真空低压消失模壳型铸造失模工艺优化研究

针对真空低压消失模壳型铸造工艺中采用的薄壳在失模中易于开裂现象,对失模工艺进行系统研究,考察失模方式、温度对薄壳失模的影响,并结合EPS泡沫材料热失重分析和泡沫模温度场分布规律,分析薄壳开裂机制。结果表明:随炉升温失模过程中,型壳失水收缩缓慢,强度逐渐提高,型壳不易开裂;高温400℃以上直接放入失模,型壳放入不久均开裂,主要由于型壳急速失水收缩受阻所致,而经长时间预烘型壳高温直接放入失模,型壳不开裂;低温250~300℃直接放入失模,型壳收缩相对较慢,主要受到泡沫模的膨胀力作用,膨胀力与失模温度,时间及泡沫模有关。得到低温直接放入时模样厚度与失模温度关系式,模样越厚,所需失模温度越低。     

高温合金电磁软接触近净成形定向凝固研究

传统高温合金叶片类铸件制备过程中,熔体长时间受到陶瓷模壳材料的污染,性能难以提高,借助于电磁软接触成形技术中的电磁压力使高温合金熔体呈半悬浮状态,减少了熔体与磁模结晶器的接触面积和时间,提高了合金熔炼和成形的纯净度,同时将该技术和定向凝固技术相结合开发了一种实现高温合金复杂形状电磁软接触成形定向凝固的工艺,并探讨了该工艺下3种结晶器材料（陶瓷、磁模和石墨）中磁感应强度的分布规律,结果表明,石墨套高度对磁模结晶器磁感应强度的大小和分布以及熔体温度场有很大影响。通过调整上下线圈功率和抽拉速度等工艺参数成功地制备了大小两种近叶片形状的高温合金电磁软接触成形的定向凝固样件。．     

过共晶铝硅合金半固态挤压铸造近终成形技术研究

研究了AI-Si(质量分数为24.3%和AI-Si(质量分数为29.2%)合金在机械搅拌作用下初晶硅形貌变化的工艺参数,半固态料坯的制备方法和半固态挤压成形的工艺方法.实验结果表明:605℃是该成分范围的过共晶铝硅合金合适的半固态搅拌温度,在该温度下恒温搅拌50min可有效地改变板条状初晶硅的形态,获得平均直径为200μm的球状化的初晶硅;在上述优化的半固态工艺条件下采用挤压铸造工艺获得了优质的近终成形圆盘形零件.     

熔模精密铸造技术研究进展

熔模精密铸造是一种原料利用率高的近净成形技术,适合难加工类零件和复杂薄壁件的精密成形,是航空航天、先进制造等领域高附加值精密部件的重要生产技术。以高温合金、钛合金和钛铝金属间化合物为例,概述了熔模精密铸造技术在航空发动机叶片领域的应用,综述了型壳材料与型芯成形等技术的发展历史与研究现状。主要围绕耐火材料介绍了高温合金、钛合金等金属精密铸造型壳技术的特性与优缺点,重点介绍了氧化物陶瓷型壳的发展情况,最后结合金属-陶瓷界面反应和铸件氧含量控制这两个突出问题,评述了熔模精密铸造技术目前存在的难题与发展前景。     

机械振动和半固态等温热处理对消失模 AZ91 D 组织的影响

研究了不同浇注温度下消失模铸造 AZ91 D 镁合金试样,在振动凝固和“ 振动凝固+ 半固态热处理冶 条件下组织的变化情况。 结果表明,对不同浇注温度下消失模铸造 AZ91 D 镁合金试样实施振动凝固都能细化试样的显微组织,且在浇注温度为 740 ℃ ,振动力为 1 . 5 kN 时细化效果最好;对经振动和不振动凝固的试样进行半固态等温热处理,两者的组织都能得到球化,且随着等温时间的延长,两者的组织都会合并长大,其中半固态等温热处理的较佳工艺为 570 ℃ 下保温 10 min。     

金属材料挤压铸造成形技术的研究进展

挤压铸造技术是一种结合了铸造和塑性加工特点的短流程、高效、精确成形技术,广泛应用于机械、汽车、家电、航空、航天、国防等领域生产高性能和高精度的零件。首先简要介绍了金属材料挤压铸造成形技术的特点和历史。重点分析了液态金属压力下结晶的物理冶金行为和力学过程,此外,还总结了挤压铸造技术涉及的材料体系、挤压铸造过程的工艺参数优化、挤压铸造过程的零件成形、挤压铸造过程的数值模拟、挤压铸造成形装备研究方面的研究进展。最后展望了金属材料挤压铸造成形技术的发展重点。     

