水玻璃加入量对微波硬化砂强度及溃散性影响的试验研究

采用微波加热技术来加热硬化水玻璃砂,对比分析了水玻璃的加入量对砂型试样抗拉强度和残留强度的影响规律。试验结果表明,在539W微波功率加热条件下,水玻璃砂的抗拉强度随着水玻璃加入量的增加而强度上升;在相同微波加热条件下,水玻璃砂的残留强度也随着水玻璃加入量的增多而增大。     

基于酯硬化碱性酚醛树脂的无模砂型打印

选择一种酯硬化碱性酚醛树脂进行单道砂型打印和基础零件打印。针对阶梯痕问题,将无模砂型打印成形技术与切削加工技术结合,进行了无模砂型复合成形实验。实验结果表明:打印单道砂型时,随着预混固化剂含量的增加,砂型截面固化宽度增大,固化厚度减小;随着喷头移动速度的增大,砂型固化截面固化宽度与厚度都减小;基于酯硬化酚醛树脂的无模砂型打印是可行的;基于打印与切削的无模砂型复合成形技术,可以增大砂型打印分层厚度,提高打印效率,解决砂型打印表面的阶梯痕问题。     

基于喷墨3D打印的铸造砂型（芯）成形工艺参数应用研究

通过正交试验的方法研究了材料(旧砂比例)、工艺参数(打印层厚、X方向分辨率)对铸造型(芯)初始抗拉强度的影响规律。研究发现:增大旧砂比例砂型强度有所下降;随着打印层厚的增大,强度逐渐减小,灼减量减小;X方向分辨率与粘结剂加入量有关,随着X方向分辨率的减小,粘结剂加入量增大,强度增大,灼减量增大。另外,打印层厚对强度影响最大,X方向分辨率次之,旧砂比例最小。最终确定最佳打印参数为:旧砂比例30%、层厚0.28 mm、X方向分辨率0.09 mm,基于该参数打印的砂型(芯)能够很好地满足铸造要求。     

真空浸渗水玻璃对选择性激光烧结覆膜砂强度的影响

采用真空浸渗工艺,对已固化覆膜砂型浸渗不同浓度的水玻璃/二氧化硅混合液,测试了混合液浓度对覆膜砂型的常温抗拉强度和高温残留强度的影响,利用高倍率影像测量仪观察并比较了不同浓度的混合液在覆膜砂型中的形貌分布变化。研究结果表明,真空浸渗工艺能使水玻璃/二氧化硅混合液完全渗透进砂型内部,混合液硬化后,试样的常温抗拉强度最高达到8.38 MPa,强度增加超过5 MPa;在1 000℃高温,加热5 min的条件下,含有水玻璃的试样仍有较高的强度,试样表面完整,没有任何砂粒脱落,同时保持一定的溃散性。     

一种3D砂型打印用高强度耐高温酚醛树脂的合成及其使用性能研究

合成了一种3D砂型打印用酚醛树脂,探究了其常温强度、耐高温性、可使用时间、稳定性等使用性能。结果表明,该酚醛树脂的常温强度高、粘度低、耐高温性能优异、能够实现快速硬化、体系稳定,是一种性能优异的新型3D砂型打印用酚醛树脂粘结剂。     

复合硬化改性水玻璃粘结剂的研究

以钠水玻璃作为粘结剂主体,为了提高粘结剂的抗拉强度,对水玻璃进行了有机改性,通过对比试验确定了改性剂的种类,通过正交试验确定了改性剂的最佳配比。研究结果表明,复合改性水玻璃粘结剂的最佳配比(质量分数)为:水玻璃∶KOH∶葡萄糖∶山梨醇∶M剂=100∶10∶1.0∶1.0∶1.5,其粘度为450 mPa·s,密度为1.53 g/cm3。在改性水玻璃粘结剂加入量(占砂重)2%,采用吹CO2气体+压缩空气+粉状促硬剂的复合工艺进行硬化,其中粉状促硬剂加入量0.4%,吹气时间60 s条件下,试样的即时抗拉强度可达到0.30 MPa,4 h抗拉强度可达到0.82 MPa,24 h抗拉强度达到1.08 MPa以上。本研究的粘结剂无毒环保、硬化快速,所得混合料流动性良好,砂芯(型)表面光滑、溃散性良好,综合工艺性能优良。     

