电磁成形中矩形截面板件所受电磁压力的三维有限元分析

通过三维Aφ-A法计算了电磁约束成形过程中磁感应强度、涡流密度和集肤层的分布;对具有不同曲率半径倒角的矩形截面样件所受电磁压力的分析发现:磁感应强度在角部最大,涡流集肤层在角部变厚;电磁压力总体分布在角部最大,但当曲率半径在接近或小于集肤层厚度时,该处电磁压力会形成峰谷形分布.     

高能球磨法制备超细Al2O3粉末

采用高能球磨法制备超细Al2O3粉末,研究了球磨时间、球磨转速及工艺控制剂等工艺参数对Al2O3粉末粒度和形貌的影响。结果表明:在一定范围内,延长球磨时间,提高球磨转速均能有效地减小颗粒尺寸;在球磨过程中加入工艺控制剂,能有效地防止粉末粘附在磨球和磨罐上,并改善粉末颗粒的均匀性。在本文试验条件下,加入工艺控制剂乙醇,球磨转速为400r/min,球磨时间为30h等条件下,获得Al2O3粉末的D50为0.82μm,Al2O3粉末粒径分布在0.12～6.37μm范围内。     

制备工艺对Cu-11Ni-2W合金组织和导热性能的影响

采用真空非自耗电弧熔炼和高频感应熔炼喷铸成型两种工艺制备Cu-11Ni-2W合金,研究了制备工艺对合金组织和导热性能的影响。结果表明:电弧熔炼工艺制备的合金试样组织晶粒粗大,相组成为α固溶体和少量W相;高频感应熔炼喷铸工艺制备的合金试样组织晶粒细小,相组成为单相α固溶体;本文实验条件下,电弧熔炼制备试样的导热率为67.2W/(m.K),熔点为1157.27℃,感应熔炼喷铸工艺制备试样的导热率为47.8W/(m.K)。     

高温合金定向凝固坯件的电磁无接触成形

利用电磁无接触成形的方法制得高温合金(K3)样件,获得了圆形、矩形截面的成形形状及定向凝固组织.制备过程中,最关键的问题是要保证电磁场的加热能力和电磁约束作用力之间维持稳定的耦合,使熔区高度与电磁压力达到良好匹配.在成形过程中,通过合理设计感应圈的结构(高度在16～20mm之间,内壁倾角在7°～12°范围),控制屏蔽罩插入感应圈的深度(1～2 mm之间)以及选择频率为20 kHz的磁场,保证下固-液界面在电磁压力最大的位置上,实现了过程的稳定耦合,并在固-液界面处获得了高达300～400℃/cm的温度梯度.     

Nb含量对Cu-Ni-Nb合金组织及性能的影响

采用真空电弧熔炼工艺熔配Cu-Ni-Nb合金,研究了Nb元素加入量对合金组织、二次枝晶间距、合金导热率及显微硬度的影响。结果表明:随着Nb元素的添加,合金晶粒得到细化,第二相含量增加;合金导热率随Nb含量的增加而提高,Cu-20Ni-5Nb合金导热率最高,为45.45W/m·K。合金显微硬度随Nb含量的增加而降低,Cu-30Ni-1Nb合金硬度值最高,为234.4 HV。     

结晶压力对真空差压铸造铝合金二次枝晶间距的影响

通过测试与分析不同结晶压力下真空差压铸造ZL114A铝合金的二次枝晶间距,研究结晶压力对真空差压铸造铝合金二次枝晶间距的影响;并建立真空差压铸造ZL114A铝合金二次枝晶间距与结晶压力和壁厚的关系。结果表明,结晶压力对真空差压铸造铝合金二次枝晶间距影响显著,对于相同壁厚的试样,随着结晶压力的增大,铝合金二次枝晶间距减小;在同一结晶压力下,随着壁厚的减小,铝合金二次枝晶间距减小;结晶压力小于350 kPa时,壁厚对二次枝晶间距影响较大;结晶压力大于350 kPa时,结晶压力对二次枝晶间距影响较大。     

短切纤维对硅溶胶浆料涂挂性能的影响

采用不同比例的短切纤维掺入硅溶胶中配制熔模铸造浆料,按一定工艺涂挂型壳试样,研究了纤维含量对硅溶胶浆料运动粘度、挂浆质量及涂挂厚度的影响。结果表明,随着纤维量的增加,浆料运动粘度随之升高,双峰级配降低了浆料运动粘度;在一定范围内,随纤维量的增加,型壳试样挂浆质量呈指数形式增加,涂挂型壳试样各方向的厚度随之均增加,拐角线方向的涂挂厚度变化最大。纤维含量为0.75%时,涂挂厚度增加了0.13mm。     

基于FLUENT的铝合金真空差压充型过程数值模拟

结合真空差压铸造特点,采用专业流体软件ANSYS Fluent中标准是k-ε模型对铝合金真空差压充型过程进行数值模拟,对某复杂薄壁铝合金壳体铸件进行了试制,并对模拟结果进行了验证与讨论.充型模拟结果表明,随着真空压力降低,真空度越高,铝合金液态金属的充型速度加快,充填形态更为平稳,无明显波动现象;在真空度为20 kPa时,铝合金铸件充型完整,卷气和裹气现象明显减少.实际结果与充型过程的模拟预测相符合.     

特种合金软接触电磁近终成形技术的基础研究

以低熔点金属锡作为特种合金液模拟工质 ,对高频磁场作用下模壳内合金液的弯月面形态进行热模拟研究 ,测定了弯月面高度及软接触高度 ,掌握了电源功率、感应线圈参数和磁化套参数对弯月面形态的影响效果。研究表明 :电源功率、线圈高度和工作位置及磁化套高度和工作位置将影响弯月面形态及稳定性 ,影响合金液与模壳的软接触 ,是影响软接触成形过程稳定性的重要参数。     

双频电磁约束成形的温度场研究

双频电磁约束成形是一种利用较高频率电磁场熔化金属和利用较低频率约束金属熔体成形，同时实现金属坯料无坩埚熔化和无型成形的先进加工技术。测试并分析了不锈钢(1Crl8Ni9Ti)双频电磁约束成形过程中的温度场及其影响因素。结果表明，成形线圈功率仅影响成形温度场大小而对温度场峰值位置无影响；加热线圈功率和成形样件抽拉速率同时影响成形温度场大小与峰值位置；稳定成形时成形样件抽拉速率的变化改变熔体的温度，而熔体高度在一定的范围内无明显变化，即稳定成形时熔体高度恒定。利用双频电磁约束成形技术制备了大宽厚比不锈钢样件，其宏观组织为定向组织。