《铸造》杂志

  201505期

新材料·新工艺压 铸计算机应用铸造论坛检测技术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

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  • 新材料·新工艺
    LED用镁合金散热器压铸工艺的研究
    宋东福,戚文军,王海艳,黄正华
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    强化工艺对硅溶胶型壳性能影响的研究
    李 霞,余建波,王保军,刘 夏,任兴孚,任忠鸣
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    Zr-1%Nb合金熔炼铸造工艺研究
    刘超红,蒋明忠,张忠伦,尹昌耕
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    硼对含碳化物等温淬火球墨铸铁组织和性能的影响
    韩成府,孙玉福,吴 越,赵靖宇
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    Zn对Mg-3Sn-1.5Si合金组织和时效硬化效果的影响
    邱克强,石 强,向青春,任英磊,李荣德
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    压 铸
    Cr20Ni80电热合金电渣重熔热电场模拟
    张 浩,周晓龙,樊勇军,周允红,陶麒鹦
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    一款汽车变速器壳体压铸模具的关键结构设计
    徐 挺1,庄 舰,周金荣,熊瑞斌
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    热流道技术在热室压铸生产中的应用
    唐继强
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    计算机应用
    铸造用硅砂角形因数问题的探讨
    朱 智,李宇彦,段 双
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    基于ProCAST等温淬火球墨铸铁车轮浇注系统的改进
    郑志伟,陈荣发,李志龙,陆华峰,赵 杰,蔡郭生
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    大型铸钢件缩孔缩松模拟计算临界值确定研究
    赵晓光,肖志霞,郭建政
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    铸造论坛
    基于DM642图像处理的镁熔液第一气泡检测
    侍海东,许四祥,王忍宝,张炳刚
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    检测技术
    铝及铝合金中Fe、Si杂质元素的冶金与熔铸过程控制
    罗旭东,汤昌廷,马军创,靳承岗,邵宇光,王家淳
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    应用技术
    小行星架铸件热处理裂纹缺陷分析与消除
    修 坤,张世超
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    基于正交试验的高强度近共晶Al-11.6Si-3Cu合金优化设计
    林继兴,童 先,柳春媚,白光珠,牛丽媛,李光玉
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    310S耐热奥氏体不锈钢连铸坯研究
    马艳丽,徐 斌,李具仓
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    拉晶速率对DZ125合金微观组织及蠕变性能的影响
    张明俊,彭志江,孙宝才,王 丹,于兴福
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    Ni元素对Al-20Si-2Cu合金的组织及性能影响
    简医生,李庆林,兰晔峰,李富斌,陶 繁
