半固态A356铝合金固相率和形状因子对充型能力的影响

制备了半固态A356铝合金熔体,在自主设计的阿基米德螺旋线试验模具中挤压成形,利用螺旋线试样研究了充型能力。通过控制制备工艺参数得到不同的固相率和形状因子,研究了不同的固相率和形状因子对流变充型能力的影响。结果表明,在相同的工艺参数条件下,固相率变化对半固态铝合金熔体流变充型能力的影响大于形状因子的变化影响。流变充型能力随着固相率的增加而显著减小,随着形状因子的减小而增大。     

6061铝合金半固态成形过程数值分析

在热模拟压缩试验的基础上,对半固态触变成形本构关系及半固态流变黏度模型进行了研究并给出了相应的本构方程.采用DEFORM-3D模拟了6061铝合金轮毂半固态触变成形过程,进行了模具优化和成形力的分析.采用ANYCASTING模拟了两种铝合金零部件的流变成形,分析了模具尺寸、充型温度及充型速度对铝合金半固态浆料充型过程的影响,获得了最佳半固态成形工艺,并对铸件缺陷进行了预测分析.     

半固态A356合金流变充型的极限长度

通过对半固态合金流变充型机理分析,推导出可以定量计算半固态A356铝合金在圆管内流变充型极限长度的数学模型,该模型包括了工艺参数和半固态A356合金的自身特性。采用间接挤压铸造阿基米德螺旋线试样的方法对该数学模型进行了实验验证,实验结果表明:理论计算值与实验测定值之间的最大偏差小于8%;该数学模型可以定量分析和估算工艺因素对充型能力的影响,并可预测充型极限长度,这对半固态合金流变成形工艺设计和模具设计都有参考价值。实验和理论计算还表明,充型压力和充型速度是影响半固态合金充型能力的两个主要因素,提高充型压力、一定充型压力下适当减小充型速度都可以提高充型能力。     

半固态铝合金熔体流变充型能力的研究

用斜坡法制备了A356铝合金半固态熔体,采用阿基米德螺旋线试验模具,对该半固态熔体在金属型加压作用条件下的流变充型能力进行了试验研究。结果表明,随着充型压力和浇注温度的增大,半固态铝合金熔体金属型加压流变充型能力增大,浇注温度是影响半固态铝合金熔体流变充型能力的最主要因素;半固态铝合金熔体的流变充型能力在充型速度为142～427mm/s范围内,随着充型速度的增大而增大;充型压力与半固态铝合金熔体金属型加压流变充型能力的关系可看作线性增函数关系。     

半固态流变成形通用性能试样模具设计

针对半固态流变成形中存在在液相偏析、显微疏松、充型不完整及夹渣等常见缺陷，详细研究并优化了压室尺寸与结构、料饼、浇道及其集渣、排气系统，并据此设计了一套材料性能试样半固态流变成形通用模具。该模具可用于各种常用合金的拉伸、冲击、疲劳、断裂韧性、摩擦磨损等多种性能试样的半固态流变成形。试验结果表明，经该模具挤铸出的试件，成品率达98％以上，加工余量小于3mm，尺寸公差等级可达IT9，表面粗糙度Ra≤6.3μm。说明用该模具加工的试样真实反映了材料的半固态流变成形产品的特性。     

成形工艺参数对沿程流动初生固相演变的影响

采用倾斜冷却剪切流变法制备具有不同微观初始组织特征的半固态合金熔体,以半固态挤压铸造螺旋线试样为研究对象,用定量金相技术分析了初始组织、成形的螺旋线试样不同长度上的初生固相微观组织特征参数,研究了充型压力、充型速度对半固态合金熔体充型过程中初生固相组织演变的影响。结果表明,半固态合金熔体在充型压力为20～120MPa、充型速度为0.2～1.2m/s范围内流变充型螺旋线试样时,沿程流动的初生固相率、初生固相晶粒尺寸和形状因子沿充型长度呈现波浪形变化,但变化幅度较小,波峰和波谷出现的位置与充型长度没有明确的关系。     

