行波磁场耦合顺序凝固改善ZL205A大型薄壁件缺陷及性能

利用行波磁场耦合顺序凝固连续地处理大型薄壁ZL205A合金铸件,消除收缩缺陷,提高力学性能.实验结合模拟,针对行波磁场参数优化对补缩行为、显微组织和性能的影响进行系统的研究.结果表明,本研究条件下,当励磁电流为20 A、频率为200 Hz时,磁场力达到最大值;磁场力随着到磁场发生器距离越近而越大,更有利于对薄壁铸件进行...     

磁流铸造条件下A357合金充型能力的试验研究

为了解决大型薄壁铸件的充型问题,利用大型磁流铸造设备对流动磁场作用下的Ａ３５７合金的充型能力进行了试验研究,结果表明：在相同的磁场作用强度下厚壁铸件比薄壁铸件的充型能力好;当铸件的壁厚相同时,在磁场的作用下,合金的充型能力比无磁时提高５０％。     

行波磁场对ZL205A合金元素分布的影响

将行波磁场作用于ZL205A合金凝固过程中,研究了不同励磁电流强度的行波磁场对ZL205A合金试样中Cu元素分布、凝固组织以及晶粒尺寸的影响。结果表明,对ZL205A合金凝固过程中施加行波磁场,合金中Cu元素分布更均匀,细化相颗粒形成的明显沉积层厚度减小,且随着励磁电流强度的增加沉积层厚度逐渐减小,直至消失。经分析,这是由于行波磁场促进细化相颗粒向试样其他位置移动,避免其在底部沉积,同时提高了试样上部的形核率,减小了试样上部的晶粒尺寸。     

行波磁场对ZL205A合金凝固组织及性能的影响

采用下行行波磁场对ZL205A合金进行熔炼,研究不同磁场励磁电流对合金凝固组织和力学性能的影响,并分析了θ-Al_2Cu相的演变规律。结果表明,行波磁场可以细化合金组织,形成细小的近等轴晶凝固组织,提高ZL205A合金的抗拉强度和伸长率,且磁场的励磁电流对凝固组织的细化效果有直接影响。在励磁电流频率为50Hz的情况下,最佳励磁电流在10～20A之间。随着励磁电流增加,θ相在磁场中表现为顺磁性,随着磁感应强度增加,形核过冷度增大,形核率增加,组织碎断细化。励磁电流在10A以下时,磁场产生的电磁推力对θ相尺寸的影响较大。当励磁电流为20A时,磁场洛伦兹力引发的熔体流动会增加熔体粘度,阻碍θ相进一步游离细化。     

励磁电流-凝固压力协同对真空差压铸造ZL205A合金晶粒尺寸的影响

通过测试交变磁场-凝固压力协同场下ZL205A合金晶粒尺寸,研究交变磁场-凝固压力协同场对ZL205A合金晶粒尺寸的影响机理。结果表明,在凝固压力不变的情况下,随着励磁电流强度增加,ZL205A合金试样的平均晶粒尺寸先增大后减小;随着凝固压力增大,当励磁电流强度小于10A时,交变磁场-凝固压力的协同作用将促进合金晶粒长大;而当励磁电流大于10A时,交变磁场-凝固压力的协同作用将抑制晶粒长大。     

电磁场对真空差压铸造ZL205A合金补缩特性研究

采用交变磁场辅助真空差压铸造技术制备了ZL205A合金试样,通过表征合金试样致密度,分析凝固压力、交变磁场及交变磁场-真空差压协同场对ZL205A合金凝固补缩行为的影响。结果表明,相同交变磁场作用下,试样的致密度随凝固压力增大而增大;而在相同的凝固压力下,试样的致密度随交变磁感应强度增加而先增大后减小;交变磁场-真空差压协同场对金属液的搅拌、振荡和挤渗作用,改变了铸件的凝固补缩行为,细化晶粒,提高铸件的致密度。当励磁电流强度为10A,凝固压力为350kPa时,交变磁场与真空差压的协同作用效果最好。     