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    含Zr硅黄铜耐腐蚀性能的研究
    陈 洲,刘新宽,刘 平,陈小红,李 伟,何代华
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    冷却速率对Zr-Co-Al-Y非晶合金热稳定性和耐蚀性能的影响
    李断弦,袁子洲,康 健,张香云
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    经验交流
    ISO 21988:2006《耐磨铸铁 分类》解读
    张 寅
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    绩效技术在注塑缸主体座结构设计中的应用
    卢亭玉
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    电炉炼钢/铸钢流程LF炉与VD炉及其工艺布置
    闫立懿
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    标准化与质量
  • 新材料·新工艺
    LED用镁合金散热器压铸工艺的研究
    宋东福,戚文军,王海艳,黄正华
    采用正交试验方法优化镁合金散热器的压铸工艺,利用排水法、拉伸试验测试铸件的致密度和力学性能。结果表明:当快压射速度4 m/s、慢压射速度0.2 m/s、慢压射行程0.12 m、压射比压为84 MPa时,铸件性能最佳。快压射速度对铸件的外观评分、致密度和力学性能影响程度最大,其次是慢压射行程;慢压射速度对散热器底板的力学性能影响较大,而压射比压几乎无影响。快压射速度和慢压射速度的因素水平处于中间,慢压射行程为较低水平时,铸件的外观评分、力学性能均为最佳。
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    强化工艺对硅溶胶型壳性能影响的研究
    李 霞,余建波,王保军,刘 夏,任兴孚,任忠鸣
    研究了固化剂含量、强化剂配比、固化时间对硅溶胶型壳性能的影响规律。研究结果表明:采用5%的固化剂和40%强化液,室温下强化60 min的型壳湿强度为4.72 MPa,焙烧后强度为16.7 MPa,较之传统工艺制备的型壳1.9 MPa和6.71 MPa有了很大提高,而强化后型壳的高温强度也要高于传统工艺制备的型壳,应用结果表明4层强化减层型壳可以满足生产要求。
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    Zr-1%Nb合金熔炼铸造工艺研究
    刘超红,蒋明忠,张忠伦,尹昌耕
    介绍了Zr-1%Nb合金的真空感应熔炼及铸造工艺。通过组合铸模设计和改变成分配比,改变精炼温度、精炼时间、浇注温度、铸模加热温度等参数,制备了用于高效慢化材料氢化锆研制中的氢化工艺所需要的Zr-1%Nb合金试件,其化学成分满足要求,Nb分布比较均匀;解决了气孔、集中缩孔太深等铸造质量问题;微观组织分析表明,氢化前后晶粒内呈平行条带状形貌特征,碳化锆呈颗粒状。
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    硼对含碳化物等温淬火球墨铸铁组织和性能的影响
    韩成府,孙玉福,吴 越,赵靖宇
    >研究了不同硼含量对含碳化物等温淬火球墨铸铁(CADI)的组织、力学性能及耐磨性能的影响。结果表明:铸态下,随着硼含量的增加,石墨球数量减少,球径增加,球化率降低,碳化物数量增多。经900 ℃奥氏体化保温1.5 h,280 ℃等温淬火保温1.5 h后,试样组织为奥铁体(针状铁素体+残余奥氏体)、石墨球和一定数量的碳化物,硼主要以Fe2B和Fe23(CB)6存在。当硼含量在0.020%~0.062%时,随着硼含量的增加,试样的洛氏硬度、耐磨性均提高,冲击韧度降低。当硼含量为0.047%时,试样洛氏硬度可达HRC 56.7,冲击韧度可达8.7 J/cm2,磨损率为0.190 mg/m。
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    Zn对Mg-3Sn-1.5Si合金组织和时效硬化效果的影响
    邱克强,石 强,向青春,任英磊,李荣德