合金温度对7075半固态模锻液相偏析的影响

应用DEFORM-3D软件对7075铝合金半固态模锻充型过程进行了模拟,研究了合金温度对7075铝合金杯形件充型过程的影响规律。在模拟的基础上,利用压力机及杯形实验模具,进行了半固态7075铝合金流变模锻成形,研究了合金温度对7075铝合金杯形件半固态模锻液相偏析的影响,模拟和实验结果表明:合金温度越高,充型越不平稳;在压头温度400℃、成形速度3.5 mm/s、成形比压50 MPa的条件下,随着合金温度的增加,杯形件的液相偏析度增加,组织越不均匀,当合金温度为628℃时,杯形件的液相偏析度为14.02%。     

流变凝固理论与随流半固态成形技术(SSMF)

基于半固态流变铸造过程中流变与凝固强耦合的特点，提出了流变碰撞形核和流变合并长大的流变凝固理论。理论认为，在强烈流动条件下，经典的结构起伏形核理论不再适用，液态金属中原子团簇(晶胚)间的碰撞合并形核成为主要形核机制，流变形核率是经典结构起伏形核率和流变碰撞形核率之和；在强烈流变条件下，初生固相之间接触碰撞，进而合并粗化长大是流变成形过程初生相长大与演变的主要机制。基于该流变凝固理论，提出了随流半固态铸造技术(SSMF)。该技术包括半固态熔体的流变制备、流变充型和流变凝固成形3个基本步骤。液态金属在流变充型的过程中随流形核和长大，并在随后的半固态成形过程发生演变和剩余液相的凝固。实现了浆料制备与工件的半固态成形制造无缝连接，能够从根本上解决半固态浆料制备、输送与充型过程的氧化、吸气等问题，是材料制备与成形一体化的零件成形新技术。     

压头温度对挤压铸造7075半固态组织均匀性的影响

应用DEFORM-3D软件对7075铝合金半固态挤压铸造充型过程进行了模拟,研究了压头预热温度对7075铝合金杯形件充型过程的影响。在模拟的基础上,利用压力机及杯形试验模具,进行了半固态7075铝合金流变挤压铸造成形,分析了压头预热温度对7075铝合金杯形件半固态挤压铸造组织均匀性的影响。模拟和试验结果表明,压头预热温度越高,充型越平稳;在合金温度为628℃,成形比压为50 MPa,成形速度为3.5mm/s的条件下,随着压头预热温度的增加,杯形件的液相偏析度减小,组织更加均匀。当压头温度为400℃时,杯形件的液相偏析度最小,为14.02%。     

轻合金半固态流变挤压铸造的研究进展

半固态挤压铸造是集半固态加工与挤压铸造为一体,利用半固态浆料的流变性能进行浇注充型,并在压力作用下凝固成形的一种材料加工新技术。本文分别介绍了铝合金和镁合金的半固态流变成型工艺的一些方法。介绍了半固态流变挤压铸造的研究进展并对其发展前景进行展望。     

Study on traveling magnetic field casting of sheet components

The distribution of a magnetic field over an inductor used for sheet castings has been investigated experimentally. With an increase in height from the surface, the magnetic field density decreases according to the exponential law. In the transverse direction, the magnetic field density is approximately uniform except near the edges. The magnetic field density is direct proportional to the number of turns multiplied by the current in amperes. Ferromagnetic material in the upper mould can enhance the magnetic field density. Under the electromagnetic force, the mould-filling process of sheet casings has been studied by physical simulation method. The difference in filling capability between gravity casting and travelling magnetic field casting has been studied. The electromagnetic force can enhance the filling process, but it also brings a problem. With an increase in the magnetic field density, the surface quality of the aluminum alloy sheet castings becomes poor. The reason is discussed.     

微弧氧化处理对铝合金耐霉菌腐蚀特性的影响

在2A12铝合金表面制备了微弧氧化膜层,按照国家军用标准霉菌测试方法对微弧氧化膜层的耐腐蚀性能进行了测试,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)对铝合金基体及微弧氧化膜层霉菌腐蚀前后的微观结构、相组成进行了表征。结果表明,未经过微弧氧化处理的铝合金表面有少量的霉菌生长,表面产生了一定数量的点蚀坑,长霉等级为1级。经过微弧氧化处理试样表面未发现霉菌生长,长霉等级为0级。微弧氧化处理可以有效提高铝合金表面耐霉菌腐蚀性能,扩大其应用范围。     

新型气膜约束成形铝合金连续铸锭的研究

设计了一种新型气膜约束铝合金连铸结晶器,在结晶器与初凝壳之间可以形成气膜.设计思想是减少结晶器内的横向散热,形成连铸坯近似单向散热的条件,降低结晶器内的液穴深度,缩短初凝壳长度,从而减少或消除铝合金连铸坯内部缺陷,提高铝合金连铸坯内外品质.对新型结晶器与传统结晶器进行了传热数值模拟,证明凝固温度场发生很大变化.利用新型结晶器对7075铝合金进行了连铸试验,在气膜稳定平衡的条件下,连铸坯表面光滑.探讨了拉速、气体流量和气体压力的关系及其对连铸坯品质的影响,在液面高度稳定时,控制气体流量可以控制气膜的稳定性.     