行波磁场对ZL205A合金薄壁铸件凝固缺陷和力学性能的影响

研究了凝固过程中局部加载行波磁场对ZL205A合金薄壁件缩孔、缩松和力学性能的影响。利用扫描电子显微镜对制备试样的显微组织进行分析,采用电子万能材料试验机对铸件力学性能进行测试。结果表明:与相同条件下获得的未施加行波磁场的铸件进行对比,施加行波磁场的铸件缩孔、缩松缺陷得到大幅改善;经过T6热处理后,抗拉强度、屈服强度、延伸率分别由436.61 MPa、390.22 MPa、3.29%提高到470.24 MPa、416.97 MPa、4.15%,抗拉强度和屈服强度分别提高了33.63 MPa、26.75 MPa,延伸率提高了26.14%。     

薄壁铝合金件行波磁场铸造的缺陷分析及控制

行波磁场铸造法是在重力下浇注薄壁铝合金件的新型铸造技术,能提高金属压头和充型能力,生产出在砂型和金属型等传统铸造工艺无法获得的大型薄壁铸件.国内外在行波磁场铸造的充型、凝固工艺方面进行了一些探索性研究工作[1～8].虽然从原理上容易理解行波磁场铸造的可行性,但在进行实际工作过程中遇到很大的难度,如充型过程中熔体流动的稳定性、熔体凝固过程中表面缺陷现象等,这成为行波磁场铸造技术推广应用的主要障碍.本文在对行波磁场分布规律分析基础上,对行波磁场铸造过程中出现的铸造缺陷进行分析,并提出相应的预防措施及解决方案.     

AC4CH铝合金的挤压铸造研究

采用挤压铸造生产AC4CH合金铸件,研究了铸造压力、充型速度和充型距离对挤压铸件组织和性能的影响.挤压铸造AC4CH铝合金铸件组织由初生α-Al和共晶硅相组成,随着充型距离的增加,铸件显微组织明显细化.随着铸造压力和充型速度的增大,共晶相含量降低并且分布均匀.铸造压力和充型速度的增大可提高铸件的抗拉强度、屈服强度,但是铸造压力增大到一定程度后强度上升幅度减缓.     

交流磁场致Al-Fe亚共晶合金熔体热电势变化的研究

研究了不同温度、不同励磁电流、不同磁场频率和不同加载时间条件下,交流磁场对Al-0.99%Fe(质量分数)亚共晶合金熔体热电势差(U)和熔体微观结构的影响。结果表明:交流磁场加载过程中,Al-0.99%Fe亚共晶合金熔体的U逐渐减小,交流磁场撤除后,减小的U经历了快速恢复和缓慢恢复过程。不同温度下,交流磁场对Al-0.99%Fe亚共晶合金熔体U的影响程度不同;随着磁场频率的增大,交流磁场对Al-0.99%Fe亚共晶合金熔体U的影响逐渐减小;随着励磁电流和加载时间的增大,交流磁场对Al-0.99%Fe亚共晶合金熔体U的影响逐渐增大,但存在一个饱和加载时间。交流磁场导致Al-0.99%Fe亚共晶合金熔体的U变化与合金熔体淬火凝固组织中初生a-Al相尺寸变化之间存在相关性,因而可以用U的变化来表征交流磁场对Al-0.99%Fe亚共晶合金熔体微观结构的影响。     

移动磁场电磁力对铸件表面粗糙度的影响

采用移动磁场铸造薄壁铝合金流动试样，并对移动磁场铸造过程中铝合金熔体内的电磁力各分量的瞬时值及其对铸件表面质量的影响进行了理论分析。结果表明，随着磁感应强度的增加，铸件的表面粗糙度有增加的趋势，这在采用金属上型时表现更明显。由于通人电磁感应器的三相非平衡电流在铝合金熔体内所产生的电磁力是脉动的，其大小呈周期性变化，尤其是垂直于磁场运动方向上的电磁力，其脉动的幅度很大。由此认为，所产生的垂直于磁场运动方向上的脉动电磁力是引起熔体表面震荡起伏和导致铸件凝固后表面粗糙的主要原因。     

