《铸造》杂志

  201507期

新材料·新工艺铸造论坛熔模铸造计算机应用应用技术经验交流
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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
    挤压铸造合金材料及其工艺性能
    邢书明
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    一种实型铸造汽车覆盖件模具的工艺方法
    刘 润,朱先勇,牛起彪,宋 贺,王 浩,钟朱杰
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    高氮奥氏体不锈钢0Cr21Mn17Mo2NbN0.83表面机械纳米化及其热稳定性研究
    郭步超,崔晓鹏,季长涛,秦 超,李明月,胡景辉
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    Nb含量对Cu-Ni-Nb合金组织及性能的影响
    卢百平,陈 诚,方玉峰,张俊哲
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    铸造论坛
    基于ProCAST的拨叉件熔模精密铸造工艺优化
    王明光
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    熔模铸造
    基于ProCAST的挤压铸造重载车轮铸件成形过程数值模拟
    陈玖新,代颖辉,张川吉,朱大智
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    TiB2/A356导流叶轮熔模铸造及其数值模拟
    张 洁,何志军,张可人,胡传明,张逢俊,奚 磊
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    计算机应用
    铝合金涡壳金属型重力铸造工艺设计及优化
    冯 超,茄菊红,唐 帧
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    基于ProCAST涡壳体铸件精铸过程数值模拟研究
    谢秋峰,薛 鑫,吴亚夫,陈兴福,吴剑涛,李 维,李俊涛
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    镁熔液中氢气泡运动特性的数值模拟
    侍海东,许四祥,张炳刚,徐起兵
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    应用技术
    水泵壳体零件的低压铸造
    夏 翔,郑小秋,周燕辉,金 伟,谢世坤
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    半固态流变铸-锻6061组织均匀性研究
    谭建波,杨 帅,李祎超
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    铜镶嵌铝钢琴踏脚铸件压铸工艺设计
    唐继强
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    喷吹法蠕化处理蠕墨铸铁的组织及性能研究
    张绥鹏,杨思一,赵而团,文景宝,伊立冬
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    微量钒钛对ZG45MnVTi耐磨料磨损性能的影响
    周 洪
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    酮醛缩合物改性酯固化碱性酚醛树脂研究
    黄仁和,王金良,张宝平
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    高温铸造钛合金ZTA29工艺性能研究
    莫晓飞,南 海,王 辉,魏站雷,李 娟,蔡建明
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    采煤设备连接用Cr-Mo-V低合金钢热处理制度及性能研究
    鲍崇高,谷丽东,郭爱军,王旭东
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    合成温度对Al-5Zr-1.8B合金组织与细化能力的影响
    钟芳华,戚文军,王顺成
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    经验交流
    汽车缸体铸件铸造工艺研究
    王洪磊,许红伍
