陶瓷晶须增强水溶性盐芯成形特征与使用性能

以某些内腔结构复杂、质量要求高,用传统型芯难以满足的高压力成形（如压铸、挤压铸造）的铸件为对象,旨在开发出一种新的高强韧水溶性盐芯制造技术。试验研究了重力浇注条件下,以硼酸铝晶须为强化相的卤化物盐芯的成形特征以及凝固组织、水溶性、抗吸湿性和力学性能的变化。结果表明,所有浇注成形的盐芯试样表面都起皱,但晶须的加入可减少表面折皱,有利于改善盐芯表面质量。随晶须加入量增加,复合盐芯晶粒细化,凝固收缩率也随之降低;当硼酸铝晶须的添加量为2．5％和4．5％时,NaCl和KCl盐芯的体收缩率分别达到最低约为8．1％和9．0％。晶须加入可显著改善复合盐芯抗吸湿性,却延长了盐芯的溃散即水溶时间。复合盐芯的抗弯强度随硼酸铝晶须加入量增加而增大,在晶须含量分别为9％和7％时,KCl和NaCl复合盐芯的抗弯强度为16．50MPa和9．25MPa,比纯盐芯强度提高约6倍和3．7倍,但当晶须加入量过大时,会导致熔融盐粘性上升而难以浇注成形。     

高压铸造用水溶性盐芯的研究进展

水溶性盐芯具有优良的溃散性,利用水溶性盐芯制备含有复杂内腔的铸件能提高生产效率.综述了水溶性盐芯技术在国内外的研究进展.对水溶性盐芯的理想性能,水溶性盐芯的3种主要制备成形方法进行了比较和分析,并介绍了常用于水溶性盐芯制备的无机盐种类.指出熔融浇注法可能是未来研究水溶性盐芯技术的主要研究趋势之一.     

高压铸造用水溶性盐芯的陶瓷晶须增强机理与影响因素

采用熔融浇注法制备了硼酸铝晶须强化的水溶性NaCl、KCl盐芯标准抗弯试样,测定了抗弯强度,通过观察断口组织与形貌,初步探讨了盐芯的增强机理以及影响盐芯强度的相关因素。试验结果表明：硼酸铝晶须的加入提高了NaCl、KCl盐芯的强度,但KCl盐芯的增强效果好于NaCl盐芯。陶瓷晶须对盐芯的增强是由于产生了负荷传递效应和裂纹偏转效应,而晶须在基体界面中的拔出效应影响则不显著。晶须与盐芯的界面作用主要为物理结合而非化合结合方式。晶须在盐芯中容易团聚,削弱了晶须对盐芯的强化作用。晶须在NaCl盐芯中强化效果较差的原因在于二者的物理匹配差异大和NaCl盐中含有杂质Mg。     

一种复合硬化改性无机粘结剂制备工艺的研究

以水玻璃为粘结剂主要成分,并通过加热芯盒、吹热空气、添加粉状促硬剂的复合硬化工艺制备砂芯,具体工艺为:芯盒温度为175℃,热空气温度为120℃,吹气时间为40 s。以试样的抗拉强度、溃散性为考核指标,采用氢氧化钾、焦磷酸钠、硅烷、A剂对粘结剂进行了复合改性,取得了良好的效果。通过正交试验优化了各组分的比例,即:水玻璃:氢氧化钾∶A剂∶焦磷酸钠∶硅烷=1 000∶45∶8∶4∶2。制备的粘结剂粘度为80 m Pa·s,模数为2.33,密度为1.45 g·cm~(-3)。在粘结剂加入量2%,促硬剂0.6%的情况下,制备的砂芯热强度为0.65 MPa,常温强度为2.51 MPa,24 h强度为1.95 MPa。芯砂流动性良好、发气量低、溃散性好,综合工艺性能优良,适合于大批量小芯的生产制备。     

铝镁合金铸件用复合硫酸盐水溶性砂芯性能的研究

针对铝镁合金复杂薄壁铸件铸后清理难的问题,以硫酸镁和硫酸铝复合溶液为粘结剂,采用二次微波加热硬化工艺制备了复合硫酸盐水溶性砂芯。对比分析了硫酸镁水溶性砂芯和硫酸铝水溶性砂芯的性能特征,研究了复合硫酸盐水溶性砂芯性能的影响因素,测试了复合硫酸盐水溶性砂芯的水溶溃散性,通过环境扫描电镜分析了复合硫酸盐水溶性砂芯的微观形貌。结果表明:二次微波加热硬化复合硫酸盐水溶性砂芯具有较优的综合性能,其即时抗拉强度可达1.3 MPa、4 h存放强度约1 MPa,铸后水溶溃散性优异,水溶速率可达50.74 kg/(min·m2)。微观分析结果表明:粘结桥吸水而出现裂纹或孔洞,导致砂芯强度降低。     