工艺参数对微波硬化水玻璃砂溃散性影响的试验研究

采用微波加热技术硬化水玻璃砂,用电阻炉加热模拟型芯在铸造过程中的受热情况,测试砂型试样的溃散性,分析水玻璃加入量和水玻璃模数对微波硬化水玻璃砂残留强度的影响规律。结果表明,在微波加热功率为539 W、微波加热时间为20 min、电阻炉中保温时间为10 min的条件下,当水玻璃加入量在5.0%~2.0%范围内,每下降1.0%时,砂型试样的残留强度平均值下降约5.0%;水玻璃的模数由2.3增加到2.5时,砂型的残留强度平均值有所降低。采用微波加热新工艺提高了水玻璃的粘接效率,降低了水玻璃的加入量,改善了水玻璃砂的溃散性。     

选择性激光烧结成型技术制备低导热高强度石墨陶瓷复合型

传统的水玻璃砂型回收利用率低,会对土壤环境造成严重碱性污染,为了消除污染源、减轻环保压力,采用选择性激光烧结成型技术快速制备一种低导热高强度石墨陶瓷复合型以替代水玻璃砂型.研究了热固性酚醛树脂粉末加入量对石墨陶瓷复合型素坯成型工艺性的影响,通过加入高纯硅粉和可膨胀石墨粉末对石墨陶瓷复合型的导热性能和抗压强度进行调控.结果表明:适当的酚醛树脂加入量有助于保证复合型素坯的成形精度和抗弯强度,石墨陶瓷复合型的抗压强度和导热系数随着硅粉加入量的增加而增大,而随着可膨胀石墨粉末的加入量的增加而减小.当酚醛树脂粉末、高纯硅粉和可膨胀石墨粉末加入量分别为30 mass％、25 mass％和1 mass％时,复合型具有较低的导热系数(1.89 W?m-1?K-1)和较高的抗压强度(10.54 MPa),铸钢件浇铸实验表明新型石墨陶瓷复合型能够多次重复使用、安全环保、使用成本远低于传统的水玻璃砂型.     

选区激光烧结用覆膜锆砂的制备及其SLS成形工艺研究

采用冷、热法制备了覆膜锆砂,并进行了选区激光烧结成形工艺研究,着重探讨了单层扫描面积和激光功率对SLS覆膜锆砂砂型抗拉强度的影响。结果表明:在树脂含量相等条件下,相对于冷法,热法制备的覆膜锆砂的SLS成形砂型抗拉强度明显更高;单层扫描面积对覆膜锆砂砂型抗拉强度影响显著,随着扫描面积的增大,在同样烧结参数下,其成形初强度由0.27 MPa迅速下降到0.04 MPa;而激光功率是决定覆膜锆砂砂型抗拉强度的关键因素,115/170目覆膜锆砂粘结剂含量为2%的条件下,扫描面积约1 900 mm~2,合适的激光功率为35 W,成功制备覆膜锆砂砂型,并浇注出轮廓清晰、表面光亮的钛合金铸件。     

水玻璃砂微波硬化强度的试验研究

采用微波加热技术来加热硬化水玻璃砂,通过改变水玻璃的加入量、调整微波加热时间和加热功率等工艺因素,分析微波加热对砂型试样抗拉强度的影响规律。试验结果表明,采用539 W功率加热,水玻璃的加入量为3.0%时,其抗拉强度在25 min时达到的最大值为1.11 MPa,可满足型砂的使用要求。     