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    稀土镧对高铬铸铁力学性能的影响
    赵越超,朱鹏程,孙方红
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
  • 新材料·新工艺
    挤压铸造合金材料及其工艺性能
    邢书明
    挤压铸造(也称液态模锻)是一种加压成形方法,其使用范围和产品性能方面与压铸都有较大区别。文中提出了挤压铸造合金材料的概念,并与压铸对比了对合金材料工艺性能的要求,进一步提出了挤压铸造铝合金的成分范围:挤压铸造对合金材料的铸造和变形工艺性能要求很低,其成分范围涵盖所有变形合金和铸造合金。
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    一种实型铸造汽车覆盖件模具的工艺方法
    刘 润,朱先勇,牛起彪,宋 贺,王 浩,钟朱杰
    采用实型铸造技术实现了汽车覆盖件模具的近终成形铸造,选择适当化学成分的模具钢材料进行浇铸,得到汽车覆盖件模具铸件,与同化学成分的锻造模具进行对比磨损试验。试验结果表明,实型铸造法得到的模具耐磨性优于锻造磨具。实型铸造法缩短了模具的成形及加工周期,降低了加工成本,实现了快速铸造,节省了材料及生产成本,同时提高了国内车辆覆盖件铸造模具的制造水平。
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    高氮奥氏体不锈钢0Cr21Mn17Mo2NbN0.83表面机械纳米化及其热稳定性研究
    郭步超,崔晓鹏,季长涛,秦 超,李明月,胡景辉
    对高氮奥氏体不锈钢0Cr21Mn17Mo2NbN0.83进行表面机械压磨处理,重点研究经360 min表面机械压磨后,高氮奥氏体不锈钢表面纳米层的组织结构和在不同加热温度、保温时间条件下,该纳米表面层的热稳定性。结果表明:高氮奥氏体不锈钢0Cr21Mn17Mo2NbN0.83经360 min表面机械压磨处理后,表面晶粒尺寸达到纳米级别,表面层的硬度较芯部基体增加一倍以上,且由芯部基体到表面的晶粒逐渐细化;机械压磨以及随后的热处理均未造成高氮奥氏体不锈钢表面层单一奥氏体结构的改变,表明该种材料具有良好的结构稳定性;加热温度对高氮奥氏体不锈钢0Cr21Mn17Mo2NbN0.83表面纳米层及过渡层的组织稳定性起决定作用,而保温时间对其影响不大。
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    Nb含量对Cu-Ni-Nb合金组织及性能的影响
    卢百平,陈 诚,方玉峰,张俊哲
    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。
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    铸造论坛
    基于ProCAST的拨叉件熔模精密铸造工艺优化
    王明光
    拨叉件是汽车变速器上的重要零件,一般采用熔模精密铸造工艺进行生产,热裂是拨叉件生产中常见的铸造缺陷。本文通过分析热裂产生的机理,采用相当热节计算法设计浇注系统,并进行数值模拟,计算了铸件的流场、温度场和应力场,模拟结果准确性得到了实验验证。
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    熔模铸造
    基于ProCAST的挤压铸造重载车轮铸件成形过程数值模拟
    陈玖新,代颖辉,张川吉,朱大智
    为了模拟A356挤压铸造重载车轮铸造工艺是否合理,使用铸件成形过程数值模拟软件ProCAST进行了分析。分析了A356挤压铸造重载车轮铸件充型过程、凝固过程以及温度场在各时间段的状态,确定了铸件的工艺方法和可能出现的缺陷部位。通过模拟分析,确定了铸造工艺方案,为实际生产提供了理论指导。
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    TiB2/A356导流叶轮熔模铸造及其数值模拟
    张 洁,何志军,张可人,胡传明,张逢俊,奚 磊
    研究了体积分数为10%的TiB2/A356复合材料的力学性能随温度变化的关系,并利用商用软件ProCAST对导流叶轮熔模铸造应力场进行数值模拟。模拟结果表明,叶轮叶片厚薄不均的结构特点,使其两端产生铸造应力,形成裂纹缺陷。通过提高型壳预热温度,可明显降低叶片两端在冷却末期的有效应力。实际浇注情况与模拟结果吻合较好,验证了工艺改进方案的合理性,证明了熔模铸造过程数值模拟的可靠性。
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    计算机应用
    铝合金涡壳金属型重力铸造工艺设计及优化
    冯 超,茄菊红,唐 帧
