金属型中温度梯度和浇注温度对ZL205A合金充型和组织性能的影响

浇注温度和温度梯度是控制材料凝固行为的重要因素,研究了不同温度梯度下浇注温度对ZL205A合金组织和性能的影响。结果表明,随着浇注温度的升高,θ相由连续分布的条状转变为颗粒状,对基体的割裂减少,且总体残余量减少,分布也变得相对均匀规则。由壁厚差引起的温度梯度对θ相形貌和径向成分梯度产生一定影响,降低温度梯度能促进Cu原子在基体中的固溶度,从而增加固溶强化效果。合金的充型能力随浇注温度的升高(680~740℃)呈现出先增加后降低的趋势,随壁厚的增加(5~25 mm)而持续增加。当壁厚为8~10 mm时,合金的抗拉强度随浇注温度基本呈线性变化;而壁厚为12~18 mm时,抗拉强度在205 MPa左右波动。在同一浇注温度下,壁厚(8~18 mm)对该合金的铸态力学性能的影响不太明显。     

变温条件下石墨形态对缸套铸铁磨损性能的影响

为了研究缸套铸铁材料石墨形态对其磨损过程的影响,选取了灰铸铁、蠕墨铸铁和球墨铸铁3种具有不同石墨形态的铸铁材料为研究对象,分别在不同温度下对其进行了干摩擦磨损实验。结果表明:灰铸铁的摩擦系数及磨损量随温度的上升而上升,而蠕墨铸铁及球墨铸铁随温度的上升呈现先上升后下降的变化趋势;常温下灰铸铁的摩擦系数及磨损量最大,耐磨性能最差;高温时灰铸铁的摩擦系数及磨损量仍然最大,蠕墨铸铁的摩擦系数大于球墨铸铁,但磨损量最小,耐磨性能最优。     

铝合金轮毂压铸模温度场数值分析

运用有限元分析软件ProCAST对压铸模进行了压铸过程模具温度场分析,研究了模具预热温度、浇注温度对模具温度场的影响。结果表明,模具型腔表面温度受金属液充填的影响较大,距型腔表面距离超过20mm后,模具温度受金属液的影响较小。模具预热温度影响模具内的温度梯度和升温速率,预热温度越高,型腔表面升温速率越小,模具内的温度梯度越小。浇注温度越高,模具型腔表面的升温幅度和升温速率越大。     

基于ProCAST的大尺寸空心定向叶片数值模拟

采用ProCAST软件研究了DZ409合金大尺寸空心定向叶片精密铸造过程的温度场,分析了固液界面前沿的变化,研究了定向凝固过程中浇注温度、型壳温度、拉晶速率对温度场、凝固参数、应力场的影响,并通过G（温度梯度）/R（凝固速率）分析优选工艺模拟凝固组织。结果显示,当浇注温度和模具温度均为1 560℃时,铸件不同位置的温度梯度与G/R值较大,有利于定向凝固柱状晶的生长。低拉晶速率可以获得较大的温度梯度、G/R值,有利于定向柱状晶粒生长。通过选择合适的浇注温度和拉晶速率,可显著改善叶身的晶粒取向。对模拟得到的较优工艺进行试验验证,发现晶粒取向与模拟结果一致。     

轧辊硬度影响因素研究与控制

轧辊硬度作为表征轧辊性能的一项重要参数,反映轧辊的强度和耐磨性能。在日常生产过程中,轧辊硬度受多方面因素的影响,很难精确控制。本文对轧辊硬度的影响因素进行研究,找出精确控制轧辊硬度的途径。结果表明:通过控制轧辊成分、冷型涂料温度、浇注参数、轧辊浇注后保温时间及轧辊热处理工艺等因素,轧辊硬度能控制在用户要求范围内,提高轧辊质量。     

