《铸造》杂志

  201502期

新材料·新工艺复合材料计算机应用应用技术经验交流标准化与质量
期刊基本信息

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主编:曲学良

副主编:刘冬梅

广告发行:王巧智、曹秀梅

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  • 新材料·新工艺
    灰铸铁/碳钢的复合铸造界面的研究
    方 健,于赟,王洪金
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    熔体状态对B83巴氏合金凝固组织和摩擦性能的影响
    刘 杰,赵君壮,梁 超,祖方遒
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    原位(Ti, V)C颗粒弥散强化奥氏体不锈钢的显微组织与力学性能
    徐连明,何广仁,姚利丽,李 江,底华芳,王 威,倪自飞
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    析出强化锡青铜时效硬化研究
    游 龙,焦景华,邢志辉,杨慧慧
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    稀土元素Gd和Sm对AZ81镁合金组织及力学性能的影响
    李梅菊,丁雨田
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    复合材料
    跨平台铸造工艺装备智能设计系统的开发
    赵 梅
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    计算机应用
    基于SLS覆膜砂型(芯)的镁合金砂型铸造的阻燃机理分析
    李偲偲,徐志锋,赵燕燕,谢云龙,赵开发,饶江华
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    大型薄壁钛合金菱形骨架铸件铸造工艺的研究
    传海军,刘高峰,杨新强,万晓萌
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    操纵壳体压铸充型和凝固过程的数值模拟
    赵 梅
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    应用技术
    火车闸瓦消失模铸造工艺
    沈选金
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    薄壁复杂A201铝合金壳体铸件的试制
    石 飞,冯志军,荣福杰,曲银辉
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    水玻璃砂添加剂对溃散性及铸钢件粘砂缺陷的影响
    张 喜,朱世根,骆祎岚
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    一种复合改性动物胶粘结剂制备工艺的研究
    刘伟华,金 钰,李英民
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    高密度造型型腔排气条件对灰铁件粘砂的影响
    方世良,张 娜,孟兆亚,史文东
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    DD6单晶高温合金的杂晶组织研究
    史振学,刘世忠,李嘉荣
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    锰对球墨铸铁力学性能及耐腐蚀性能的影响
    秦 亮,马 芳
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    硅对铁基合金力学性能和在硝酸中的耐蚀性能的影响
    李具仓
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    经验交流
    ISO铸铁材料标准概述
    张 寅,王泽华
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    感应炉熔炼铸铁常见问题及对策
    钱 立
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    缸体铸件的工艺优化及质量改进
    王振宇,张显宜,冯相灿
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    标准化与质量
  • 新材料·新工艺
    灰铸铁/碳钢的复合铸造界面的研究