    利用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜和显微硬度计研究了Zn对Mg-3Sn-1.5Si合金相组成和组织的影响以及显微硬度随时效时间变化的关系。结果表明,铸态及其时效态合金第二相主要由MgZn、Mg2Sn和Mg2Si组成。当Zn由3%增加到8%时,共晶MgZn相逐渐增加。5%Zn扩大了Si在合金中的固溶极限,增加共晶Mg2Si析出的体积分数,并使部分Mg2Si转变成Mg2(Si,Sn)复合结构。而8%降低了Si的固溶极限,增加了初生Mg2Si析出的体积分数。当合金中Zn为8%时,能加速Mg2Sn的析出,使第二个硬度峰值出现的时间明显缩短。三种合金时效硬度峰值和对应的时效时间分别为67.9 HV/24 h, 72.8 HV/48 h和84.5 HV/48 h。弥散分布的Mg+MgZn球化共晶相对基体具有强化作用,使合金整体硬度提高。
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    压 铸
    Cr20Ni80电热合金电渣重熔热电场模拟
    张 浩,周晓龙,樊勇军,周允红,陶麒鹦
    采用有限元软件ANSYS模拟了Cr20Ni80电热合金电渣重熔系统处于稳态时的热电场分布,并且研究分析了重熔系统中渣池部分和金属熔池与铸锭部分的温度、热流密度、电位以及电流密度的分布。模拟结果表明:重熔系统稳态时高温区主要集中在渣池部分;在自耗电极端部、结晶器以及渣金界面处热流密度大;系统电位基本为层状分布,自耗电极端部电位最高,电流密度也最大;从自耗电极向下,电位、电流逐渐降低,铸锭电位基本为零。试验结果表明:根据有限元模拟结果来改进生产工艺,可以改善铸锭的微观组织。
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    一款汽车变速器壳体压铸模具的关键结构设计
    徐 挺1,庄 舰,周金荣,熊瑞斌
    因某款汽车变速器壳体的外形庞大而复杂且孔位的结构较为特殊,造成了模具设计的困难。经多方考虑,最终采用了多滑块嵌套式的抽芯机构及双脱模机构的顶出系统来完成模具设计。嵌套式的滑块装置实现了汽车变速器壳体孔位的一次成形工艺,简化了加工工艺流程,降低了产品制造成本,提高了生产效率;双脱模机构的顶出系统很好的配合了浇注系统的设计,有效解决了模具寿命后期产品变形度增加的问题。经实践证明,该设计方案合理,抽芯平稳、顶出安全、结构可靠、产品合格率高。
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    热流道技术在热室压铸生产中的应用
    唐继强
    对锌合金和镁合金分别进行了热流道压铸成形试验验证,试验结果表明:产品成形品质好,满足了大批量生产的需要。应用了可延长使用寿命的热流道喷嘴和可减少热流道加热组件热量散失的支撑滑块,设计了拼接式热流道板结构以满足支撑热喷嘴要求。针对热室压铸合金的工艺特点,介绍了热流道结构、加热功率计算、热膨胀量计算及隔热措施。
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    计算机应用
    铸造用硅砂角形因数问题的探讨
    朱 智,李宇彦,段 双
    角形因数的指标对于控制原砂质量,提高型砂流动性和成型性具有指导意义。选取13个硅砂样品,利用比表面积测定仪,通过两种方法计算铸造用硅砂的角形因数,对其结果进行讨论,并对比6个典型样品在显微镜下的照片,铸造手册中公式计算出的角形因数较为准确合理,更贴近生产实际。
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    基于ProCAST等温淬火球墨铸铁车轮浇注系统的改进
    郑志伟,陈荣发,李志龙,陆华峰,赵 杰,蔡郭生
    列车车轮属于具有较大热节的球墨铸铁件,具有糊状凝固特征,凝固时间较长,浇注时容易出现缩孔、缩松等铸造缺陷。本文针对车轮铸造过程开展数值模拟研究,运用ProCAST对凝固过程中的温度场和成形缺陷进行了详细分析,根据模拟的结果优化了浇注系统。模拟结果在生产中得到了应用,生产的铸件质量优良。
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    大型铸钢件缩孔缩松模拟计算临界值确定研究
    赵晓光,肖志霞,郭建政
    为了建立模拟计算中缩孔缩松判据与实际缺陷尺寸之间的对应关系,利用ProCAST软件最新缩孔缩松判据对铸钢试板(1 200 mm×800 mm×100 mm)凝固缺陷进行了预测,并与实际探伤结果进行了比较。计算结果表明,铸件凝固过程的自然对流对预测的缺陷位置影响非常显著。考虑自然对流后,比较模拟计算结果与无损检测结果发现,缩孔缩松临界值取0.15%,可与高能射线探伤精度为Φ2 mm的缺陷尺寸相当。该临界值可为后续的模拟计算提供非常有价值的参考。