铸造多晶硅制备技术的研究进展

近年来,由于低成本、低耗能和少污染的优势,铸造多晶硅成为主要的光伏材料之一,越来越受到人们的广泛关注.系统论述了太阳能级多晶硅制备技术的研究进展,重点介绍了目前铸造多晶硅制备技术,如浇注法(Ingot casting)、定向凝固法及电磁感应加热连续铸造法(EMCP).另外,着重阐述了铸造多晶硅中磷和硼的提纯、多晶硅晶粒组织中晶界和位错的形成与控制以及定向凝固的数值模拟技术,讨论了铸造多晶硅材料的研究现状和存在的问题,展望了今后的发展方向.     

《特种铸造及有色合金》征订启事

《特种铸造及有色合金》杂志,是中国科学技术协会主管、中国机械工程学会主办的全国性期刊,为国内外权威数据库及检索系统收录,并获得全国优秀科技期刊一等奖、国家期刊奖和新中国60年有影响力的期刊。本刊主要报道各种(黑色和有色合金)特种铸造方法,如:熔模铸造,压铸,低压铸造,挤压铸造,差压铸造,半固态铸造、金属型铸造,离心铸造,连续铸造,壳型铸造,消失模铸造(实型铸造)及电磁铸造等方面的理论、工艺、设备、造型材料、测试与控制、计算机应用技术等;各种(砂型铸造及特种铸造)有色合金及复合材料的熔炼和铸造工艺、凝     

太阳能级单晶硅铸造技术研究进展

随着常规能源日益枯竭、环境问题不断加剧,世界各国对可再生能源进行了大量的研究,并把大力发展新能源和可再生能源作为重振经济的重要途径。正因如此,太阳能光伏以其环保、高储量、安全及潜在的经济性成为大家所关注的焦点。在德国削减光伏补贴的预期下,中国硅片出口猛增,导致国内市场供应出现缺口,硅片价格因此大涨,不过,专家分析认为多晶硅价格仍会有回落。故而,降低原料制造成本是维持光伏行业稳步发展的重点。     

铸造用TiAl母合金制备技术研究进展

目前,新型轻质高温结构材料TiAl合金铸造部件已经进入工业化生产阶段,急需工业级铸造用TiAl母合金的制造技术和评估体系作为支撑。结合了钢铁研究总院铸造TiAl合金工程化研究和应用成果,概述了国内外铸造TiAl合金材料和部件的工程化应用现状,在此基础上,提出了铸造TiAl母合金的化学成分、规格等技术要求,并进一步对比分析了2次自耗熔炼、自耗熔炼+凝壳熔炼、自耗熔炼+凝壳熔炼+自耗熔炼等母合金制备工艺的优缺点,最后提出了工业级铸造TiAl母合金的技术发展方向。     

镁合金消失模铸件表面膜成分及其结构

采用X射线光电子能谱技术(XPS)对消失模镁合金铸件的表面成分进行了测定,结果表明消失模镁合金铸件表面元素成分为Mg、Al、C、O、Si;结合对镁合金液和消失模样界面间的化学反应分析,揭示了消失模镁合金铸件表面是由MgO、Al2O3、SiO2和无定型C等组成的一层薄膜,即消失模镁合金铸件表面的Al2O3-SiO2-MgO-C复合膜;该复合膜对提高镁合金表面的防腐蚀性有很好的作用;提出了镁合金消失模表面膜的结构模型.这些结果表明,消失模技术作为镁合金零件的成形方法具有独特的优势.     

铸铁模消失模铸造过程数值模拟及组织性能研究

运用View cast对所设计的铸铁模消失模铸造工艺进行数值模拟,预测工艺方案所产生的缩孔、缩松的大小和位置。模拟结果显示,铸件实现了顺序凝固,无明显缩孔、缩松缺陷。此外,铸件设置加强肋保证了铸铁模在使用过程中不会因冷热交变产生挠曲变形。利用消失模铸造生产的铸铁模组织以针状铁素体和珠光体为主,加热至500℃、700℃,试样组织和硬度没有明显变化,加热至900℃时发生了铁素体向奥氏体转变,冷却后生成均匀分布的珠光体以及细小的铁素体。氧化实验分析发现,温度对试样的氧化速率有较大影响,主要是因为不同温度下试样表面生成不同的氧化膜,使试样的氧化速率有较大的差异。     