耐高压易溶芯的研制与应用

根据水溶材料和耐火材料的性质 ,研究了耐高压易溶芯的材料配比及制造工艺 ,对浇注成形及压制成形所制得的易溶芯性能进行了分析 ,确定了获得耐高温高压易溶芯材料的最佳值。用复合料制得的水溶芯 ,具有足够的机械强度 ,能承受高比压压力的液态金属的冲击 ;投入水中可在较短时间内溶解 ,并完全溃散。     

聚乙烯醇纤维增强水溶性型芯的制备与性能

以云母粉、NaHCO₃为填料,聚乙二醇为黏结剂,聚乙烯醇（polyvinyl alcohol, PVA）纤维为增强材料,利用热压注法制备了水溶性型芯,研究了PVA纤维含量对水溶性型芯性能的影响。结果表明：随着PVA纤维含量的增加,水溶性型芯的抗弯强度和水溶速率都呈先增大后减小的趋势;当PVA纤维质量分数为1.0%时,型芯的抗弯强度最高,为17.01 MPa;当PVA纤维质量分数为0.5%时,型芯的水溶速率最大,为1.52×10^-3 g/s。同时,随着纤维含量的增加,型芯的抗吸湿性提高。此外,采用扫描电子显微镜分析了型芯断口的微观形貌,并探究了PVA纤维增强水溶性型芯性能的作用机制。     

水溶性陶瓷芯在铝合金熔模铸造中的应用

本文采用水溶性陶瓷芯形成铝合金熔模铸件的内腔,研制了水溶芯的防水保护处理工艺及型壳的低温焙烧工艺,并进行了浇注实验。     

熔模铸造复合芯的研究与应用

运用复合制芯工艺、采用正交实验法,确定出复合芯基本组分的最佳配比,并对其综合性能进行了理论分析;通过对复合芯的二次硬化、修整和强化处理后,达到了熔模铸造的使用要求。熔模铸件——高压喷射泵关键件——集水管的生产实践证明,与其它芯相比,复合芯具有成本低,生产效率高、芯子溃散性好、铸件内腔表面光洁质量高等优点。     

稀土熔融盐精炼剂在紫杂铜中的应用研究

研究探讨了稀土元素以熔融盐的形式用于紫杂铜的精炼.通过对各种熔融盐作为精炼剂进行分析比较,确定以碳酸稀土、碳酸钠、氟化钙、金属氧化物和硼砂为稀土熔融盐的主要组成,并经过正交试验,得出了稀土熔融盐精炼剂的最佳成分配比.研究表明精炼后的紫杂铜导电率达到5.78×107 S/m,并且使氧含量保持在一级水平.     

水溶性陶瓷型芯的制备及性能研究

制备了一种以锆砂、电熔刚玉粉为基体材料,氯化钠为粘结剂,聚乙二醇作为增塑剂混合焙烧而成的水溶性陶瓷型芯.结果表明,水溶性陶瓷型芯的湿压强度可达到0.020 MPa,干抗拉强度可达到1.2 MPa,变形量小,型芯的水溶速率高达51.85 g/(min· m2).同时对影响型芯的湿压强度、干拉强度、水溶性等性能的工艺因素及机理进行了探讨,并利用扫描电镜和能谱仪对型芯进行了EDS能谱微观分析.     

铸铁件用刚玉基水溶性芯的研究

通过试验,确定了刚玉基水溶性芯砂混合料的最佳配方及制芯工艺规范这种芯子,浇注后的水溶溃散性好,可用于生产内腔形状复杂,开口细小等难清理的铁件.     

型芯抗弯强度的影响因素及空心型芯的制备技术

采用不同工艺制备了精密铸造用型芯及强度试样,并对型芯的抗弯强度及型芯、铸件合格率进行了研究.研究结果表明,1 100℃下烧结的型芯抗弯强度及型芯的成品率均高于1 050℃烧结型芯的抗弯强度及型芯的成品率.室温下经低温强化型芯的抗弯强度高于“高温+低温”复合强化型芯的抗弯强度,而单独进行高温强化的型芯的抗弯强度最小.在1 350℃下,经高温强化和低温强化型芯的抗弯强度均高于9 MPa.硅溶胶高温强化型芯在1 350℃下的抗弯强度远低于采用硅酸乙酯进行高温强化的型芯.采用硅溶胶高温强化1 100℃烧结出的空心型芯,具有较好的抗弯强度及退让性的组合,而且其成品率较高,同时该工艺可提高铸件的合格率,降低铸件裂纹率.     