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    铸造论坛
    基于DM642图像处理的镁熔液第一气泡检测
    侍海东,许四祥,王忍宝,张炳刚
    传统的镁熔液第一气泡检测结果存在较大滞后性,且以Matlab为代表的检测工具又受限于工程应用,本文提出一种基于DSP检测弱小目标的新思路,构建了一个以DM642为主处理器的嵌入式图像处理系统平台,并利用C语言在DSP集成开发软件Code Composer Studio 3.3上进行算法编程,实现了镁熔液第一气泡的检测。实验结果验证了镁熔液第一气泡检测方法在实际应用中的可行性。
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    检测技术
    铝及铝合金中Fe、Si杂质元素的冶金与熔铸过程控制
    罗旭东,汤昌廷,马军创,靳承岗,邵宇光,王家淳
    简述了铝及铝合金中Fe、Si元素的危害作用,并分别讨论了氧化铝、炭素阳极、铝电解和铝合金熔铸生产过程中控制Fe、Si元素含量的工艺技术和管理手段。指出:在冶金和熔铸生产过程中采取有效措施,可将Fe、Si杂质元素含量控制在较低水平,为生产高品质铝及铝合金产品提供良好条件。
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    应用技术
    小行星架铸件热处理裂纹缺陷分析与消除
    修 坤,张世超
    研究了小行星架铸件的铸造过程及热处理工艺,并对小行星架热处理过程中产生的裂纹进行了分析。结果表明,应力集中是小行星架产生裂纹的主要原因。降低加热过程中升温速度及增加加热过程中保温时间,可使应力集中减轻,大大降低了铸件的废品率。
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    基于正交试验的高强度近共晶Al-11.6Si-3Cu合金优化设计
    林继兴,童 先,柳春媚,白光珠,牛丽媛,李光玉
    通过设计一组L9(34)正交试验,对添加不同含量金属元素的合金组织与力学性能进行分析对比,优化出高强度近共晶Al-11.6Si-3Cu合金的最佳成分配比。试验结果表明:经直观分析得出最佳的工艺参数为A2B1C3D3。即Mg的加入量为0.3%,Zn的加入量为0.4%,Sb的加入量为0.3%,Ti的加入量为0.25%。通过方差分析可得出:因素D(Ti加入量)作用为显著,A、B、C(分别为Mg、Zn、Sb加入量)因素有一定影响作用,各因素对抗拉强度的影响程度为D>A>C>B;经A2B1C3D3工艺处理后,合金的抗拉强度达到304.9 MPa。
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    310S耐热奥氏体不锈钢连铸坯研究
    马艳丽,徐 斌,李具仓
    采用低倍检测、夹杂物统计、金相组织观察等方法,研究了310S耐热奥氏体不锈钢连铸坯质量情况。结果表明:电磁搅拌可有效提高310S连铸坯等轴晶率;连铸坯试样中夹杂物以小于10 μm为主,上表面1#、4#和铸坯料中心2#试样存在大于20 μm夹杂物颗粒,夹杂物类型以低熔点的A1、Ca、Si的复合氧化物为主;连铸坯金相组织以奥氏体为主,铸坯料中心2#和1/4近表面7#的高温铁素体组织含量分别1.102%、0.213%。
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    拉晶速率对DZ125合金微观组织及蠕变性能的影响
    张明俊,彭志江,孙宝才,王 丹,于兴福
    在不同的拉晶速率下制备定向凝固DZ125合金,利用扫描电镜对合金试样微观组织进行观察,并测定合金试样在980 ℃/235 MPa条件下的蠕变曲线,研究了拉晶速率对DZ125合金显微组织及力学性能的影响。研究结果表明:当凝固拉晶速率为1 mm/min时,合金中MC型碳化物为片状结构,尺寸较大,随拉晶速率增加,碳化物尺寸降低,由长条薄片状转变为块状。合金中的γ′相尺寸随拉晶速率的增大略有减小。测定出拉晶速率为1 mm/min、3 mm/min和5 mm/min合金在980 ℃/235 MPa条件下的蠕变曲线表明,低拉晶速率合金具有较小的初始伸长量,稳态蠕变阶段应变速率较大。试验条件下,高拉晶速率制备合金试样具有较长的蠕变寿命和较高的伸长率,合金蠕变期间裂纹萌生主要发生在碳化物处。