    方 健,于赟,王洪金
    灰铸铁/碳钢双金属复合铸造的界面组织特征对结合性能产生重要影响。利用光学显微镜观察了双金属复合界面组织特征,利用显微硬度计测量了双金属复合界面的硬度。结果表明:灰铸铁和碳钢形成了良好的冶金结合,复合界面形成了不同组织的融合层和扩散层。界面处平衡温度高于液相线的温度是形成不同组织的关键。
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    熔体状态对B83巴氏合金凝固组织和摩擦性能的影响
    刘 杰,赵君壮,梁 超,祖方遒
    探索了升降温过程B83巴氏合金液体的电阻率温度行为(ρ-T),继而根据所揭示的熔体状态随温度改变的信息,研究了不同熔体状态对凝固行为、凝固组织形貌和摩擦性能的影响。B83熔体ρ-T行为提示,合金液在首轮升温过程的779~1001℃范围存在不可逆的熔体状态转变,且在后续升降温过程中,在720℃左右存在可逆熔体状态转变。凝固实验表明,经历了不可逆熔体状态转变的熔体开始凝固形核时间滞后,在凝固过程每一阶段的过冷度都有所增大,且在坩埚空冷和铜管冷却条件下凝固组织明显细化,分布更为均匀。检测表明,组织的改变提高了B83合金维氏硬度,还使其具有更好的摩擦特性。这些结果对巴氏合金制备方法的创新及提高服役性能具有积极意义,同时也再次证明,藉熔炼温度调控熔体结构状态,可有效改善合金凝固组织与性能。
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    原位(Ti, V)C颗粒弥散强化奥氏体不锈钢的显微组织与力学性能
    徐连明,何广仁,姚利丽,李 江,底华芳,王 威,倪自飞
    用原位合成法制备了(Ti,V)C颗粒增强304不锈钢。显微组织观察表明原位生成的(Ti,V)C颗粒尺寸在4~10μm,局部有轻微颗粒团聚现象。(Ti,V)C颗粒的加入使得304强化钢的力学性能得到明显的提高,高温下(Ti,V)C的强化效果更显著,但塑性和韧性有所下降。与304不锈钢(母合金) 相比,用原位合成工艺引入(Ti,V)C颗粒后,强化钢在700℃/100MPa温度和应力条件下的抗蠕变性能得到大幅度提高。
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    析出强化锡青铜时效硬化研究
    游 龙,焦景华,邢志辉,杨慧慧
    采用真空离心铸造方法制备了析出强化ZCuSn10Zn2FeCo合金试样,经780℃下保温4h后水淬固溶处理,随后在时效处理温度300℃、400℃、500℃、600℃下各保温4h,利用扫描电子显微镜 (SEM) 分析了铸态、固溶态以及时效处理后合金中析出富含铁、钴粒子的分布规律,并测量了各状态下的硬度。结果表明:合金中析出富含Fe、Co的富集相粒子,固溶处理后合金的硬度最低,随着时效处理温度的升高,析出相数目增多,分布更为弥散均匀,硬度先升高后降低,400℃时达到最大值HB134.4,与铸态ZCuSn10Zn2FeCo合金的硬度值HB103.6相比提高了29.7%,之后硬度急剧下降,发生了过时效。
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    稀土元素Gd和Sm对AZ81镁合金组织及力学性能的影响
    李梅菊,丁雨田
    利用气体保护下感应熔炼方法制备了AZ81+(Gd+Sm)合金,采用光学金相(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、能谱分析(EDX)和拉伸性能测试等手段,对合金进行了显微组织、力学性能以及断口形貌分析。研究表明:Gd和Sm的添加使得合金晶粒得到细化,在稀土总含量为2%时细化效果最为明显,基体中形成了稀土-铝化合物Al2Sm和Al2Gd。随着Sm和Gd含量的增加,AZ81合金的室温和高温下的抗拉强度先升高后降低,稀土添加量在2%~3%时取得最好的强化效果,过量稀土恶化了组织,降低了性能。
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    复合材料
    跨平台铸造工艺装备智能设计系统的开发
    赵 梅
    以几个基于市场主流的三维CAD/CAM系统 (Pro/ENGINEER、Unigraphics等) 为基础平台,开发适合企业实际应用的用户化、专业化、集成化的铸造设计系统,进行浇注系统、模样、冒口和其他相关装置的智能选取、智能生成和智能定位,使设计人员避免常用铸造工艺装备的重复造型工作,摆脱手工查询铸造手册中的计算公式、图表、标准等繁琐重复的工作,更好地提高设计效率和质量;采用数据层、通信层、应用层三层框架结构,通过VC++VC#等混合编程统一定制用户交互界面,把浇注参数设置、产品型号规格快捷检索从铸造工艺装备设计仓库独立出来,既可以在三维CAD系统使用,也可不借助CAD平台使用;采用跨平台技术,打破以往UG、Pro/E等软件单独开发的模式,使兼容性和可扩展性得到提高。
