冷却速度对ZL114A合金二次枝晶臂间距的影响

利用金相显微镜及自动图像分析仪,测定ZL114A合金在同一凝固条件下、铸件不同壁厚部位的二次枝晶臂间距(SDAS),研究ZL114A合金凝固期热参数与SDAS的关系.结果表明,随着铸件壁厚的增加,冷却速度减小,局部凝固时间增长,二次枝晶臂粗化,SDAS增大;在呋喃自硬树脂砂型铸造条件下,SDAS与冷却速度及局部凝固时间之间的关系为SDAS=20.8tf0.3,SDAS=69.34v-0.3.     

冷铁工艺对Al-Si-Mg合金二次枝晶间距及致密度的影响

基于Al-Si-Mg合金的树脂砂铸造过程,研究了冷铁工艺对Al-Si-Mg合金铸件二次枝晶间距（SDAS）及致密度的影响。分析不同条件下铸件的凝固过程,研究了冷铁厚度、冷铁安放位置的改变对铸件二次枝晶间距的影响,考察了冷铁的热容量对铸件二次枝晶间距的影响;试验得到不同厚度冷铁的有效作用距离,在此基础上并结合试验结果,绘制了铸件模数、铸件长度及应加冷铁厚度之间的综合关系网络图,为指导实际生产提供了科学依据。     

冷铁对铝合金铸件二次枝晶间距的影响

研究了冷铁厚度、冷铁的有效作用距离、铸件二次枝晶间距以及铸件的模数之间的关系。结果表明,随着冷铁厚度的增加,试样的二次枝晶间距减小;试样的直径和冷铁的厚度显著影响冷铁的有效作用距离,随着试样直径的增加,必须相应增加冷铁的厚度。根据研究结果,绘制了铸件模数、铸件热节厚度及应加冷铁厚度之间的关系诺模图。还研究了冷铁厚度与局部凝固速度及铸件二次枝晶间距之间的关系,并给出了局部凝固速度及铸件二次枝晶间距之间关系的数学表达式,对于任何模数的A357合金铸件,只要合理控制其局部凝固速度,即可得到需要的二次枝晶间距。     

3D打印砂型铸造Al-7Si-0.4Mg合金的组织和力学性能

利用ProCAST软件对不同壁厚(5～30 mm)阶梯件的充型和凝固过程进行模拟,结合模拟结果进行浇注实验,重点研究壁厚对3D打印砂型铸造Al-7Si-0.4Mg合金的微观组织和力学性能的影响。结果表明:随着壁厚减小,合金中α(Al)的二次枝晶臂间距、共晶硅尺寸以及含Fe相的尺寸均减小;而合金的致密度和拉伸力学性能显著升高。T6态下,合金的最高(壁厚5 mm)抗拉强度为279 MPa,断后伸长率为2.13%。随着壁厚减小,合金的凝固冷却速度增加,组织得到细化,致密度提高,合金的强度和伸长率提高。此外,3D打印砂型铸造的铝合金性能受到砂模粘结剂含量的制约,断后伸长率较低。     

铝合金铸件凝固过程二次枝晶臂间距模拟计算

以铸造CAE温度场为基础,根据Furer-Wunderlin二次枝晶臂间距计算方法,建立了预测铝合金铸件凝固过程二次枝晶臂间距的计算模型。计算了ZL101A阶梯形铸件在凝固过程中不同部位的局部凝固时间和各个时刻的二次枝晶臂间距大小,对铝合金试验铸件进行金相组织观察,测量计算得到了铸件的实际二次枝晶臂间距大小,将计算结果与试验结果进行对比,验证了计算模型的准确性。     

不同冷却速率下低压转子钢30Cr2Ni4MoV的凝固组织

研究了30Cr2Ni4MoV钢在不同冷却速率下的凝固组织,测量统计了其二次枝晶臂间距,并回归拟合得到二次枝晶间距与冷却速率的关系λ2=334.9V-0.34。据此,可以根据二次枝晶臂间距推算大型铸锭中不同部位的冷却速率,有利于认识和控制大型铸件的凝固过程。     

重力铸造Cu-15Ni-8Sn合金圆柱形铸锭的宏观偏析研究

采用光谱、金相显微镜和扫描电子显微镜研究了冒口补浇的Cu-15Ni-8Sn合金金属型和砂型重力铸造工艺,重点研究了直径150 mm高度330 mm的铸锭中Sn元素的宏观偏析。结果表明:1335℃浇注后,金属型铸锭的二次枝晶间距平均值为67.9μm,远小于砂型铸锭的171.9μm;在采用冒口补浇工艺下,金属型铸锭在底部和中部的Sn元素宏观偏析程度比砂型铸件低,而上部反之;无论金属型还是砂型铸锭,Sn含量最低的位置均位于凝固最慢的铸锭中心部位。     

