顺序凝固,有效避免产生较大热节,解决了铸件的缩松缩孔缺陷.     

高耐磨铝合金——TAIMAL

<正> 日本昭和铝公司针对当前广为应用的Al-Si系共晶和过共晶合金铸件机械性能低,内部缺陷不可避免,轧制件得不到满意的耐磨性的问题,新近研制成功一种具有高耐磨性和可轧制的高硅铝合金,定名为“TAIMAL”。它属于过共晶Al-Si系合金。其铸件用保温帽铸造法成形,保证耐磨性的初晶Si粒子分布均匀。用特殊的挤压法可制成各种形状的制品。 “TAIMAL”合金的特征是:①耐磨性高,其耐磨性比Lo-Ex合金和高硅合金都     

长效变质剂对铝硅合金的处理

<正> 用含钠的盐和熔剂以及金属钠对铝硅合金进行变质处理的传统方法不一定总能提高铝硅合金的机械性能。这是与钠的不良作用有关。钠容易在铸件上造成宏观缺陷,诸如缩松和沿晶界分布的分散气孔。由于变质作用时间的限制(30～40min),在铸造小零件时(通常浇注时间要延续几小时),变质处理不得不重复多次。每次变质处理需要15～20min,由此可见非生产     

铝合金连杆的液态模锻成形工艺

根据液态模锻成形工艺原理,设计铝合金连杆的液态模锻成形模具结构,并进行液态模锻成形工艺试验。对工艺试验中获得的连杆制件进行T6热处理,经宏观缺陷检查及金相观察发现,制件无缩孔缩松、无冷隔、浇不足、热处理鼓泡等铸造缺陷,组织致密并具有塑性变形特征。借助液态模锻成形工艺具备液态压力充型、压力下结晶凝固、压力补缩和固态塑性变形的特点,获得连杆制件的力学性能,平均达到σb=358 MPa、δ=5.1%,较压铸连杆分别提高47.3%和64.5%。     

缩松的厌氧浸渗处理

<正> 1975年以来,使用厌氧浸渗树脂密封缩松铸件的生产增长了10倍,而且还有着增长的趋势。但在早期担心(这种工艺被用来密封次品铸件的大面积缩松)此工艺不被接受,随着对厌氧浸渗不能解决大于0.005英寸孔洞的重新认识,这种担心消除了。为了区别于较小的非结构空洞,才产生了“显微缩松”这一专业名词,从而该工艺进入了一     

铸造工艺的数值模拟优化

为了研究和预测铸造工艺对铸件质量的影响,设置合理的军用汽车转向臂的铸造浇冒口系统和工艺参数。应用铸造模拟软件对转向臂的三种不同工艺方案进行凝固模拟,根据凝固模拟结果显示的缺陷及内部缩松情况,提出改进工艺方案并对其进行凝固模拟,选择最佳方案应用于生产。研究表明,3#是最合理的浇冒口布置方式,最优的浇注温度825℃,浇注时间15 s,采用水平分型。应用表明,铸造模拟软件能够准确地预测充型凝固过程中可能产生的缺陷,从而辅助工艺人员进行工艺优化。     

铸钢件凝固过程热裂纹数值模拟及预测

根据铸钢件凝固过程三维温度场模拟和热裂纹形成的理论分析,提出了一种考虑凝固速度,补缩能力因素的热裂纹预测判据。在凝固过程温度场数值模拟的基础上,利用预测判据对实验铸件和实际铸件的热裂进行了预测,预测与实际结果吻合。     

快速凝固方法

凝固速度增大到一般铸件凝固速度的1000倍以上,可细化铸件晶粒和改善偏析状况;凝固速度增大10~6倍则可扩大固溶度,生成亚稳相,在一定的合金中可完全消除偏析和晶体,生成非晶合金。用气体、液体或固体表面激冷液滴或细金属流方法得到的快速凝固,可用来改善材料的强度、模量、抗腐蚀能力和磁性性能。     

