铝合金低压铸造用钛酸铝陶瓷升液管的制作

利用XRD研究了采用不同稳定剂制备的钛酸铝陶瓷在850℃/500h的热分解率。发现采用复合稳定剂Y203＋MgO制备的钛酸铝陶瓷材料在铝熔体中850℃/500h的热分解率仅为4.3%，具有良好的热稳定性。利用该材料所制备的低压铸造陶瓷升液管，在700-900℃的热稳定性优良，可稳定运行60d不破坏。     

低压铸造升液管优化的水模拟

用水模拟低压铸造中的合金液，研究了升液速度、升液管结构尺寸对充型流动形态的影响。结果表明，型腔有效截面积S4一定时，升液管内径D1较大有利于低压铸造实现快速平稳充型。当D1〈5．0cm时，升液管内截面积S1与升液管出口截面积S2比值应小于1．6；型腔有效截面积S4与升液管出口截面积S2比值对充型流动形态的影响比升液管结构的影响显著，S4：S2应小于40。当Dt〉5．0cm时，S1：S2应小于3，升液管结构的影响变得重要，可采用适当锥度的锥形口来优化升液管的结构。一般S4：S2应小于25。     

低压铸造升液过程仿真技术研究

提出了数值法求解伯努利方程的算法,利用该方法能够分析整个低压铸造升液过程中升液管内的速度分布和压力分布,实现对低压铸造升液过程的仿真。从而解决了实际生产条件下,无法用解析法求解伯努利方程的难题。为优化低压铸造加压工艺,提高铸件质量提供了科学的手段。     

钛酸铝陶瓷材料在铝熔体中的抗热震行为及热膨胀特性的研究

钛酸铝陶瓷材料具有低膨胀、抗热震和与有色金属熔体不润湿等特性，是制备铝合金低压铸造机用易损件升液管、中间管，以及铝熔体熔炉内腔的首选材料。作者模拟升液管的应用条件，将钛酸铝陶瓷试块浸润到铝熔体中(750℃)，周期性间隔lh取出，测试其室温抗弯强度和热膨胀性能的变化，研究了钛酸铝陶瓷材料的抗热震性能。发现钛酸铝陶瓷经历最初的热震时，强度变化较大，但抗弯强度仍保持在30MPa左右，经历10次浸润和热震后，强度基本恒定，约为初始抗弯强度(36MPa)的80％，抗热震性能优良，可以适应铝合金低压铸造的间歇应用。     

石膏型抗热震性研究

研究了焙烧后的石膏型在高温激热时的裂纹情况,并基于石膏铸粉和焙烧曲线对精密铸造石膏型抗热震性性能进行了分析.结果表明,缩短石膏的焙烧时间,尤其是提高石膏及填料晶型转变时的加热和保温温度,会增加试样在激热情况下产生裂纹的倾向性.降低石膏的含量,会部分降低石膏型的强度.增加铝矾土含量,可以增加石膏型整体的耐火度,增加玻纤和硅溶胶等能增加石膏型的强度,且能阻止裂纹进一步扩大.降低石英的含量,可以提高石膏型在1 100 ℃时的抗热震性.     

添加熔融石英对MgO材料抗热震性的影响

研究了不同粒度的熔融石英对MgO材料抗热震性的影响，采用XRD和SEM进行了矿物组成和显微结构分析，同时比较了热震前后试样孔径分布的变化。结果表明，加入熔融石英颗粒的试样，热震后抗折强度和耐压强度保留率明显大于未添加试样和添加熔融石英细粉试样的强度保留率。添加熔融石英后试样的热膨胀系数变小，高温下熔融石英粉易与MgO反应生成镁橄榄石，促进了试样烧结使致密度提高，由于热膨胀系数不匹配因而在熔融石英颗粒周边形成明显的微裂纹圈。因为微裂纹吸收热应力的作用，所以，加入熔融石英颗粒和细粉可以提高MgO材料的抗热震性，相比之下，添加熔融石英颗粒时效果更明显。     

氧化镁陶瓷抗热震性能

以氧化镁为原料并添加稀土氧化物、CaO、V_2O_5、ZrO_2和Al_2O_3等烧结助剂,采用不同温度煅烧粉体,造粒、成型和烧结后,制备了致密的氧化镁陶瓷试样.随后,将加热的试样在水中急冷,经过不同次数后,观察样片表面开裂的情况.通过对样片密度、气孔率和硬度的测定,以及对试验材料显微结构的观察,分析了烧结助剂、粉体制备工艺和烧结工艺对氧化镁陶瓷抗热震性能的影响.     

铁硅金属间化合物套管抗热震性研究

为了证实铁硅金属间化合物套管良好的抗热震性能,本文将不同胶粘剂成型的铁硅金属间化合物套管,以及SiC冷静压烧结管在熔融铝液中进行了抗热震性对比测试,并用扫描电镜分析了断口形貌。实验结果表明:自配硅酸盐胶粘剂粘结的套管具有较强的抗热震性,但由于采用的是胶粘冷压成型工艺,粉体间结合力较低,其抗热震性不及SiC冷静压烧结管。断口形貌分析表明:各套管断裂方式不同,但都是由于缺陷的存在,诱发了裂纹的形成及扩展。     

