Alloy Casting by the Horizontal Ohno Continuous Casting System

Abstract

Sn-Pb alloys in the compositional range 2.5–22.5% Pb have been continuously cast using the horizontal Ohno Continuous Casting (OCC) process. The effects of alloy composition and process variables on the location and size of the liquid-solid zone were investigated and information obtained was examined in order to establish the breakout point. It was found that the liquid-solid zone existed partly or entirely within the mould during casting, depending on casting conditions. The liquid-solid zone expanded with increasing mould-cooler distance and also with decreasing mould exit temperature, whereas it remained constant with the casting speed within the range investigated. As the composition approaches the eutectic point, the L+S zone shifted into the mould, and existed entirely within the mould at 22.5% Pb. It was also found that breakout occurred when the rod temperature at the mould exit exceeded a critical temperature which can be expressed as Tc=228–2A, where Tc is the critical rod temperature in Celsius and A is wt% Pb (<22.5% Pb). It was confirmed that the mould exit temperature must be kept above the liquidus temperature of the alloy to be cast in order to obtained unidirectional or single crystal materials.     

6110气缸体铸造工艺的优化设计

简述了砂型铸造中采用传统铸造工艺方法生产气缸体复杂薄壁类铸铁件存在的不足。通过加大芯头结构,采用大孔进水技术,控制有效浇注时间等新技术所优化设计的铸造工艺方案及其合理选用工艺参数,使所生产的6110气缸体获得良好的技术经济效果。     

热型连铸技术的发展与应用

热型连铸是一项近净成形(near-net-shape)技术,它是将定向凝固和连铸技术结合起来的一种新型工艺.通过对有关文献的综述介绍了热型连铸的原理和工艺特点、工艺和设备种类的发展及其应用研究现状,论述了铸型出口温度、冷却距离(冷却点到铸型出口端的距离)、拉铸速度等工艺变量对铸造型材质量的影响,指出了该技术的局限性及改进方向.     

热型连铸工艺参数对液固界面形状位置特性影响的仿真

根据热型连铸过程的原理与传热特点，建立了热型连铸过程的物理、数学模型，通过数值计算仿真研究，考察了冷却距离、牵引速度以及铸型内壁温度，对热型连铸过程中液固界面位置，及其界面形状因子的影响。获得了各工艺参数的最佳分布范围，以及在最佳参数组合状态下的液固界面的特性数据，明确了各工艺参数对液固界面特性的影响强弱程度，并通过实际生产实践进行了验证。     

CuAlNi形状记忆合金的热型连铸

用热型连铸法终形制造直径1.5 mm的CuAlNi合金丝。当铸型温度设定为1110 ℃时，可以拉铸出表面光洁、具有定向凝固组织的合金丝。拉铸速度50 mm/min时，晶粒数较少，晶界平直；拉铸速度80 mm/min时，晶粒数较多，晶界较曲折。试样经1000 ℃固溶处理后的一次抗拉强度达502 MPa，伸长率14.4%；热型连铸法制取铜基形状记忆合金，既可免除塑性加工的困难，又可获得定向凝固组织，提高合金性能，具有巨大的优越性。     

热型连铸法制备ZLAlCu10合金的组织与性能

用热型产铸法制备ＺＬＡＩＣｕ１０合金试样,将其金相组织、力学性能、磨损性能、腐蚀性能及显微硬度与石墨型铸造法制备的ＺＬＡＩＣｕ１０台金试样进行比较,结果表明,尽管热型连铸件的晶粒比较粗大,但其抗拉强度、伸长率、耐磨性能、抗腐蚀性能却分别比石墨型试样提高了２７％、１８８％、８０％、１４０％,显微硬度也大大提高。     

热型连铸制备Cu—Al—Ni形状记忆合金力学性能研究

在自制的水平热型连铸设备（OCC）上，采用一定的工艺参数，制备出表面呈镜面，内部组织沿轴向定向排列的柱状组织Cu-Al-Ni形状记忆合金。其与金属型、定向凝同生产的样品相比，屈服强度、伸长率有一定的提高，伸长率可达12.8％。     

球铁件铁丸真空实型铸造工艺的研究

球铁件铁丸真空实型铸造时,造型材料采用粒径分别为φ0.3 mm、φ0.5 mm、φ0.8 mm的空气雾化铁丸,按比例混合,混后其紧实堆装密度宜为4.78 g/cm3。造型时振动频率为50 Hz,振幅在0.5~1.5 mm之间,振动时间5 min左右。浇注时铸型真空度根据铸件的尺寸和质量控制在-0.038~-0.068 MPa之间。力学性能检测结果为(QT500-7):бb(铁丸)≥568 MPa,бb(干砂)≥514 MPa,比干砂铸造提高约10%;δ(铁丸)均=9.2%,δ(干砂)均=8.8%,基本无变化。     

连续定向凝固Al-1%Si合金棒材制备工艺与应用

采用自制的真空熔炼、氩气保护连续定向凝固设备制备出具有连续柱状晶组织的ф8 mm的Al-1%Si合金棒材.该棒材具有良好的塑性,不需任何中间退火,在室温下可直接拉拔制备出线径为20μm的超细丝材,其延伸倍数达16万倍.该超细丝材可用作集成电路封装键合丝.     