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    Ni元素对Al-20Si-2Cu合金的组织及性能影响
    简医生,李庆林,兰晔峰,李富斌,陶 繁
    使用OM、SEM、XRD研究了在Al-20Si-2Cu合金中添加不同含量Ni后微观组织的演变和合金性能的变化。研究表明:Ni元素的添加不仅能使α-Al树枝晶的一次枝晶长度从150 μm减小到100 μm,二次枝晶臂间距由16.4 μm减小至10.2 μm,而且使强化相的形貌及成分发生显著的变化;另外,随Ni含量的增加,合金的高温抗拉强度从79.5 MPa提高到106.3 MPa,提高了33.7%,伸长率则先增加后减小。
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    含Zr硅黄铜耐腐蚀性能的研究
    陈 洲,刘新宽,刘 平,陈小红,李 伟,何代华
    运用电化学工作站、金相显微镜、XRD、SEM、EDS等设备通过极化曲线分析、脱锌层深度、观察脱锌层形貌、能谱分析。结果表明在硅黄铜中加入0.007%的Zr能极大地提高硅黄铜的极化电阻,从而减小腐蚀电流,减缓腐蚀的进行;0.007%的Zr可显著提高硅黄铜在CuCl2溶液中的耐腐蚀性能。
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    冷却速率对Zr-Co-Al-Y非晶合金热稳定性和耐蚀性能的影响
    李断弦,袁子洲,康 健,张香云
    运用铜模吸铸法,制备了直径分别为2 mm、4 mm、6 mm的(Zr56Co28Al16)98Y2阶梯型非晶合金,运用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)表征试样的结构,运用差示扫描量热仪(DSC)分析其热力学行为并表征自由体积的大小,运用电化学工作站测试腐蚀性能。结果表明,随着冷却速率的降低,晶化温度Tx、过冷液相区宽度ΔTx、结构弛豫焓ΔH0和晶化放热焓ΔH减小,热稳定性降低,并且在4 mm和6 mm试样非晶基体上有纳米晶的析出。而随着冷却速率的降低,非晶合金的耐蚀性提高。
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    经验交流
    ISO 21988:2006《耐磨铸铁 分类》解读
    张 寅
    介绍了ISO 21988:2006标准中的普通耐磨铸铁和低合金耐磨铸铁、镍铬耐磨铸铁、高铬耐磨铸铁等材料典型的金相组织构成及材料的力学性能。标准规定了这几种耐磨材料的化学成分,化学成分影响材料的金相组织和力学性能。耐磨材料的金相组织影响断面敏感性,因耐磨材料基体中不含有游离石墨,因而其断面敏感性不同于其他铸铁材料;普通耐磨铸铁和低合金耐磨铸铁通常可以在铸态下使用,但镍铬铸铁和高铬铸铁需要热处理来强化其性能;选择耐磨铸铁材料时,需要考虑其耐磨性、抗冲击和耐腐蚀性等。
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    绩效技术在注塑缸主体座结构设计中的应用
    卢亭玉
    简述了注塑机重要零部件——注塑缸主体座铸件的结构及其工作状态。分析了原短式主体座结构存在的设备运行可靠性差、装配工艺复杂、调试时间长、使用稳定性差等诸多不足;阐述了运用绩效技术、美学及黄金分割原理等新理念设计出的长式主体座铸件的结构特征,及其结构优化、美观性好、部件刚性高、装配工艺简化、设备运行可靠、生产总成本低等优点。其设计理念可广泛推广于其他类似铸件之结构设计过程中。
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    电炉炼钢/铸钢流程LF炉与VD炉及其工艺布置
    闫立懿
    电炉炼钢/铸钢流程设备的工艺布置,对工艺操作、生产节奏、产品质量及生产率高低,以及连铸的多炉连浇及大铸件的多炉合浇等影响很大。本文介绍了几种钢包精炼炉,分析它们工艺布置特点,与车载真空罐式的LFV法相比,采取LF炉与VD炉各自独立设置、离线布置方式,具有技术先进,工艺灵活,有利于连铸的多炉连浇及大铸件/大钢锭的多炉合浇,以及降低投资成本等优点。
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    标准化与质量