铁硅金属间化合物套管抗热震性研究

为了证实铁硅金属间化合物套管良好的抗热震性能，本文将不同胶粘剂成型的铁硅金属间化合物套管，以及SiC冷静压烧结管在熔融铝液中进行了抗热震性对比测试，并用扫描电镜分析了断口形貌。实验结果表明：自配硅酸盐胶粘剂粘结的套管具有较强的抗热震性，但由于采用的是胶粘冷压成型工艺，粉体间结合力较低，其抗热震性不及SiC冷静压烧结管。断口形貌分析表明：各套管断裂方式不同，但都是由于缺陷的存在，诱发了裂纹的形成及扩展。     

低压铸造中液态金属的填充规律及其影响

分析了低压铸造中液态金属在升液管、坩埚、型腔中的流动现象。着重介绍了液态金属在底注式浇注系统充填型腔时的流动，以及其对铸件质量的影响。     

电流密度对铝合金微等离子体氧化陶瓷膜抗热震性能的影响

用微等离子体氧化方法在LY12铝合金表面制备了一层氧化陶瓷膜，然后用加热一淬冷的方法进行抗热震试验，研究了电流密度对陶瓷膜抗热震性能的影响，并结合SEM、XRD等手段对试验现象和膜层的结合强度进行了分析。结果表明：随着电流密度的增加，陶瓷膜的抗热震性能降低。     

钛合金PEO陶瓷膜的组成结构及其抗热震性能

在硅酸盐溶液中,采用类三角波形脉冲等离子体电解氧化电源,在TC4钛合金表面原位制备陶瓷膜层,利用XRD、SEM和能谱等研究了陶瓷膜层的组成和结构特点,利用热震实验研究了陶瓷膜层的抗热震性能.陶瓷膜层主要由金红石型和锐钛矿型TiO_2组成,反应时间增加,膜层增厚,表面放电孔道减少,孔径变大.能谱分析表明,陶瓷膜层中硅元素含量随着反应时间的增加而增多,钛元素含量的变化与之相反.在900～20 ℃热震条件下,膜层的抗热震性能随反应时间的增大而提高,在反应为25 min时,所制备的膜层抗热震性能最佳,继续延长反应时间,膜层的抗热震性能下降.热震试验使陶瓷膜层中晶相TiO_2含量增加,膜层表面出现裂纹.     

La2Ce2O7/YSZ热障涂层抗热震性能的陶瓷层厚度影响研究

采用实验和数值方法研究了陶瓷层厚度比对La2Ce2O7/YSZ(LC/YSZ)热障涂层热震性能的影响。实验结果表明,随着LC与YSZ厚度比的降低,涂层热震寿命显著提高,涂层失效区域逐渐向试样中心转移,剥离位置逐渐从两陶瓷层界面附近转移到LC内靠近上表面处。数值结果表明,界面边缘处较大的轴向应力与剪切应力易导致较大厚度比涂层边缘处剥落;LC表面中心区域较大的径向拉应力会导致垂直裂纹萌生,并伴随界面偏折,这是较小厚度比涂层自LC内部剥离的原因。     

膜基-体化耐高温蒙皮材料的制备及抗热震性能研究

采用电子束物理气相沉积技术(Electron Beam Physical Vapor Disposition, EB-PVD)通过连续蒸镀成功制备陶瓷ZrO_2涂层和以镍基合金为基体的一体化薄板材料.结果表明,ZrO_2涂层致密,具有柱状晶组织,无明显的织构存在.涂层与基体材料间有明显的成分连续梯度变化区域.抗热震性能测试结果显示,一体化材料的ZrO_2梯度涂层能明显延缓热震裂纹的形成和扩展,具有良好的抗热震性能.     

超高温陶瓷材料抗热冲击性能及抗氧化性能研究

研究了多种强韧化方法以提高超高温陶瓷材料抗热冲击性能,包括碳化硅晶须增强增韧、石墨软相增韧和氧化锆相变增韧。同时,还研究了碳化硅含量对超高温陶瓷材料的抗氧化性能影响。研究结果表明：碳化硅晶须和氧化锆的添加显著提高了材料的抗热冲击临界温差,而石豢软相的引入对抗冲击临界温差的影响不大,但显著提高了裂纹扩展阻力和强度保持率。高SiC含量超高温陶瓷材料在1800℃以下具有的优异的抗氧化性能,在更高的温度下,高与低的SiC含量对超高温陶瓷材料的抗氧化性能均不利,通过优化材料的组分以降低材料表面温度是提高超高温陶瓷材料的抗氧化性能的一个非常有效的途径。     

基于Taguchi方法的低压铸造铝合金车轮工艺优化

4／t用铸造模拟软件预测低压铸造铝合金车轮缩孔缩松缺陷，凝固时间、缩松缺陷等级作为质量指标，利用Taguchi方法优化低压铸造铝合金车轮工艺参数。Taguchi方法的目的是使用最少的试验次数获得铸件质量指标变化最小的最优化的工艺组合。研究了模具温度和浇注温度对缩松缺陷等级的影响。以某型车轮为例证明该方法的有效性，改变了长期以来铸造工艺完全靠经验获得的状况。     

摩托车铝合金减震筒液态挤压

采用液态挤压代替压力铸造及热挤压生产摩托车铝合金减震筒，不仅克服了压铸件内部容易形成气孔和氧化夹杂的缺陷，而且减少了热挤压的投资及提高了成品率。本文介绍了铝合金减震筒液态挤压的模具结构及设计参数，分析了液态挤压的工艺参数及选择依据。