结晶压力对真空差压铸造铝合金二次枝晶间距的影响

通过测试与分析不同结晶压力下真空差压铸造ZL114A铝合金的二次枝晶间距,研究结晶压力对真空差压铸造铝合金二次枝晶间距的影响;并建立真空差压铸造ZL114A铝合金二次枝晶间距与结晶压力和壁厚的关系。结果表明,结晶压力对真空差压铸造铝合金二次枝晶间距影响显著,对于相同壁厚的试样,随着结晶压力的增大,铝合金二次枝晶间距减小;在同一结晶压力下,随着壁厚的减小,铝合金二次枝晶间距减小;结晶压力小于350 kPa时,壁厚对二次枝晶间距影响较大;结晶压力大于350 kPa时,结晶压力对二次枝晶间距影响较大。     

冷却速度对复杂铝合金铸件组织的影响

研究了复杂铝合金铸件壁厚和局部放置冷铁对铸件冷却速度的影响,以及冷铁的放置对铸件中α-Al二次枝晶、共晶硅和富铁相的影响。结果表明,放置冷铁可以明显提高冷却速度,壁厚越小,效果越好;冷铁的放置使合金α-Al二次枝晶细小,粗大的片层状共晶硅变为较小的椭圆状;Mn元素与冷铁共同作用促使形成形态较小的树枝状α-Fe相。若冷却速度过大,富铁相为细小的针状β-Fe相。     

压力机床身铸造工艺设计

介绍了J75G-800型高速精密压力机床身铸件的铸造工艺。由于铸件外形尺寸庞大而壁薄、内腔结构复杂,采取了如下工艺措施：（1）分型面与浇注位置一致;（2）增加工艺补正量,将最薄壁厚20mm增加到25mm,原主要壁厚25mm增加到30mm;（3）采用φ50mm×8mm无缝钢管作为4个贯穿床身全长的狭长内腔砂芯的芯骨;（4）为加快导轨的凝固速度,在导轨表面等距离设置40mm厚的石墨冷铁。铸件检测结果：组织致密,珠光体体积分数大于98%,导轨硬度平均值为190HB,各项力学性能均达到了设计要求。     

轧臼壁铸件凝固温度场的计算机模拟

借助SolidWorks2005三维造型软件为轧臼壁进行三维造型，进行网格剖分，按照一定的时间间隔对铸件在不同时刻的温度场进行模拟，得到铸件温度场的分布规律。在此基础上，对轧臼壁的消失模铸造、砂型铸造加冷铁、砂型铸造不加冷铁3种铸造方法进行凝固温度场模拟，预测铸件缺陷出现的部位。模拟结果与实际生产情况一致，起到了指导生产的作用。     

二次枝晶间距和热处理工艺对铝合金发动机缸盖力学性能的综合影响

1 研究条件及思路 铝合金单铸试棒的二次枝晶间距(DAS)越小,其力学性能就越好,这已经被很多试验数据证实.利用砂模浇注的单铸试样一般是通过插入冷铁来控制凝固速率,从而得到不同的二次枝晶间距.在靠近冷铁的位置,高的冷却速率导致了细小的二次枝晶间距,所以得到较高的力学性能.本文的研究全部基于实际生产的各种发动机铝合金缸盖.     

基于MAGMASOFT软件的二次枝晶间距的模拟与优化

铝合金的二次枝晶间距值是评估铸件力学性能的重要依据。用MAGMASOFT4.4软件模拟了Al Si7Mg合金二次枝晶间距及冷却曲线,并与实测二次枝晶间距及实测冷却曲线进行了对比,分析了模拟结果与实测结果差距的原因,提出了相应的优化调整方案。应用优化方案采用阶梯型试样进行凝固模拟。通过对比二次枝晶间距计算结果,证明计算结果得到了改进。     