TMF criteria for Lost Foam Casting aluminum alloys

The purpose of this paper is to define a thermo‐mechanical fatigue criterion in order to predict the failure of aluminum alloys components issued with the lost foam casting process and used in particular in the automotive industry. The microstructure of the studied materials (A356–A319 aluminum alloys) is clearly affected by the lost foam casting process which can directly affect the mechanical properties, the damage mechanisms and the fatigue failure of specimens and components. The major problem in defining a predictive fatigue criterion in this case is the fact that it should be applicable for the component which is submitted to complex multiaxial thermo‐mechanical loadings. Since many years, energy‐based criteria have been used to predict fatigue failure of this class of materials. Then, different energy‐based criteria are tested in order to take into account different types of triaxiality and mean stress effects corrections. The fatigue lifetime results predicted by both of them show a good agreement with experimental results.     

台车消失模铸造过程数值模拟及组织性能研究

运用View cast模拟软件对烧结机台车消失模铸造过程进行数值模拟,预测铸造工艺所产生的缩孔、缩松的位置和大小。模拟结果表明,铸造工艺实现了铸件的顺序凝固,铸件没有产生缩孔、缩松等缺陷,铸件组织致密,符合技术要求。观察材料的组织发现,铸态组织主要以铁素体、珠光体以及球状石墨为主,加热至500℃、700℃组织和硬度没有发生明显变化;当加热至900℃时发生相变,产生破碎状铁素体和网状铁素体,硬度显著增大。氧化实验分析发现,温度对试样的氧化速率有较大的影响,主要因为不同温度下试样表面生成不同的氧化膜,使试样的氧化速率有较大的差异。     

真空增压铸造对Mg-Y-Nd-Gd-Zn-Zr合金工艺性能和力学性能的影响

目的通过真空增压工艺改善Mg-Y-Nd-Gd-Zn-Zr合金的铸造性能和力学性能。方法采用螺旋法、热裂环法、线收缩率测试方法,分别测试了不同真空度、浇注温度、凝固压力下合金的流动性、热裂倾向和收缩率。采用万能拉伸机测试合金的力学性能,采用金相显微镜观察合金的显微组织,采用截线法测量平均晶粒尺寸。结果重力下Mg-Y-Nd-Gd-Zn-Zr合金的螺旋长度为240~270 mm,裂环宽度为10~15 mm;真空下的螺旋长度为245~330 mm,裂环宽度为7.5~12.5 mm;凝固压力从0.2 MPa提升至0.8 MPa,合金的抗拉强度从320 MPa提升至335 MPa,断后伸长率从4.5%提升至6.0%。结论提高真空度、浇注温度,可显著提升合金的充型能力;提高凝固压力、降低浇注温度,可明显降低合金的热裂倾向;凝固压力越高、真空压力转换时间越短,合金的组织越致密,力学性能越高。     

涂料性能对干砂消失模铸造铝合金充填能力影响的研究

本文研究了涂料的保温性和透气性对铝合金千砂消失模铸造充填能力的影响。涂料的保温性和透气性均严重影响铝合金的有效充填能力;仅有高保温性或高透气性的涂料不能提高合金的有效充填能力;只有当涂料的保温性和透气性有恰当匹配关系时,才可以获得良好的有效充填能力。     

复杂薄壁铝合金精铸件浇铸工艺研究

以某一复杂,薄壁零件为对象,根据铸造过程数值模拟的结果,优化工艺参数和浇注方案,采用真空吸铸,加压凝固技术,研制出形状完整,冶金质量符合要求的铸件。     

Modeling of Mold Filling and Solidification in Lost Foam Casting

Based on the characteristics of the lost foam casting (LFC) and the artificial neural network technique, a mathematical model for the simulation of the melt-pattern interface movement during the mold filling of LFC has been proposed and experimentally verified. The simulation results are consistent with the experiments in both the shapes of melt front and filling sequences. According to the calculated interface locations, the fluid flow and the temperature distributions during the mold filling and solidification processes were calculated, and the shrinkage defect of a lost foam ductile iron casting was predicted by considering the mold wall movement in LFC. The simulation method was applied to optimize the casting design of lost foam ductile iron castings. It is shown that the model can be used for the defects prediction and for casting design optimization in the practical LFC production.     

原镁直接熔炼生产镁合金压铸件的工艺进展

简述了我国镁合金压铸件生产现状，分析了从原镁到镁合金压铸件的工艺过程及存在的问题；讨论了全封闭式熔化及浇注集成化方法、合金化阻燃技术和半固态成形技术等三种工艺优化方法。