膨润土对水溶性型芯性能的影响

以硅砂、碳酸钾和膨润土为原料采用热捣固法制备了水溶性型芯,考察了膨润土加入量对K2CO3水溶性型芯性能的影响。结果表明,膨润土能显著增强型芯强度,略微降低相对吸湿量,但提高了型芯的发气量,而对水溶溃散时间没有明显的影响。此外,对型芯的微观结构及断口形貌进行了SEM观察与分析,探讨了膨润土改善水溶性型芯性能的机理。     

芯材组织对复合钎焊铝箔扩散凝固现象的影响

4343/3005/4343复合钎焊铝箔在钎焊过程中会发生皮材中的Si向芯材渗透的现象,在皮材-芯材界面上的这种效应会影响复合钎焊铝箔的连接性能及力学性能。采用差热扫描(DSC)分析了芯材组织对4343/3005/4343复合钎焊铝箔在钎焊过程中的扩散(等温)凝固现象的影响。结果发现,熔融4343皮材可在605℃保温过程中完全凝固。芯材组织显著影响扩散凝固过程。芯材为细小等轴晶粒组织,605℃保温30min熔融皮材完全凝固。对于粗大长条晶粒的芯材,由于晶界密度小且小角度晶界比例高,会显著降低Si的扩散速度,605℃保温30min后仍保留50%左右的熔融皮材。经120min保温后,熔融皮材才完全凝固。     

添加剂对高岭土填料可溶性石膏型芯性能的影响

研究高岭土填料加入量对石膏混合料性能的影响,并确定高岭土与石膏适合的配比;在此配比的石膏混合料中分别添加MgSO4和NaCl来提高石膏型芯焙烧后抗弯强度及溃散性,并将它们的作用效果进行对比;利用Al(NO3)3的高温分解发气性来改善石膏型芯焙烧线变量。通过SEM观察不同配比试样焙烧后的断口表面形貌,分析添加剂对型芯组织形貌和宏观性能的影响。试验结果表明:高岭土的加入会减小石膏混合料的强度和线变量,其含量为50%时可取得石膏混合料强度和线变量的平衡;MgSO4、NaCl可提高型芯焙烧后抗弯强度和溃散性能,但MgSO4对型芯的抗弯强度及溃散性改善更佳,而使用NaCl作为添加剂时对型芯的焙烧线变量控制较好;加入9%的A(lNO3)3可明显降低型芯焙烧线变量的绝对值。     

熔融态氯化镁直接热解制备氧化镁粉体及表征

利用Kroll法冶炼钛过程中还原蒸馏产生的熔融氯化镁,在通氧条件下,直接热解制备出超细的氧化镁粉体。考察热解温度、热解时间、氧气分压对熔融氯化镁热解效率的影响。通过单因素实验确定的最佳工艺条件如下:热解温度1 000℃,输入氧分压0.08 MPa,热解时间50 min。优化条件下氯化镁的热解率达93.5%。实验制备的样品氧化镁经X射线衍射和扫描电镜分析:其平均粒径为80~100 nm,粒度分布均匀,分散性好,纯度很高,获得的氧化镁颗粒为不规则六面体形。热解反应的动力学研究表明:氯化镁热解过程的初始阶段受化学反应控制,表观活化能为93.7 kJ/mol;反应后期受扩散与化学反应混合控制,表观活化能为26.3 kJ/mol。     

消失模铸钢涂料耐火骨料烧结性的研究

以石英粉和铝矾土组成复合耐火骨料,在不同温度下进行烧结,使用BST401抗折弯仪测试烧结试样的抗弯强度,研究不同配比的耐火骨料的烧结性。研究表明,随着复合骨料中铝矾土含量的增加和烧结温度的升高,试样的抗弯强度都有增大的趋势。当铝矾土含量为60%、石英粉含量为40%、试样在1500℃时抗弯强度显著增大。并对烧结试样进行扫描电镜(SEM)分析,试样烧结良好,符合消失模铸钢涂料耐火骨料的要求。     

热压烧结工艺对超韧Al2O3-TiC-Co复合陶瓷性能的影响

热压烧结化学镀法获得的Al2O3-Co TiC-Co复合粉体制备超韧Al2O3-TiC-Co复合陶瓷.探讨了烧结温度、烧结气氛和分级保温时间对复合陶瓷微观形貌和力学性能的影响.结果表明,烧结温度为1550℃、真空保护并在750℃和1200℃各保温10 min制备的复合陶瓷力学性能最佳.采用最佳烧结工艺制备的Al2O3-TiC-8%Co复合陶瓷的平均抗弯强度和断裂韧性分别达到782MPa和8.0 MPa·m1/2.     

热压成形低温焙烧型芯与常规硅基热压注陶芯性能的对比分析

测定热压成型低温焙烧硅基型芯和两种普通硅基热压注的几种性能:抗弯强度,双支点高温热变形量.在沸点为200℃氢氧化钾溶液中的溶失性及1600℃高温后残留强度,并将它们做了对比分析.试验结果表明,热压成型低温焙烧硅基型芯经硅溶胶一次强化和低温强化后室温抗弯强度较高、高温热变形量小、溃散性较好、形状复杂难于用传统工艺加工的铸件生产中一个很好的选择.