过共晶铝硅合金的变质试验研究

前言过共晶铝硅合金的热膨胀系数较小,耐磨性好,有足够高的强度,耐热性也较好,可作为高速大马力发动机的活塞材料。目前国外汽车坦克发动机的活塞已广为使用。但由于这种合金含硅量较高、其金相组织由大针状的共晶硅、大块的初晶硅及α铝固溶体等相组成。这种组织会降低合金的机械性能,恶化合金的补缩性能,切削加工性能也较差。所以在推广使用过共晶铝硅合金时,首先遇到的关键,便是在熔化过程中,如何对     

离心铸造法制Al-11%Si合金的表面复合材料及某些特性

以碳粒、片状石墨和陶瓷粒子为分散材料,用离心铸造方法制取了Al-11%Si铝合金复合铸件,并检测了其耐磨性和耐冲击性。所得结果如下: 1.当分散粒子和合金溶液不湿润时,添加氧化性陶瓷或金属粒子,能形成最理想的铸件表面复合层。2.如果放在铸型中的分散材料与基体金属的相对位置不变,那么分散层的厚度,基本上取决于铸造温度和重力倍数G值。3.分散层厚度为0.75mm的复合铸件,其冲击性约比基体合金AC3A的冲击性降低一半。4.含WA700粒子的复合铸件,其耐磨性比AC3A原始铸件约提高三倍。     

BOM熔铸炸药的制备与性能

为了研究熔铸炸药3,3'-联(1,2,4-噁二唑)-5,5'-二甲硝酸酯(BOM)的性能,采用熔铸工艺制备了熔铸试样,测试了熔铸试样的爆速;通过热分解和恒温试验研究了BOM的熔铸工艺热安全性,采用宏观凝固成型和微观凝固结晶试验研究了BOM的凝固性能,采用抗压和抗拉试验研究了BOM铸件的力学性能;通过爆轰性能计算研究了BOM/HMX/Al熔铸炸药体系的爆速和爆热性能.结果表明,BOM自然凝固成型密度为1.726 g·cm-3,实测爆速为7679 m·s-1.BOM分解峰温为213.8℃,计算热爆炸临界温度为190.7℃,恒温加热未见变色发烟,显示良好的熔铸工艺热安全性.BOM凝固缺陷集中于铸件顶部补缩区,自然凝固体积收缩率15.7％,成型密度为理论密度的94.7％,凝固成型性能良好.铸件抗压强度6.21 MPa,抗拉强度1.89 MPa.在BOM/HMX/Al熔铸炸药体系中,爆速随着Al含量的增加线性降低.Al含量低于24％时,爆热随着Al含量的增加逐步提高.Al含量大于24％时,爆热与配方中BOM和HMX的配比相关,可调节体系中BOM与HMX的配比以满足配方最佳的铝氧比.     

熔铸装药过程缩孔缩松的预测及工艺优化

为研究熔铸工艺对药柱质量的影响,采用数值模拟方法预测了熔铸装药过程中药柱内缩孔、缩松的形成情况。模拟不同浇注温度下缩孔、缩松的大小,分析其形成原因,模拟弹体下部水冷+冒口弹体上部预热保温法对药柱缩孔、缩松的消除效果。结果表明:能够保证液体炸药充满药室的最低浇注温度为最佳,弹体下部水冷+冒口弹体上部预热保温法可以有效减少缩孔、缩松;当预热温度为80℃,能够完全消除药柱内的宏观缩孔、缩松缺陷。     

冷却速度和温度梯度对ZL201合金铸件组织和性能的影响

在砂型中浇注ZL201合金板形铸件,用XWT-604型多点记录仪测定铸件上各点的冷却曲线。采用X射线照相、金相试验和切取试样测定机械性能的方法,研究凝固过程中冷却速度和温度梯度对合金的组织和性能的影响。 高的冷却速度和温度梯度,可获得高致密度和高机械性能的铸件。当冷却速度大于14℃/min,平均温度梯度大于4℃/cm时,铸件切取试样的σ_b≥294MPa,δ_5≥8％,比一般铝合金铸件要求的σ_b高25％以上,δ_5高50％以上。机械性能与冷却速度(X)的关系,可用经验公式表达为: σ_b y=140+135logx δ_5 y=11.0logx-1.1 提高冷却速度和温度梯度,对改善结晶间隔宽的高强度铝合金铸件的冶金质量,充分发挥高强度铝合金的优势,有更为重要的意义。     