型砂及壁厚对锶变质A356铸造合金组织和性能的影响

采用硅砂、宝珠砂和铬铁矿砂3种不同砂型作为造型材料浇注多阶梯铸件试样,对比研究不同冷却条件对Al-10Sr中间合金变质A356（Al-7Si-0.3Mg）铸造合金力学性能和显微组织的影响。结果表明：在3种造型材料中,铬铁矿砂浇注试样具有最好的组织和力学性能。随着冷却速度的增加,枝晶间距显著变小,力学性能有所改善,其中伸长率对冷却速度比抗拉强度更敏感。这种性能的提高主要是由于枝晶间距更加细密和基体中自由Sr原子数的提高造成的。根据实际的试验数据,模拟建立不同砂型条件下枝晶间距和力学性能之间的回归分析模型,该模型可用于预测Sr变质A356合金铸件的抗拉强度和伸长率。     

差压铸造凝固条件对A357合金二次枝晶的影响

研究了差压铸造不同工艺参数对A357合金二次枝晶间距的影响。试验结果表明,安放冷铁的石英砂型减小二次枝晶间距的能力最强;由于端部的激冷效应,离冷端越近,二次枝晶间距越小;压力对二次枝晶间距没有明显的影响;为了获得UTS≥320 MPa的铸件,二次枝晶间距应控制在55 μm以下,即VL≥0.23℃/s。     

离心真空吸铸成形叶轮件凝固组织与性能研究

采用真空吸铸及离心真空吸铸工艺生产了铝合金叶轮铸件,并研究了不同工艺对铸件凝固组织与力学性能的影响。结果表明,与真空吸铸相比,离心真空吸铸有利于提高金属液的充型流动和凝固补缩能力,获得完整的铸件;真空吸铸时施加离心旋转,可在铸件凝固期间促进枝晶的断裂和游离,抑制枝晶的生长,减小二次枝晶间距并使枝晶尺寸具有较好的均匀性,所获得铸件具有良好的力学性能。     

铸件模数Mc对A357合金二次枝晶臂间距及致密度的影响

研究试样直径和铸件模数Mc与铸件二次枝晶臂间(SDAS)的关系，通过测试A357合金不同凝固条件下铸件不同部位的SDAS，得出砂型铸造凝固条件下SDAS与铸件模数M之间的关系式。研究了铸件模数等对铸件致密度的影响，确定了获得高致密度铸件的合理的凝固条件。     

基于ProCAST模拟分析水冷铜模制备细晶Al-Si合金的研究

以水冷铜模金属型重力铸造的方法,制备细晶Al-7％Si和Al-17％Si合金,利用ProCAST模拟凝固过程冷却曲线,并通过实测二次枝晶臂间距(SDAS)计算铸件局部冷却速度,结合微观组织形貌分析,研究了冷却速度对初晶硅及共晶硅组织的细化效果.结果表明:模拟的冷却曲线与实测二次枝晶臂间距对应的铸件局部冷却速度变化趋势相符,平均冷却速度属于亚快速凝固范围,随着冷却速度的提高初生相组织越细小,比共晶组织的细化效果更明显.通过实验与计算机模拟相结合更准确地了解冷却速度与铸件组织的关系,为进一步调整浇注工艺优化模具设计从而提高铸件组织性能提供了可行的方案.     

冷却速度对ZM5镁合金凝固组织与性能的影响

采用温度采集仪测定砂型(含20 mm厚的冷铁和10 mm厚的冷铁)、金属型(铜模和钢模)在镁合金凝固阶段的平均冷却速率,分析了冷却速度对ZM5镁合金铸态组织、相组成和力学性能的影响,以获得铸锭晶粒尺寸、抗拉强度、硬度与凝固冷却速度之间的影响关系。研究结果表明,在砂型Ⅲ区(含10 mm厚的冷铁)条件下,其冷却速度最慢,为2.94℃/s;在金属型铜模铸造条件下,其冷却速度最快,为7.88℃/s。ZM5镁合金其微观组织主要是α-Mg和第二相Mg_(17)Al_(12)。随着冷却速度的不断提高,镁合金晶粒明显细化,第二相分布更加弥散、均匀,合金的硬度、抗拉强度和伸长率也明显提高。     

超声功率对金属型铸造铝合金二次枝晶间距的影响

通过测试与分析不同超声功率下金属型铸造铝合金二次枝晶间距大小,研究了超声功率对金属型铸造铝合金铸件二次枝晶间距的影响。结果表明,随着超声功率的增大,铝合金铸件同一部位的二次枝晶间距显著减小,当超声功率超过600 W时,铝合金铸件二次枝晶间距逐渐增大;在相同超声功率下,二次枝晶间距随着试样直径的增加而增大;超声功率对贴近工具头的底部和侧部的铝合金熔体作用效果明显,侧部的铝合金组织枝晶明显细化,而底部的铝合金显微组织形成等轴晶。