喷墨砂型3D打印机耗材分析及工艺研究

对喷墨砂型3D打印机的进口耗材和国产耗材进行研究对比,测试分析了原砂的硅含量、微观形貌、粒度分布、含水量、堆积密度、表观密度,检测了树脂及粘结剂的pH值、粘度指标,探究了进口耗材和国产耗材打印时的配比工艺及国产树脂的改性方法。结果表明,国产原砂与进口原砂的性能相近,可以直接代替进口原砂。粘度是树脂的一个重要指标,需要与打印机核心部件打印喷头相匹配,进口树脂的粘度在15 mPa·s左右,国产树脂的粘度在25 mPa·s左右,因此需对国产树脂进行改性处理才可用于打印。通过设计关于原砂种类、树脂种类、树脂配比3个因素的正交试验,制备标准8字块试样并测试抗拉强度、发气量,发现树脂的配比因素对砂型抗拉强度的影响最大,当制备的标准8字块使用加入量为2%国产的呋喃树脂和国产硅砂作为原材料的制备工艺时,砂型的抗拉强度满足使用要求。通过国产树脂进行改性试验,发现10%为最佳的改性剂加入量,此时砂型仍有足够的强度,同时达到改性的目的。     

C5210磷青铜薄板成形行为的尺度效应（英文）

为研究厚度、晶粒尺寸对C5210磷青铜薄板力学性能和成形性能的影响,通过不同温度退火热处理得到不同晶粒尺寸的试样,然后在常温下对具有不同厚度和晶粒尺寸的试样进行单向拉伸试验。结果表明:当厚度在50~800μm范围内,材料的屈服强度随着厚度的减小而增大,而加工硬化指数和伸长率随着厚度的减小而减小,提出了描述屈服强度随厚度减小而增大关系的修正模型;材料的屈服强度随着晶粒尺寸的增大而减小,但加工硬化指数随着晶粒尺寸的增大而增大,伸长率则随着晶粒尺寸的增大先增大到一个峰值后再减小。通过扫描电镜观察拉伸试样的断口形貌发现所有试样断裂方式均为韧性断裂,并且随着厚度的增大断口韧窝的密集度增大,而晶粒尺寸越大的试样断口韧窝密集度越小。     

水玻璃加入量对VRH-CO_2法硬化水玻璃砂的影响

采用VRH-CO2法硬化水玻璃砂,在一定真空度和CO2吹气压力条件下,研究了水玻璃加入量对试样抗拉强度的影响规律,并用扫描电镜观察了试样断口形貌及砂粒表面水玻璃膜的特征。研究结果表明,在0.056 MPa的真空度及0.04 MPa的CO2气体压力下,水玻璃砂抗拉强度随水玻璃加入量的增加而增大,随着保压时间的延长,抗拉强度略有降低。试样失效形式为脆性断裂。     

新型铝合金机械零件的锻造工艺优化

以不同的等温锻造温度和变形量成形了6082-0.5Ti新型铝合金件,并进行了力学性能和显微组织的测试与分析。结果表明,与420℃等温锻造相比,采用480℃等温锻造的试样抗拉强度和屈服强度分别增大29 MPa和26 MPa,断后伸长率减小1.6%,平均晶粒尺寸减小5.7μm;与变形量40%相比,采用60%变形量锻造的试样抗拉强度和屈服强度分别增大25 MPa和19 MPa,断后伸长率减小1.8%,平均晶粒尺寸减小6.1μm。6082-0.5Ti铝合金的等温锻造温度和变形量分别优选为480℃和60%。     

典型硬化工艺水玻璃砂型吸湿机理研究

吸湿性强是水玻璃砂工艺的一个较难解决的问题,尤其在我国南方的梅雨季节,型砂的吸湿性给生产带来了很大的麻烦,如砂型的硬透性差、易产生蠕变等。测试了粉末硬化、酯硬化、微波硬化三种典型水玻璃砂型,存放于高湿度环境中的吸湿量、强度变化情况及强度损失率;通过XRD测试了三种典型水玻璃砂硬化工艺粘结剂膜的成分,分析了它们的吸湿机理;讨论了三种典型硬化水玻璃砂工艺吸湿后的强度损失机制,为解决水玻璃砂型的吸湿性问题奠定了理论基础。     