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    计算机应用
    基于SLS覆膜砂型(芯)的镁合金砂型铸造的阻燃机理分析
    李偲偲,徐志锋,赵燕燕,谢云龙,赵开发,饶江华
    针对镁合金SLS覆膜砂型铸造过程中存在的局部燃烧及大量烧蚀等问题,提出了在SLS覆膜砂材料中添加含硼酸、碳粉及硫铁矿粉等的复合阻燃剂,并采用SLS=覆膜砂型进行了镁合金铸件的快速铸造,研究了镁合金与SLS覆膜砂型砂芯之间的界面反应,并对SLS覆膜砂型的阻燃机理进行了分析。结果表明,添加复合阻燃剂SLS覆膜砂型镁合金铸件表面光滑,有金属光泽;其阻燃机理是金属液与SO2/CO2气体之间的起皱后体系能量增加,变形不能够自发进行,氧化膜不易起皱破裂,表面组织致密。
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    大型薄壁钛合金菱形骨架铸件铸造工艺的研究
    传海军,刘高峰,杨新强,万晓萌
    基于正交试验方法,并结合MAGMA铸造模拟软件对铝合金操纵壳体压铸工艺参数进行优化模拟研究,确定了指导压铸生产的优化工艺参数:压射速度为3.0m/s,速度转换位移500mm,模具温度为180℃。通过企业生产试验,验证了模拟所确定优化工艺参数的合理性,证明了压铸过程数值模拟的可靠性。
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    操纵壳体压铸充型和凝固过程的数值模拟
    赵 梅
    以几个基于市场主流的三维CAD/CAM系统 (Pro/ENGINEER、Unigraphics等) 为基础平台,开发适合企业实际应用的用户化、专业化、集成化的铸造设计系统,进行浇注系统、模样、冒口和其他相关装置的智能选取、智能生成和智能定位,使设计人员避免常用铸造工艺装备的重复造型工作,摆脱手工查询铸造手册中的计算公式、图表、标准等繁琐重复的工作,更好地提高设计效率和质量;采用数据层、通信层、应用层三层框架结构,通过VC++、VC#等混合编程统一定制用户交互界面,把浇注参数设置、产品型号规格快捷检索从铸造工艺装备设计仓库独立出来,既可以在三维CAD系统使用,也可不借助CAD平台使用;采用跨平台技术,打破以往UG、Pro/E软件单独开发的模式,使兼容性和可扩展性得到提高。
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    应用技术
    火车闸瓦消失模铸造工艺
    沈选金
    简述消失模铸造小批量生产闸瓦的铸造工艺流程。包括铸件的成分设计,模样的制作,耐火涂料的组成及配制,铸件的造型操作及熔炼工艺。经生产验证,铸件的化学成分及组织满足要求,得到了表面质量较好的样品,产品合格率达到了95%以上。说明采用消失模铸造工艺生产火车闸瓦铸件是可行性的,并在实际应用中取得了很好的效果。
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    薄壁复杂A201铝合金壳体铸件的试制
    石 飞,冯志军,荣福杰,曲银辉
    针对薄壁复杂A201合金壳体铸件的结构特点和合金铸造特性,采用低压砂型铸造工艺,借助计算机辅助设计了铸造工艺和芯盒。经过多次浇注试验和质量改进,最终研制出了一批符合技术要求的A201铝合金铸件。
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    水玻璃砂添加剂对溃散性及铸钢件粘砂缺陷的影响
    张 喜,朱世根,骆祎岚
    为了改善CO2水玻璃砂溃散性差、铸件粘砂等问题,研制了一组添加剂,并采用了自制的吹气装置。结果表明:在水玻璃砂中加入配制好的添加剂后,溃散性得到明显改善,各温度下的残留强度较未加入添加剂情况下有了大幅下降,尤其是600℃以上高温残留强度改善更为明显。另外,此添加剂还可促使铸钢件与砂型界面发生适度烧结,形成易于剥落的烧结壳,有利于获得表面光滑不粘砂的铸件。
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    一种复合改性动物胶粘结剂制备工艺的研究
    刘伟华,金 钰,李英民
    动物胶粘结剂无毒无害,容易溃散,可以降解,应用前景较广。动物胶直接作为型砂粘结剂的效果不佳,普通动物胶活性低,常温下是固态,不利于混砂,因此需要对它进行改性处理。文中首先确定了水胶比为8:5,采用NaOH对动物胶进行碱解,其加入量为动物胶质量的6%。然后采用丙烯酸、单糖对动物胶进行改性处理,并通过正交试验得到了各组分的最佳配比 (质量比) 为:动物胶:丙烯酸:过硫酸铵:糖=50:15:1.5:7.5;改性温度为75℃,改性时间选定为90min,通过烘干硬化,粘结剂初强度达到2.5MPa。最后通过红外光谱对改性机理进行理论分析,分析认为改性剂丙烯酸、单糖可与动物胶发生接枝共聚及酯化交联反应,过硫酸铵起到引发剂的作用。