Interfacial heat-transfer between A356-aluminium alloy and metal mould

The interracial heat-transfer coefficient at casting/mould interface is a key factor that impacts the simulation accuracy of solidification progress. At present, the simulation result of using available data is comparatively different from the practice. In the current study, the methods of radial heating and electricity measurement under steady-state condition were employed to study the nature of interfacial heat-transfer between A356 Aluminum alloy and metal mould. The experimental results show that the interracial heat-transfer between A356 Aluminum alloy and the outer mould drops linearly with time while that of A356 aluminum alloy and the inner mould increases with time during cooling. The interracial heat-transfer coefficient between A356 aluminum alloy and mould is inversely proportional to the electrical resistance.     

半精密铸造方法的探索与实践

为解决形状复杂、壁薄、尺寸小、表面质量要求高的铝合金铸件快速制作的问题,运用消失模铸造和石膏型铸造相结合的技术,通过实验开发了一种铝合金壳体铸件的半精密铸造工艺.基本方法是:先将泡沫模型组合造型,再以其为模样进行石膏型制作,然后用铝合金对石膏型浇注.结果表明,利用此法实现了对小型复杂薄壁铝合金铸件的半精密铸造.     

半固态金属流变铸造技术的研究进展

总结了30余年来半固态合金流变铸造技术的研究和应用现状,介绍了压室制备浆料式流变挤压铸造技术、单螺旋机械搅拌式流变铸造技术、双螺旋机械搅拌式流变铸造技术、低过热度倾斜板浇注式流变铸造技术、低过热度浇注和弱机械搅拌式流变铸造技术、连续流变转换式流变压铸技术、低过热度浇注和弱电磁搅拌式流变成形技术、蛇形通道浇注式的流变成形技术、熔体分散混合式流变成形技术、转桶式流变成形技术、波浪倾斜板浇注式流变成形技术、旋转倾斜圆筒式流变成形技术、超声振动式流变成形技术、熔体处理和双向电磁搅拌制备及流变成形技术、低于液相线温度的流变成形技术、偏旋热焓平衡式流变成形技术、气泡搅拌制备式流变成形技术及其发展前景。     

聚氨酯铸造模具的应用与发展

用聚氨酯材料制造的铸造模具，使用寿命可达8万次，与铝合金模具相当。介绍近年国外聚氨酯铸造模具材料性能，制成模具后的力学性能、耐磨性的情况以及制造聚氨酯模具的工艺方法。     

铝合金薄壁壳体低压铸造工艺研究

主体壁厚为3mm的铝合金壳体铸件,成形比较困难。因此,设计两种方案,利用3D打印砂型进行低压铸造浇注验证。结果表明,选择合适的浇注位置并设计合理的浇注系统,有利于薄壁铸件的成形,并利用CAE软件模拟优选出合理的铸造工艺方案。     

Microstructure and properties of vacuum counter-pressure cast aluminum alloy

As a special casting process, counter-gravity casting has many advantages especially in producing thin-wall complicated castings and has widely been used in industry [1]. In recent ten years, various different counter-gravity casting processes have been continuously developed such as vacuum suction casting, low-pressure casting and counter-pressure casting [2-4] et al. Vacuum counter- pressure casting is a new kind of counter-gravity casting technology that was developed in recent years. It ha…     

石膏型渗流法制备的开孔泡沫铝的压缩行为研究

本文采用可溶石膏型预制块,通过加压渗流的方法制备了泡沫纯铝、泡沫ZL101合金和泡沫ZL102合金,并通过准静态压缩实验研究了3种不同基体材料的泡沫铝的压缩行为及吸能性能.结果表明:通过石膏型渗流法制备的开孔泡沫铝合金的孔隙率可以达到85％～93.5％;泡沫铝基体材料的力学性能对泡沫铝压缩力学性能有重要影响;泡沫ZL1...