型腔中气体对薄壁铝合金铸件充型能力的影响

采用一体化反重力铸造机在不同的试验参数下,浇注高300 mm,宽60 mm,壁厚分别为2mm、3mm和4mm的D357铝合金试样.分别从浇注过程中铸型的发气量、型腔中预有气体、排气条件三个方面研究了型腔中气体对薄壁铝合金铸件充型能力的影响.结果表明:在调压铸造条件下,当砂型发气量较大时,铸件最后充填位置容易产生浇不足缺陷,铸件内部容易产生大量气孔缺陷.在排气较弱的条件下,调压铸造充型能力最好,低压铸造次之,差压铸造的充型能力最差.调压铸造时,型腔中气体较少,采取不同的排气措施对薄壁铸件的充型能力影响不大,低压铸造时,当排气能力较弱时,薄壁铸件的充型能力显著下降,同时容易出现裹气现象.     

Numerical simulation for mold-filling of thin-walled aluminum alloy castings in traveling magnetic field

1 .IntrOdUction High一strength,light一weight and large一size alumimimalloy eastings are widely used in aviation,astronavigation,gUided missile and 50 on.With the develoPment of neweasting teehnology,it 15 imPortant     

镁合金消失模铸造成形技术的研究现状及进展

消失模铸造成形技术作为镁合金一项有发展前途的铸造新技术,其开发成功对于推动镁合金的广泛应用具有重要的意义.本文综述了近年来国内外针对镁合金消失模铸造成形技术在充型过程、组织和性能控制等方面的研究概况,并重点分析了工艺因素对充型过程的影响,指出了该技术目前还存在的问题,并对其今后的研究方向进行了展望.     

镁合金调压铸造充型能力的研究

调压铸造作为一种先进的铸造技术,具有充型能力强,补缩能力高等优点,有望在镁合金大型复杂薄壁铸件的生产中发挥重要作用.通过浇注镁合金薄板试样,将调压铸造技术与低压铸造、差压铸造和重力铸造技术的充型能力进行了对比,发现调压铸造能够提供最为优异的充型能力;分析表明,较低的型内反压是提高调压铸造充型能力的主要原因.     

薄壁铝合金铸件铸造用的移动磁场感应器

阐述了移动磁场发生器在薄壁铝合金铸件充型的原理、所用设备及其基本结构、绕组形式和制造关键；研究了移动磁场发生器的电磁特征及磁场空间分布规律；总结了移动磁场铸造的技术特点，在与金属型铸造、压铸比较的基础上，讨论了移动磁场铸造的主要优点及其适用范围。     

铝合金薄壁件真空吸铸充型能力的研究

充型能力是影响真空吸铸薄壁铸件成形生产的重要因素.本研究通过铝合金薄板件的浇注试验,对比了真空吸铸和低压铸造的充型能力差异,研究了真空吸铸条件下真空度大小、充型速度及壁厚对充型能力的影响规律.结果表明:真空吸铸具有优良的充型能力,较低的型内反压是充型能力提高的主要原因;此外,真空度和充型速度的增大有助于提高反重力浇注铝合金薄壁件的充型能力,提高幅度与壁厚有密切关系.     

移动磁场感应器及其在薄壁铝合金铸件中的应用

阐述了移动磁场发生器在薄壁铝合金铸件充型中的原理、所用设备及其基本结构、绕组形式和制造关键,研究了移动磁场发生器的电磁特征及磁场空间分布规律,总结了移动磁场铸造的技术特点,在与金属型铸造、压铸比较的基础上,讨论了移动磁场铸造的主要优点及其适用范围。     

行波磁场对水平连铸铜板坯结晶器内熔体受力和流动的影响

对行波磁场下连铸锡磷青铜的流动过程进行了数值模拟。结果表明,行波磁场的电流强度仅影响金属液的流动速度,电流强度与流动速度成正比变化;行波磁场的电流频率不仅影响金属液的流动速度,而且影响金属液的流动形态;对于二流水平连铸,施加行波磁场时需要考虑两个磁场之间的相互作用,通过调整通电方式可以避免不利影响。