DNAN炸药凝固过程的实验与数值模拟

为了解2,4-二硝基苯甲醚(DNAN)的凝固过程,用布拉格(Bragg)光栅对其凝固过程的中心轴线温度场进行了测试。考虑了液相自然对流的微观现象。用控制容积法计算了DNAN凝固过程的温度场、流场和相界面位置。用临界固相率和补缩距离结合法预测了缩孔编松的生成。结果表明,DNAN在96℃附近出现温度滞后现象,中心部位最明显。前期液相自然对流的最大速度可达10-3量级(m·s-1),其作用为传质和加速凝固进程。无冒口补缩条件下,DNAN凝固过程中相界面呈"V"字型向顶部迁移、收缩,凝固后中心轴线上有连续的缩孔分布,中心处的最大孔隙率为0.38。     

熔铸炸药凝固过程内部温度和缺陷的数值仿真

为预估熔铸炸药凝固过程中装药内部温度场的变化和出现缺陷的位置,采用有限元程序ProCAST对RHT炸药的凝固过程进行数值模拟。以熔铸炸药RHT的凝固过程为研究对象,计算出装药内部的温度场分布,预测装药内部形成缩孔和缩松的位置,并与试验结果进行对比验证。结果表明:ProCAST程序能够准确计算出熔铸炸药凝固时内部缺陷的位置,可以用于炸药熔铸工艺的仿真设计。     

枝晶粗化理论的实用化研究

本文推导了最初形成的二次臂间距,并对Kattamis的等温粗化理论进行了实用化处理。在定向凝固条件下在Al-Cu合金中对二次枝晶的形成和粗化过程进行了试验研究。理论分析和处理的结果与实验结果定量吻合,作者认为它将为人们直接、简单而准确地预测铸件凝固过程中的二次臂间距提供理论依据。     

聚乙烯醇缩丁醛包覆氯酸钾及其安全性研究

为了提高氯酸钾的安全性,采用液相分离法,用聚乙烯醇缩丁醛对氯酸钾进行表面包覆。通过光电子能谱仪(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)对包覆效果进行了表征,采用绝热加速度量热仪器(ARC)、撞击感度仪、摩擦感度仪对包覆前后氯酸钾的安全性进行了比较。结果表明:聚乙烯醇缩丁醛对氯酸钾的包覆度可达到95.13%;与未改性的比,含改性氯酸钾的烟火药剂初始放热温度提高了36.08℃、最大压力减小了0.63 MPa.g-1,摩擦感度降低了64%,撞击感度降低了72%。含改性氯酸钾的烟火药剂安全性明显改善。     

发动机汽缸盖铸造工艺特点

<正> 散热片面积大、形状复杂的箱形汽缸盖是空冷柴油汽车发动机最复杂和最重要的铸造零件(见图)。用组芯造型是获得铸件最为有利的方法。核方法的缺点可以由它的通用性、可生产任意形状的多种铝合金铸件以及相对短的生产周期来补偿。型内铸件的布置,要使待加工的表面处在下面。铸型是在实心金属底座——冷铁上进行组合的,底座-冷铁能保证定向结晶和使铸件很好补缩,这对得到细密的细晶粒金属     

提高铝合金铸件质量的一种工艺途径

本文通过现场的生产实例与实测数据,阐明内浇口开设数量及其作用的均衡性对大、中型铝合金铸件的内在质量、形状偏差及尺寸精度产生很大影响,并简单分析其产生机理。大量生产实践表明,增加内浇口数量,提高内浇口作用均衡性,对避免区域性缩松缺陷的产生,减少铸件的变形与尺寸超差产生很好效果,可大大提高铸件成品率。本文还结合典型的生产实例,对提高内浇口作用的均衡性,改善充型液流分配状况,给出具体的工艺措施。