树脂渗透对砂型3D打印成型精度影响机理研究

研究了树脂渗透对砂型3D打印成型精度的影响,提出对应的理论模型,并进行实验验证.结果 表明:树脂渗透通过树脂加入量、水力半径和铺砂厚度影响砂型打印成型精度,与成型尺寸无关.随着树脂加入量的增大,树脂渗透压力增大,尺寸误差增大;固化剂含量与型砂颗粒直径的增大均会导致型砂水力直径增大,进而导致尺寸误差变大;铺砂层厚的增大导...     

聚丙烯酰胺对磷酸盐粘结剂及其热硬砂的性能影响

通过聚丙烯酰胺对现有的磷酸盐粘结剂进行改性研究，采用射芯机制样，模具加热使试样固化成形。研究了聚丙烯酰胺水溶液的浓度对磷酸盐粘结剂的粘度、型砂流动性、型砂试样的强度、抗吸湿性、发气性的影响。结果表明，聚丙烯酰胺改性磷酸盐粘结剂，能有效提高型砂试样的强度和抗吸湿性，试样在相对湿度为50%～60%时，放置24 h后抗弯强度下降率不超过20%，粘结剂的粘度降低，型砂流动性也有所提高。     

数字化柔性挤压成形工艺对砂型性能影响规律的研究

为了使数字化柔性挤压砂型具有优良的砂型性能,研究了砂型数字化柔性挤压成形工艺对砂型性能的影响规律。结果显示:树脂含量较低时,砂型抗拉强度随着挤压压强的增大而增大;当树脂含量大于2.4%时,砂型抗拉强度随着挤压压强的增大而减小。随着树脂含量的增大,砂型的抗拉强度升高。在树脂含量相同条件下,砂型透气性随着挤压压强的升高而降低;在挤压压强相同的情况下,砂型透气性随着树脂含量的升高而降低。在树脂含量一定的前提下,挤压压强小于0.15 MPa时,砂型紧实度随着挤压压强的增大而增大;当挤压压强大于0.15 MPa时,挤压压强对砂型紧实度的影响较小。     

碱对CO2固化甲阶酚醛树脂粘结剂性能的影响

利用溶液粘度和砂芯抗压强度的测定，粘结桥断口的扫描电镜（SEM）和盐成分的电子能谱（ESCA）分析，研究了碱在CO2固化甲阶酚醛树脂粘结剂中的作用及对性能的影响。结果表明：碱是甲阶酚醛树脂水溶液的一种有效分散剂，与NaOH和Lioh相比，用KOH配制的树脂溶液粘度较低，随着KOH浓度的增大，树脂溶液的粘度逐渐增大，粘结剂的粘结强度则先增大，后减小，在25%时出现极大值；在强碱性粘结剂的作用下，砂粒表面会部分溶解，溶解部分固化后与粘结剂中的碱一起形成复盐；碱对甲阶酚醛树脂/硼砂水溶液的稳定性有较大的影响，只有在较强的碱性条件下体系才能稳定存在。     

工业纯铝在室温和深冷轧制条件下的微尺寸效应

对1060工业纯铝分别进行室温轧制和深冷轧制,取成品厚度为300、200、100、50和25μm 5组试样进行拉伸试验。结果表明,经过室温轧制的轧件,当其厚度减薄至100μm时出现微尺寸效应,即厚度大于100μm时随厚度减小抗拉强度增大,厚度小于100μm时随厚度减小抗拉强度减小;发现100μm是纯铝室温轧制时出现尺寸效应的临界值。与室温轧制相比,经过深冷轧制轧件微尺寸效应的临界值相同而表现形式不同,厚度小于临界值100μm后其抗拉强度随厚度减小而增加的速度加快。在相同厚度条件下,深冷轧制后的轧件比室温轧制的晶粒内部亚结构更细小,分析认为这是其强度高于室温轧制的一个原因。