铝硅合金的热分析系统关键接口技术及含气量实验研究

本文以386SX工控all－in－oneCPU卡和MCS-51单片机系统为核心,研制出了“铝硅合金液态质量快速检测仪”。系统整体结构为上下位机形式,同时发挥了上位机强的数据处理能力及数据转贮能力,及下位机数据采集精度高、抗干扰性能强的优点。利用环形缓冲区及中断工作方式,有效地解决了远程通讯中的信息流程问题。为了克服常规屏幕硬拷贝图形输出方法的不足,提出了虚拟屏打印技术,提高了微型打印图形和汉字的输出质量。系统地研究了液态ZL104合金中的气体含量对热分析特征值的影响。发现精炼之后,由于气体和夹杂含量的减少,热分析曲线上的初晶参数和共晶参数（形核温度、生长温度、过冷度等）均发生相应的规律性变化。初晶生长开始时,如果液态铝硅合金中气体含量达到一定程度,微分曲线上就会出现一个明显的尖峰。就亚共晶铝硅合金而言,可以把氢从液态合金中的析出当作一种相变过程来考虑,通过计算凝固过程中各种生成相的固相分数来评定合金液中的气体含量。实验表明,这种处理方法基本上可以满足热分析法评估液态铝硅合金含气量的要求。     

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.     

Ca、Y对ZK60镁合金阻燃性能的影响

研究了ZK60镁合金在单独和复合加入Ca、Y时的阻燃性能.结果表明,在Ca、Y单独加入时,合金阻燃性能随Ca、Y含量增加而提高.添加1.62%Ca,燃点提高171℃,添加2.95%Y,燃点提高253℃.复合加入时,添加1.96%Y1.05%Ca合金燃点达到了峰值,在845℃保温30min而不燃烧.XRD和SEM分析表明,含Ca镁合金氧化膜分三层,氧化膜主要由MgO和ZnO组成,含Y镁合金氧化膜主要由MgO、Y2O3和ZnO组成,Ca、Y复合加入时,由于Ca的第三元素效应使合金燃点大幅度提高,其氧化膜主要由MgO和Y2O3组成.     

液态金属双频电磁约束成形过程研究

利用高频－超音频和双高频的电磁场实现了液态金属双频电磁约束成形的工艺过程,达到了固态试样无接触加热熔化、初步约束成形和复杂形状熔体无模壳电磁成形的目的。在双频电磁成形过程中发现,高频－超音频双频电磁成形控制不仅优于单频电磁成形,而且比双高频电磁成形控制容易,2种频率的电磁场不同加热熔化和电磁成形功能都能加以发挥,并可单独加以调节。在试验中利用高频－超音频双频电磁成形工艺过程成功儿得了扁椭圆截面和弯截面复杂形状的双频无模电磁成形样件。     

Mg元素含量对Al-Cu-Mn-Mg合金过烧行为的影响

采用X射线衍射(XRD)、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等研究了不同Mg元素含量对Al-Cu-Mn-Mg合金过烧行为的影响。结果表明：Al-Cu-Mn-Mg合金发生过烧的原因是凝固过程中晶界处形成的低熔点共晶相Al₂CuMg在合金固溶处理时发生熔化和氧化。当Mg含量不超过0.45 mass%时,晶界区域不会形成Al₂CuMg相,525℃固溶处理12 h后合金未发生明显的过烧现象;当Mg含量超过0.45 mass%时,晶界区域的共晶组织中存在Al₂CuMg相,固溶处理后的Al-Cu-Mn-Mg合金开始出现过烧组织特征,而且Mg含量越高,过烧现象越明显,过烧区域尺寸越大。     

金属熔体电磁成形过程研究

以制备无污染的航空发动机叶片为背景 ,分析了金属熔体电磁成形定向凝固技术的原理 ,并以铝合金及 1Cr1 8Ni9Ti为研究材料 ,探讨了交流电磁场作用下金属熔体的感应加热熔化及约束成形过程 ,结果表明 :感应器结构决定其内部的磁场及电磁压力分布 ,感应器输入功率、熔体高度、上下液固界面位置、抽拉速度及冷却条件等参数综合影响金属加热熔化特性、熔体形状及其稳定性 ;通过控制合理的工艺参数 ,获得了截面为圆形及近似弯月面形、表面质量和内部定向组织良好的样件 .     

Al—Si合金热分析系统的研制

以工业控制计算机３８６ＳＸ－ａｌｌ－ｉｎ－ｏｎｅＣＰＵ卡和ＭＣＳ－５１系列８０３１单片机为核心，开发出了主从结构的热分析系统。系统集微型打印机，高分辨率彩色显示器，薄膜小键盘及电子盘于一体。     

涡流集渣现象的研究与分析

研究了涡流集渣原理，应用高分辨率对流格式数值模拟计算铸件充型过程的涡流。对实际的铁型覆砂铸造195曲轴在连杆轴颈处的局部夹杂形成原因引用数值模拟结果进行解释．改进浇注系统，消除局部夹杂。     

铝合金熔体旋转喷吹除气净化设备的研制

针对铝合金熔体除气净化方面存在的问题,对铝合金熔体旋转喷吹除气净化设备进行研究。对设备主体的各个组成部分进行了分析与设计,尤其是对旋转喷吹组件的设计,提出了在转杆内部安装一条进气管道,降低管道内部温度,有效防止喷射熔剂因高温变软堵塞喷头。对设备气路系统,重点从气路系统的进气环节和调节环节进行设计,提出利用数字组合阀原理进行间断性改变进气流量的思路,可在一定旋转速度下,增加进气流量而不引起铝合金熔体翻腾。从硬件和软件方面对设备先进控制技术方案进行了研究。硬件方面利用西门子PLC对控制系统各组成环节控制原理与方法进行研究。软件方面采用西门子S7-200系列编程软件STEP7编写了设备控制软件。同时,充分考虑设备安全可靠性,设计了手动控制和自动控制两种模式,在自动控制模式下设计紧急停止,防止紧急情况下不良后果恶化。     

高温合金叶片类铸件电磁软接触成形过程研究

传统高温合金叶片类铸件制备过程中，熔体长时间在陶瓷模壳材料中保温，易受其污染，而借助于交变电磁场与液态金属相互作用产生的电磁压力可使高温合金呈半悬浮状态，减少了熔体与磁模结晶器的接触面积和时间，能尽可能避免污染的产生。将该方法和定向凝固技术相结合，提出了1种实现高温合金复杂形状电磁软接触成形的定向凝固工艺，探讨了该工艺下不同结晶器材料、磁化套高度及其所加方位对线圈中磁感应强度的影响，并在实验室中成功制备出了2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。