无氧铜水平连铸液穴深度与浇注温度关系研究

在连续铸造过程中,铸坯液穴深度受冷却水量、拉坯速度及浇注温度等工艺参数的影响,掌握其影响规律对提高铸坯质量有显著帮助。本文通过ProCAST软件对100 mm×10 mm规格无氧铜方形铸坯的水平连铸进行研究,探究液穴深度与浇注温度之间关系。分析结果表明:浇注温度对液穴深度有一定影响;提高浇注温度可以使液穴深度加大,增大铸型温度,从而减小铸坯的温度梯度,降低其热应力;无氧铜水平连铸液穴深度与浇注温度呈线性关系,浇注温度越高,液穴深度越大。     

电磁搅拌制备半固态Al-30Si浆料及其性能研究

采用低过热度弱电磁搅拌方法制备了Al-30Si半固态浆料,分析了浇注温度、搅拌功率、搅拌时间等参数对试样硬度、耐磨性能和热稳定性能的影响.研究结果表明,低过热度浇注弱电磁搅拌方法可提高Al-30Si浆料的综合使用性能,与常规铸造相比,布氏硬度提高了74.95%.磨损量减小了近1个数量级,在20～300℃有效温度范围内的热膨胀系数减小了22.16%;浇注温度、搅拌功率、搅拌时间对半固态浆料试样性能有影响,浇注温度的影响最为明显,搅拌功率和搅拌时间的影响相对较小.     

缝隙式浇注系统对铸件凝固过程的影响

本文通过实浇测温法,研究了缝隙式浇注系统对铝合金板状铸件凝固过程中铸件上温度分布、温度梯度分布和凝固次序的影响规律,可供铝镁合金铸件工艺设计时参考。     

新型Fe-W合金应力框铸造应力模拟及变形分析

利用铸造模拟软件Pro CAST对新型Fe-W合金应力框件在3种不同浇注温度、浇注速度和砂型预热温度下进行了铸造应力场模拟,得到铸件的应力分布情况,并对模拟结果进行了分析。分析了铸件位移最大节点处的位移随浇注温度、砂型预热温度和浇注速度的变化。设计L_9(3~4)正交试验对铸件残余应力、位移和砂型预热温度、浇注速度、浇注温度的关系进行了探讨,并分别采用单因素分析法和极差分析法对模拟结果进行了分析,结果表明:砂型预热温度对残余应力和变形影响较大,砂型预热温度越高,铸件残余应力越小,变形越小;浇注温度对残余应力影响次之,对变形的影响最小,浇注温度越高残余应力越大,变形越大;浇注速度对残余应力影响最小,对变形的影响次之,浇注速度越大,残余应力越小,变形越小;浇注速度为0.6 m/s,浇注温度为1 560℃、砂型预热温度为600℃时,铸件产生的残余应力较小,浇注速度为0.7 m/s,浇注温度为1 560℃、砂型预热温度为600℃时铸件产生的位移、变形较小,可指导实际生产。     

工艺因素对LNGT72磁钢定向凝固的影响研究

采用有限元法模拟LNGT72磁钢定向凝固过程的瞬态温度场,分析钢水浇注温度、热流密度和铸型烘烤温度对凝固前沿温度梯度(G)与凝固速度(R)比值的影响。结果表明:钢水浇注温度对G/R值影响最显著;在各种条件下,G/R值在凝固初期都呈跳跃性增长,当凝固厚度生长到5～6cm时,该值迅速下降且趋于重叠。模拟结果为LNGT72磁钢定向凝固工艺优化提供了依据。     

硅,锰合金化耐磨锌合金的研究

采用正交组合回归设计试验方法，研究了合金元素硅，锰对高锰锌合金性能的影响，选定了Ｚｎ－Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｎ－Ｃｕ－Ｍｇ－ＲＥ耐磨合金成分，该合金摩擦系数低，耐磨性好，用其制造的车床主轴轴瓦，使用效果良好。     

自润滑型铝合金硬质阳极氧化膜的摩擦磨损性能

为了提高铝合金硬质阳极氧化膜减摩耐磨性能,在硬质氧化膜的微孔中引入PTFE润滑性粒子,制备了具有自润滑性能的复合膜,并用M-2000型摩擦试验机对其摩擦磨损性能进行了研究。结果表明,制备条件对复合膜的减摩耐磨性能有较大影响。随电流密度的增大,膜的摩擦系数变化不大,耐磨损性能增加;随H2SO4浓度的增加,膜的摩擦系数降低,耐磨损性能降低。此外,复合膜的摩擦系数和耐磨性能随载荷的增加逐渐减小,高速（0．84m／s）下的摩擦系数比低速（0．42m／s）下的摩擦系数平均高0．17。     