    涡壳铸件内部质量要求严格,生产难度大,经过对其工艺结构的认真分析,重新设计了铸件的工艺方案及金属型模具,并在此基础上结合现场实际生产进行了铸件工艺试验验证。铸件试制过程中,采取了控制铸型涂层厚度、加冷铁等工艺措施,使铸件形成顺序凝固。结果表明,通过改进铸造工艺方法,优化模具结构,生产出了合格的铝涡壳铸件,解决了实际生产中铝涡壳的冷隔、缩松、气孔等缺陷。
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    基于ProCAST涡壳体铸件精铸过程数值模拟研究
    谢秋峰,薛 鑫,吴亚夫,陈兴福,吴剑涛,李 维,李俊涛
    氧泵壳体为涡壳体铸件,形状复杂,壁厚差较大,铸造凝固过程中易出现疏松缩孔等缺陷,铸造难度较大。为了缩短试制周期,节约生产成本,优化工艺方案,采用ProCAST软件对该铸件的充型、凝固过程进行了模拟分析,并对疏松缩孔缺陷进行了预测,优化了浇注工艺参数。结果表明,铸件充型平稳,实现了顺序凝固,疏松缺陷较少。确定了浇注温度1 450 ℃、型温850 ℃的浇注工艺,并通过试验证明了模拟计算的正确性,浇注出的铸件冶金质量满足技术条件要求。
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    镁熔液中氢气泡运动特性的数值模拟
    侍海东,许四祥,张炳刚,徐起兵
    针对镁熔液中氢气泡的析出过程,采用FLUENT对氢气泡析出的动态变化进行了模拟仿真,得到了单个氢气泡在镁熔液中析出的运动变化规律,并对不同初始半径、不同初始位置的氢气泡析出过程进行比较,分析了其对氢气泡形状及运动的影响。结果表明,初始半径越大,氢气泡形状变化越明显,氢气泡在析出时总是呈现出无规则的上升运动且有向中心靠拢的运动趋势。同时,利用回归方法对氢气泡瞬时速度、瞬时当量半径、瞬时位置进行了量化计算,得到的瞬时回归方程高度显著。
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    应用技术
    水泵壳体零件的低压铸造
    夏 翔,郑小秋,周燕辉,金 伟,谢世坤
    研究了水泵壳体的低压铸造工艺,重点从浇注系统、浇注工艺参数及如何防止各种缺陷等方面进行了探讨。壳体采用竖浇,升液管出口直径为Ф47 mm,充型时间为8~10 s,结晶时间为4~5 min(砂型)、1~2 min(金属型),结晶压力为0.04~0.071 MPa(砂型)、0.18~0.2 MPa(金属型),浇注温度为650~670 ℃。实践证明,采用低压铸造后,壳体的力学性能、成品率、金属利用率都大为提高,对类似产品的设计都具有参考价值。
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    半固态流变铸-锻6061组织均匀性研究
    谭建波,杨 帅,李祎超
    采用分析软件测定了6061合金冷却曲线,并对不同温度下的初生固相率进行了测试。利用H1F100型伺服驱动压力机及杯型试验模具进行了半固态6061合金流变铸-锻成形,研究了工艺参数及热处理对半固态6061合金流变铸-锻成形件组织均匀性的影响。研究结果表明:在一套模具内,完成半固态铸造和半固态锻造即半固态铸-锻成形是可行的;合金温度在645 ℃,上型温度300 ℃,下型温度350 ℃,成形比压105 MPa,保持时间0~4 s时,可得到组织均匀的零件。
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    铜镶嵌铝钢琴踏脚铸件压铸工艺设计
    唐继强
    通过铜镶嵌铝钢琴踏脚的压铸试验表明,在避免高温铜合金液直接冲刷铝材及缩短高温铜合金液接触铝材时间的条件下,生产铜合金镶嵌铝合金压铸件是可行的。针对本模具,对压力、速度、冲头行程、时间和温度等压铸工艺参数进行计算及电子手轮参数设定,在慢压射冲头行程计算式中考虑了收缩补偿合金液换算冲头行程。
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    喷吹法蠕化处理蠕墨铸铁的组织及性能研究
    张绥鹏,杨思一,赵而团,文景宝,伊立冬
    研究了喷吹法处理蠕墨铸铁的组织及性能,以及该工艺条件下壁厚与蠕化率的关系。以惰性气体为载体,将颗粒状镁球和稀土合金喷吹到铁液中,实现铁液蠕化。研究发现,用纯镁粒配以少量稀土合金处理铁液时可以获得好的蠕化效果,可以大幅降低稀土类蠕化剂的加入量,降低生产成本,铸件蠕化率与铸件壁厚有关,随着壁厚增加,蠕化率呈增大趋势。试验结果表明,喷吹法处理蠕铁,蠕化稳定性较好,蠕虫状石墨形态好,石墨分布均匀,蠕化率较高,力学性能良好。
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    微量钒钛对ZG45MnVTi耐磨料磨损性能的影响
    周 洪