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    高密度造型型腔排气条件对灰铁件粘砂的影响
    方世良,张 娜,孟兆亚,史文东
    采用静压造型线生产灰铸铁制动轮毂、变速箱壳体、变矩器壳体等出口铸件,生产初期出现过严重的粘砂缺陷,曾采用控制浇注温度、浇注速度,调整型砂水分、挥发分、灼烧减量、透气性,提高砂型硬度,喷涂表面快干涂料等多项措施,均未取得明显效果。后经增加型腔排气针,手动打通型腔背部使其排气,产品粘砂缺陷得到有效解决。将该措施应用于静压线上其他出现粘砂的产品,均取得良好效果。生产实践表明,高密度造型型腔排气条件对灰铸铁件粘砂缺陷有着重要的影响。
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    DD6单晶高温合金的杂晶组织研究
    史振学,刘世忠,李嘉荣
    选择带有杂晶的DD6单晶高温合金叶片,切割制备成杂晶试样,用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜研究了杂晶试样的铸态和热处理组织。结果表明,杂晶晶界两边的枝晶相对方向明显不同,分为倾侧晶界和扭转晶界。杂晶的铸态组织中,晶界由粗大γˊ相和与它连接在一起的大块共晶组成,晶界上析出了碳化物。杂晶热处理组织中,晶界两边的晶格方向明显不同,晶界上析出了M6C块状碳化物。倾侧晶界组织和厚度差别较大,扭转晶界厚度变化较小,晶界间隙较大。
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    锰对球墨铸铁力学性能及耐腐蚀性能的影响
    秦 亮,马 芳
    通过在球墨铸铁中添加少量锰元素,研究不同含量的锰对球墨铸铁组织和力学性能的影响。并在此基础上,通过对试样进行半浸泡和全浸泡来模拟静态海水腐蚀试验,采用失重法和电化学试验表征球墨铸铁的腐蚀速率和耐腐蚀性能,研究锰含量对球墨铸铁耐腐蚀性能的影响。结果表明:锰元素在一定范围内能够细化石墨、稳定珠光体和渗碳体,从而使球墨铸铁的硬度和抗拉强度得到改善,而当锰含量高于一定值时这种影响就很缓慢,甚至会恶化球墨铸铁的力学性能。此外,锰元素的添加能够提高球墨铸铁的耐腐蚀性能,半浸的腐蚀程度比全浸腐蚀更严重。
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    硅对铁基合金力学性能和在硝酸中的耐蚀性能的影响
    李具仓
    研究了硅对铁基合金的力学性能和在20%硝酸中腐蚀性能的影响。研究表明:随着硅含量的增加,铁基合金的硬度增加、而冲击韧性下降。在静态腐蚀试验中,铁基合金的腐蚀率随含硅量的增加而降低、在开始阶段随腐蚀时间的增加而降低。当硅含量达14.93%时,在20%的硝酸中腐蚀216h,腐蚀率小于0.004g/(m2.h),在含硅12.36%和14.93%合金的阳极扫描实验中,含硅14.93%的合金的腐蚀电流密度比含硅12.36%合金的腐蚀电流密度低一个数量级,这说明铁基合金的钝化趋势随硅含量的增加而增加。
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    经验交流
    ISO铸铁材料标准概述
    张 寅,王泽华
    介绍了ISO标准中七类铸铁材料的特性及典型应用;解释了灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁、等温淬火球墨铸铁、抗磨铸铁和奥氏体铸铁材料在材料学上的定义;指出了灰铸铁材料比其他铸铁材料具有更明显的断面敏感性,导致铸件本体和单铸试棒、附铸试样在力学性能上的差异;介绍了铸铁材料常用的热处理工艺,铸铁材料的焊补技术和利弊。
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    感应炉熔炼铸铁常见问题及对策
    钱 立
    感应炉熔炼铸铁的过程中,往往会发生化学成分、金相组织不符合要求和铸造缺陷等质量问题。一些企业在感应炉系统的选用和炉衬材料使用上也存在一些问题。文中对常见的问题进行了分析,并提出了解决的方法或方案。
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    缸体铸件的工艺优化及质量改进
    王振宇,张显宜,冯相灿
    针对1002011-90D缸体铸件小批生产时,出现的水套芯子折断、砂眼、渗漏和气孔等缺陷,分析了产生的原因,采取了相应的措施,并跟踪落实。将有效的工艺措施及时固化,较好的解决了90D缸体上述缺陷,使产品的成品率得到了明显提高,取得了较好的经济效益。
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    标准化与质量