Sliding wear characteristics of solid lubricant coating on titanium alloy surface modified by laser texturing and ternary hard coatings

Titanium alloys are poor in wear resistance and it is not suitable under sliding conditions even with lubrication because of its severe adhesive wear tendency. The surface modifications through texturing and surface coating were used to enhance the surface properties of the titanium alloy substrate. Hard and wear resistant coatings such as TiAlN and AlCrN were applied over textured titanium alloy surfaces with chromium as interlayer. To improve the friction and wear resisting performance of hard coatings further, solid lubricant, molybdenum disulphide (MoS2), was deposited on dimples made over hard coatings. Unidirectional sliding wear tests were performed with pin on disc contact geometry, to evaluate the tribological performance of coated substrates. The tests were performed under three different normal loads for a period of 40 min at sliding velocity of 2 m/s. The tribological behaviours of multi-layer coatings such as coating structure, friction coefficient and specific wear rate were investigated and analyzed. The lower friction coefficient of approximately 0.1 was found at the early sliding stage, which reduces the material transfer and increases the wear life. Although, the friction coefficient increased to high values after MoS₂ coating was partially removed, substrate was still protected against wear by underlying hard composite layer.     

高铝锌基合金粉末冶金材料及其摩擦学特性初探

初步研究了高铝锌基合金的粉末冶金工艺及其材料的摩擦磨损性能。通过气喷气冷法制取合金粉末，用压制后真空烧结的方法制备高铝锌基合金粉末冶金材料。实验结果表明，高铝锌基合金的粉末冶金试样在干摩擦和油润滑条件下的磨损率及摩擦系数均小于同一合金的铸造试样，但其压溃强度有待提高。在实验的基础上还探讨了该材料的耐磨减摩机理     

基于稀土调控的激光熔覆Ni60强化铝合金的高温摩擦磨损性能研究

目的 提高铝合金的综合使用性能。方法 采用激光熔覆技术对6063铝合金表面分别进行了Ni60、Ni60+4%CeO2、Ni60+5%Y2O3和Ni60+5%La2O3激光熔覆处理,然后进行了硬度和高温摩擦磨损实验,通过分析各试样的摩擦系数、磨痕轮廓、磨损量、物相、成分和磨损后微观形貌,进而分析各试样的耐磨性能和磨损机理,以及稀土对熔覆层耐磨性能和磨损机理的影响。结果 熔覆层的硬度呈梯度分布,加入稀土Ni60熔覆层的硬度明显提升。6063铝合金随着载荷和磨损温度的升高,磨损机制从二体磨粒磨损,到粘着磨损,再到严重的熔融磨损和氧化磨损,由轻微向严重磨损转变。Ni60熔覆层的磨损机制主要为剥层磨损、氧化磨损和轻微的犁削磨损,并随着载荷和磨损温度的升高,剥层磨损的程度越来越严重。添加最佳稀土含量的熔覆层随着载荷和磨损温度的升高,磨损机制逐渐由以犁削磨损为主过渡为以剥层磨损为主,并含有氧化磨损和犁削磨损。与Ni60熔覆层相比,加入最佳稀土含量的熔覆层的高温摩擦磨损性能均有明显提高。结论 对比三种稀土熔覆层,高温摩擦磨损性能由好到差的顺序为Ni60+4%CeO2熔覆层>Ni60+5%Y2O3熔覆层>Ni60+5%La2O3熔覆层。     