    以ZG45Mn钢为对比材料,研究了含微量钒钛元素的ZG45MnVTi钢在冲击载荷下的磨料磨损性能。研究发现:微量钒钛极大地细化了材料的组织,材料的硬度提高了25%,强度提高了50%;在1 J、2 J和3 J的冲击载荷下,以石英砂为磨料,ZG45MnVTi比ZG45Mn钢的耐磨料磨损性能提高了1倍左右。研究结果表明:微量钒钛对ZG45MnVTi钢的耐磨料磨损性能的贡献在于因回火马氏体组织的显著细化导致强度、硬度的提高。
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    酮醛缩合物改性酯固化碱性酚醛树脂研究
    黄仁和,王金良,张宝平
    通过用酮醛缩合物改性酯固化碱性酚醛树脂,试图提高碱性酚醛树脂砂性能与降低碱性酚醛树脂生产成本。借助红外光谱分析该缩合物结构,探讨其反应机理,并考察合成工艺条件对改性碱性酚醛树脂性能影响,得出最佳缩合物与改性碱性酚醛树脂合成工艺条件:先合成酮醛缩合物,然后按二步法合成碱性酚醛树脂工艺;酮与醛摩尔比1∶2;反应pH:10~11;酮与苯酚摩尔比0.05~0.25∶1。
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    高温铸造钛合金ZTA29工艺性能研究
    莫晓飞,南 海,王 辉,魏站雷,李 娟,蔡建明
    ZTA29高温铸造钛合金以变形TA29合金为基础,本文研究该合金的工艺性能包括:流动性、填充性、焊接性、热裂性,铸造微观组织。结果表明,该铸造合金流动性仅为ZTC4合金的64%;合金填充性良好,可以实现1.5 mm壁厚铸件充型;ZTA29合金存在热裂性倾向,合金焊接性能一般,容易出现焊接裂纹,铸造组织为魏氏组织,α集束尺寸较大, 热裂纹形成与硅化物偏析有关系。
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    采煤设备连接用Cr-Mo-V低合金钢热处理制度及性能研究
    鲍崇高,谷丽东,郭爱军,王旭东
    针对采煤设备用低合金钢推拉头强度低、易断裂问题,设计了新型Cr-Mo-V低合金钢化学成分,研究了淬火、回火热处理工艺对试验低合金钢材料力学性能的影响,分析了合金元素的作用。结果表明:随着淬火温度的升高,试验材料的塑性和韧性逐渐降低,硬度和强度逐渐提高,但当淬火温度超过960 ℃时,因残留奥氏体保存量增加致使材料的硬度和强度不再增加;随着回火温度的降低,试验材料的强度增加,但韧性较低,回火温度在550 ℃时可获得试验材料较好的综合力学性能;合金元素Cr、Mo、V等具有强化基体、细化组织、提高试验材料的强韧性作用。
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    合成温度对Al-5Zr-1.8B合金组织与细化能力的影响
    钟芳华,戚文军,王顺成
    以K2ZrF6、KBF4粉末和纯Al为原料,采用熔体反应法制备镁合金晶粒细化剂Al-5Zr-1.8B合金。利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等,研究了合成温度对Al-5Zr-1.8B合金的组织和晶粒细化能力的影响。结果表明,Al-5Zr-1.8B合金的细化能力随着合成温度的升高出现了先提高再降低的趋势,合成温度为850 ℃时合成的Al-5Zr-1.8B合金晶粒细化效果最好。添加0.6%的Al-5Zr-1.8B合金,AZ91D镁合金的晶粒被细化至108 μm,抗拉强度和伸长率分别提高到204 MPa和3.94%,比未添加细化剂相比,AZ91D镁合金的晶粒尺寸下降了67.07%,抗拉强度和伸长率分别提高了31.61%和27.92%。晶粒细化机制可归结为ZrB2粒子作为α-Mg的异质形核核心。
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    经验交流
    汽车缸体铸件铸造工艺研究
    王洪磊,许红伍
    缸体是汽车发动机的核心部件,针对汽车缸体成形和结构工艺上的缺陷,结合缸体的技术要求,对缸体的成形工艺进行设计,确定了缸体的制芯方案、分型面、浇注系统、加工余量等成形工艺方案。通过缸体辅助工艺分析,最终确定了制芯工艺参数、组芯工艺、涂料及烘芯工艺、浇注工艺、造型工艺、熔炼工艺、清理及检测工艺,为汽车缸体的研究和开发提供了技术支持。
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    稀土镧对高铬铸铁力学性能的影响
    赵越超,朱鹏程,孙方红
    高铬铸铁碳化物呈网状分布,具有脆性大、耐磨性差等特点。本文研究了加入稀土镧以及改变淬火温度对高铬铸铁的组织及硬度、冲击韧性和耐磨性的影响。结果表明:稀土镧对高铬铸铁的组织有明显的细化作用,可使网状碳化物成孤立的块状或片状弥散而均匀分布,并且可以细化组织。适量的稀土可以较为明显的提高高铬铸铁的冲击韧性和耐磨性。
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