热型连铸Mg-Al共晶合金线材的组织研究

利用热型连铸法（OCC）,成功拉制出φ5 mm的Mg-Al共晶合金线材。采用光学显微镜观察了热型连铸线材的微观组织。结果表明：热型连铸线材主要由沿水平拉制方向排列的柱状共晶组织（α-Mg＋β-Mg17Al12）构成。共晶组织形态由大量的层片状与少量的棒状构成。     

镦锻中心机身消失模铸造工艺

用消失模铸造生产牌号为HT300的Z46-18/4机身铸件。选择开放式浇注系统,适当设置内外冷铁,严格控制铁液的化学成分,并进行两次孕育;浇注后和开箱落砂前在型内保温适当时间。检测结果表明:整体铸件没有任何铸造缺陷;单铸试棒金相组织为:珠光体体积分数97%,碳化物3%;力学性能为抗拉强度325MPa,硬度229HB。     

冲天炉生产连铸铸态球铁管技术浅析

论述了在冲天炉熔化条件下,采用连铸工艺,小批量生产铸态球铁管,获得良好的结果。在此基础上对连铸铸态球铁管工艺进行综合技术分析。该铸造工艺对我国众多连铸铸管生产厂具有一定的指导意义。     

水玻璃砂实型铸造工艺的研究

通过实验确定了实型铸造水基棕刚玉涂料的组成、配制、涂刷和烘干工艺;确定了有机酯硬化水玻璃砂的配比及混制、造型和硬化工艺,并进行了高铬铸铁套筒浇注试验.实践证明,水玻璃砂实型铸造工艺可保证铸件尺寸精度和表面粗糙度,同时酯硬化水玻璃砂具有良好的退让性和较好的溃散性,发气量小,具有无毒无味、对环境无污染,生产成本低等优点.     

大型电梯曳引轮的覆砂铁型铸造工艺

介绍了大型电梯牵引轮的铸件结构及技术要求.先后采用砂型铸造和覆砂铁型两种铸造工艺,对比结果显示:砂型铸造型砂消耗量大,工艺出品率仅为56.2％,铸件本体内部金相组织不够致密;覆砂铁型铸造工艺砂铁比只有0.37,工艺出品率达85.5％,同时减少了铸件加工余量,提高了尺寸精度及基体组织的致密性.     

飞轮铸件覆砂铁型铸造数值模拟研究

采用覆砂铁型铸造生产球铁飞轮铸件,利用MAGMAsoft软件对其充型过程进行了模拟,并对可能出现缩松缺陷的位置进行了预测.浇注试验显示,只有A方案在补缩判据中所预测缺陷位置出现缺陷回波;而B方案为最佳方案.研究结果表明:(1)飞轮类铸件的覆砂铁型铸造可以采取无冒口工艺,利用铸件在凝固过程中的自补缩作用,可以很好地解决缩孔、缩松问题,提高铸件工艺出品率;(2)合理布置内浇道有助于改善温度场分布;通过飞轮铸件热节形状、大小及分布的模拟计算,可为覆砂铁型铸造工艺设计提供直观可靠的依据.     

热型连续铸造法包铸光学纤维

用热型连铸工艺实现了铝合金包铸光学纤维。试验比较了几种涂料对光纤的保护作用。认为糖粘结的石墨涂料涂层薄，具有疏松结构及良好的高温溃散性，保护效果良好。文中还对光纤的断裂原因进行了分析。     

铝包钢丝铸拉复合时温度场模拟计算

对边界条件进行了比较接近实际的假设，避免了在测定铸拉出结晶器前铸件表面温度或结晶器壁热流密度的难题。同时采用网格运动法计算了铸拉过程中铸件的温度场，计算结果十分令人满意。     

用呋喃树脂砂生产薄壁铸钢件热裂纹成因的分析

将呋喃树脂砂工艺铸钢件上出现的热裂纹分为“缩裂纹”和“拉裂纹”。对两种裂纹的和观形貌微区成分做了分析,深入探讨了两种裂纹具有的不同形成原因和形成过程,为采取有效对策解决裂提供了技术依据。     

真空消失模铸造铸铁件铸型坍塌缺陷成因的研究

对真空消失模铸造铸铁件铸型坍塌缺陷的形成机理进行了系统研究 ,结果表明 :铸型坍塌缺陷的形成是由于铁水充型时 ,其流动前沿气隙内外真空度的急剧下降 ,同时内外受力失去平衡 ,造成干砂向气隙内流动而引起的。提出了铸型坍塌缺陷的力学关系式 ,通过变速箱体的实验室和现场浇注试验 ,证明了上述坍塌缺陷形成机理和力学关系式的正确性。     

Numerical Simulation of the Thermo-Mechanical Process for Beam Blank Continuous Casting

The aim of this study was to simulate the solidification process of beam blank continuous casting, and then find the reasons for the typical defects of the beam blank. A two-dimensional transient coupled finite element model has been developed to compute the temperature and stress profile in beam blank continuous casting. The enthalpy method was used in the heat conduction equation. The thermo-mechanical property in the mushy zone was taken into consideration in this calculation. It is shown that at the mold exit the thickness of the shell had its maximum value at the flange tip and its minimum value at the fillet. The temperature had a great fluctuation on the surface of the beam blank in the secondary cooling zone. At the unbending point, the surface temperature of the web was in the brittleness temperature range under the present condition. To ensure the quality, it is necessary to weaken the intensity of secondary cooling. At the mold exit the equivalent stress and strain have higher values at the flange tip and at the web. From the spray 1 to the unbending point, the maximum values of stress and strain gradually moved to the internal section of the flange tip and the web. However, whenever, there were bigger stress and strain values near the flange tip and the web than in the other parts, it must be very easy to generate cracks at those positions. Now, online verification of this simulation has been developed, which has proved to be very useful and efficient to instruct the practical production of beam blank continuous casting.