T6热处理对SiCp/Al复合材料摩擦磨损性能的影响

采用粉末冶金法制备出不同SiC颗粒体积分数(30%、35%和40%)的SiCp/Al复合材料。采用MMU-5GA微机控制真空高温摩擦磨损试验机对比研究SiCp/Al复合材料在不同体积分数以及T6热处理前后情况下平均摩擦因数和磨损率的变化,通过扫描电镜分析了SiCp/Al复合材料表面磨损形貌,探讨了摩擦磨损机理。试验结果表明,SiC颗粒体积分数在30%~40%变化时,随其体积分数增加耐磨性下降。SiC颗粒体积分数在30%~35%范围内,SiC颗粒与基体结合较好,SiC颗粒作为硬质点起到抵抗磨损和限制基体合金塑性变形产生磨损的双重作用;但SiC含量过多时,颗粒与基体的结合不紧密,磨损时颗粒极易脱落,复合材料耐磨性降低;T6热处理后复合材料的平均摩擦因数和磨损率均降低,这是由于热处理后试样强度及硬度提高,从而提高了试样的耐磨性;常温下复合材料在磨损初期的磨损机理主要以磨粒磨损为主,而在磨损期则为磨粒磨损与剥落磨损共存。     

TD3钛合金离子渗氮层的摩擦磨损性能

采用等离子表面渗氮技术对TD3合金进行渗氮处理,并对渗氮层显微组织、相组成及硬度进行检测。对渗氮前后TD3合金分别进行常温(25 ℃)及600 ℃的摩擦磨损试验,分析摩擦温度对其摩擦因数、磨痕形貌及磨损率的影响;结果表明,离子渗氮处理后TD3合金表面形成一定厚度的氮化物层,氮化物层在降低摩擦因数的同时,显著降低了TD3合金的磨损率,温度由25 ℃升至600 ℃时,磨痕形貌变化较大,摩擦因数及磨损率也有一定幅度的增加。     

多道搭接钴基合金激光熔覆层的组织与性能

以钴基合金粉作熔覆材料,利用激光熔覆技术在42CrMo基体表面制备高性能熔覆层。使用光学显微镜观察熔覆层的宏观形貌以及显微组织,采用显微硬度计、摩擦磨损试验仪测量基体与熔覆层的显微硬度及摩擦因数曲线并分析了其磨损机理。结果表明,熔覆层中的组织类型为平面晶、胞状晶和柱状晶,组织形态呈梯度分布。熔覆层平均硬度达到650 HV0.3,是基体平均硬度的2.7倍,其摩擦因数为0.275左右,比基体的摩擦因数小0.075左右。     

硬质合金刀具铣削高硅铝合金CE11的摩擦特性研究

对高硅铝合金这一难加工材料的研究现状进行了分析,并确定采用铣削加工摩擦实验方法进行硬质合金刀具的摩擦学行为研究。建立试验平台及试验方案,并进行铣削力和铣削温度的试验数据采集,求解刀-屑摩擦因数;根据摩擦因数分析主轴转速、摩擦时间和摩擦接触区温度等因素对刀具摩擦特性的影响。研究结果对改善高硅铝合金材料的切削加工性能具有重要指导意义,并为后续各种涂层刀具的摩擦磨损特性研究提供了依据。     

Effect of mating surface on the high temperature wear of 253 MA alloy

The wear behaviour of metallic material is influenced by the friction force, which in turn, is governed by the hardness and oxidation kinetics of the mating surface. In view of this, present investigation is undertaken to find the influence of mating surface on the high temperature wear of 253 MA alloy. This alloy is developed for high temperature application. In this work 253 MA alloy is made to slide against two different types of counter face material, namely 100Cr6 steel and PM 1000 alloy, at five different temperatures. 100Cr6 steel gets soften with increase of temperature whereas PM 1000 alloy retains its strength even at high temperature. The friction coefficient and the thickness loss of 253 MA alloy is measured and compared against both variety of mating surfaces as function of temperatures. The morphology of the worn surfaces and the transverse section of the worn surfaces are examined under scanning electron microscope (SEM) to identify the material removal mechanisms. The results showed that the friction coefficient of test material against PM 1000 alloy is around 40% higher than the friction coefficient against 100Cr6 steel. The transverse section of the worn surface showed presence of a transfer layer, mechanically mixed layer and composite layer, which govern the wear behaviour particularly at elevated temperature. The chemical characteristics of these layers are dependent on the test temperature and the counter face material.