镁合金低压铸造专用混合保护气体系统

研制了一种镁合金低压铸造专用混合保护气体系统.该系统可实现压缩空气、SF6以及CO2三种气体按比例混合,并提供常压熔炼、低压过程保护、泄露保护三路供气支路.实际应用表明,该混气系统可实现对镁合金低压铸造全过程的有效阻燃保护.     

钛合金构件真空吸铸成形控制技术的研究

反重力铸造技术已广泛应用于铝、镁合金构件的生产.文中结合冷坩埚真空熔炼技术,将反重力真空吸铸技术应用到钛合金成形过程中,研制开发了钛合金真空吸铸控制系统.试验结果表明,该系统运行平稳,能使钛合金液迅速平稳地自下而上填充铸型型腔,避免产生涡流、喷溅和断流,为铸件创造良好的补缩和顺序凝固条件.     

微量Ti对Mg-9Al合金显微组织和性能的影响

研究了微量Ti对Mg-9Al二元合金铸造显微组织和性能的影响.研究发现,Ti的加入,使得Mg-9Al合金的塑性增加,明显提高了Mg-9Al合金的抗腐蚀性能.分析结果表明,残留Ti弥散分布在合金的基体中,Ti的加入有效降低了Fe的含量,一定程度上“净化”了合金液,抑制了合金凝固时的异质形核,使组织晶粒粗化.实验发现,炉前加入0.12%的Ti(质量分数,下同)时,Mg-9Al合金的晶粒大小由145μm增大到188μm.随着Ti的加入,Mg-9Al铸造组织中β相的形态,由半连续骨骼网状改变为短条状和颗粒状.当炉前加入0.12%的Ti时,Mg-9Al合金的综合性能较佳.     

Mg对原位自生TiB2/Al-4.5Cu复合材料微观组织及力学性能的影响

采用Al-K₂TiF₆-KBF₄混合盐原位自生反应法,制备了不同Mg质量分数的3wt% TiB₂/Al-4.5Cu复合材料。采用SEM、TEM、HM硬度测试和室温拉伸等方法研究了Mg含量和多级热处理对3wt% TiB₂/Al-4.5Cu复合材料微观组织和力学性能的影响。微观组织观察发现:Mg质量分数为3wt%时,经过多级热处理后,TiB₂颗粒的团聚现象明显改善,反应生成的TiB₂颗粒平均尺寸约为130 nm,基体内伴随有大量弥散分布的纳米级颗粒,且α-Al的晶粒尺寸也明显减小。力学测试结果表明:多级热处理后,3wt% TiB₂/Al-4.5Cu复合材料的硬度和抗拉强度随Mg含量的增加而提高,但过量的Mg (≥4wt%)会造成TiB₂颗粒细化效果下降。分析表明:Mg的加入能够降低TiB₂/α-Al界面能,减少脆性相Al₃Ti、Al₂B的生成,并通过反应生成的MgAl₂O₄使界面结构变成TiB₂/MgAl₂O₄/α-Al,从而有效抑制了TiB₂的团聚,改善了TiB₂颗粒与Al液界面的润湿性,提高了形核率,进一步细化了α-Al晶粒尺寸。      

原位自生TiB2/Al-4.5Cu复合材料微观组织和力学性能

采用混合盐反应法制备TiB2含量分别为0%,2%,5%,8%(质量分数,下同)的TiB2/Al-4.5Cu复合材料,T6热处理后,采用XRD,ICP,OM,SEM,EDS等测试手段和室温拉伸实验进行微观组织观察和力学性能测试。XRD和ICP测试证实,合金体系中仅含α-Al,Al2Cu及TiB2,无Al3Ti,Al2B等反应中间产物。OM和SEM发现,基体材料中α-Al平均晶粒尺寸为167.5μm,而在2%,5%,8%的TiB2/Al-4.5Cu中,其平均晶粒尺寸依次为110.4,87.2,75.2μm,晶粒细化效果显著。TEM观察发现,TiB2颗粒主要分布在晶界处,呈四方和六方结构。室温拉伸实验表明,随着TiB2含量的增加,强度、显微硬度值均呈增加趋势,但伸长率不断下降。当加入8%TiB2时,屈服强度、抗拉强度、弹性模量和显微硬度分别达到356 MPa,416 MPa,92.5GPa和96.5HV,但其伸长率从10.3%降低到4.3%。载荷传递强化、细晶强化、位错增殖强化是TiB2/Al-4.5Cu复合材料力学性能得以大幅提升的影响因素,尤其是在位错增殖强化作用下,TiB2颗粒周边致密分布的位错胞、位错环对强度的提升起到了决定性作用。     

A357铝合金复杂薄壁铸件的反重力铸造研究

研制了一种反重力铸造设备,采用模糊智能控制,具有优越的充型条件和凝固条件.利用自制的反重力设备铸造了A357铝合金复杂薄壁铸件.结果表明,智能控制下的反重力铸造设备运行良好,控制可靠;铸造的铝合金复杂薄壁铸件充型完整,晶粒细小,组织致密,实现了精确成形和组织控制的一体化.     

“悬挂”式温度场测定系统的研制

以MCS—51系列8031单片机为核心，选用ICL7135四位半A／D转换器研制出了8路温度场测定系统。系统通过全双工串行接口悬挂于PC系列微型计算机，形成主从式结构。八路巡采周期小于1秒，精度可达±0．1℃，并带有室温补偿。采集结果以文本形式的数据文件存贮于磁盘，供更深层次的数据处理。     

铝合金热分析仪的研制

介绍新研制开发的一种用于铝合金有质量快速检测的热分析仪器，该仪器能帮助及时了解合金熔体所处的状态及凝固后可能出现的问题，从而为调整工艺参数并最终获得优质的铸件提供时间和保证。     

机电一体化铸造设备中微打驱动软件的开发

微型打印机是机电一体化铸造设备中普遍使用的信息硬拷贝构件。与标准打印机不同的是：打印命令不完全兼容，工作原理不同，没有标准的打印驱动程序支持。本文提出一种虚拟屏打鲺机技术，可打印出任意复杂程度的图形信息，打印结果失真度小。     

Fuzzy-PID在反重力铸造液面加压控制系统中的应用

由于反重力铸造过程的时滞性、不确定性、复杂性,难以建立精确的数学模型。因此采用不依赖于数学模型的PID控制算法,而传统PID存在动态性能差、稳定恢复时间长、容易出现超调的缺点。为了实现对复杂系统的精确控制,引入Fuzzy控制,将二者结合起来,设计了Fuzzy-PID混合控制算法。该控制算法继承了PID控制无静差、静态性能好的特点,同时又兼有Fuzzy控制适应能力强,动态性能好的优势。实践证明,该控制算法对参数变化适应性好,抗干扰能力强,适合应用在反重力铸造液面加压控制系统中,并取得了良好的控制效果。