《铸造》杂志

  201701期

新材料.新工艺熔模铸造复合材料专题综述计算机应用应用技术经验交流标准化
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
    异形复杂ZG0Cr14Ni5Mn2Cu不锈钢支座铸造工艺改进
    王晓巍1,崔晓淼2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    大型风力发电机组中箱体铸造工艺设计
    傅明康1,宋贤发1,陈倩慧1,陈建军1,付 明1,吴兆寿2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    锑对铝硅合金变质效果的炉前快速热分析研究
    吕孟杰,陈建勋,吴树森,毛有武,吕书林
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    高速动车组铝合金齿轮箱低压铸造工艺研究
    陈红圣,徐贵宝,董 雯,龚家林,马俊成
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    ZL114A基座铸件铸造工艺设计与力学性能研究
    樊振中1,2,宋长福3,厉沙沙1,2,赵 旭1,2,孟庆伟1,2,吴 桢1,2,胡 帅1,2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    熔模铸造
    液-液复合制备灰铸铁-球墨铸铁双材料铸件的工艺研究
    郭 睿,何汉军,曾大新,杜 红
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    复合材料
    激光金属成形缺陷在线检测与控制技术综述
    解瑞东1,鲁中良2,弋英民3
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    挤压法制备Al2O3/Al铝基复合材料的组织及性能
    吴瑞瑞,袁 铮,李秋书,郭 璐,马雁翔
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    专题综述
    有限元法铸造凝固过程温度场模拟及缺陷预测
    杨曼云1,2,迟毅林1
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    铸态高强度高伸长率球墨铸铁研究进展
    曾大新1,何汉军1,张元好1,张战场2,肖海波2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    计算机应用
    提高水玻璃砂流动性的研究
    刘加军,尹绍奎,于志勇,李延海,谭 锐,张海东
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    板类件冒口优化设计的模拟研究
    任英磊1,冯沛晨1,张 伟1,孙治国1,杨桂星2,邱克强1
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    应用技术
    轿车铝合金副车架铸件铸造工艺改进
    修 坤,王成刚,马 林,夏光艳
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    超级双相不锈钢蝶阀阀体铸造气孔的研究
    徐志新,李远杰,施健海
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    基于最优性能的50CrVA刀柄材料热处理研究
    覃秀凤
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    热等静压处理对铸造Ti-48Al-2Cr-2Nb合金组织和力学性能的影响
    包春玲,谢华生,赵 军,张有为,杨海涛
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    热处理对Fe-Cr-B铸钢组织和耐铝液腐蚀性能的影响
    陈维平1,刘路生1,张先满2,刘 健1
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    经验交流
    国家标准《摩托车和电动自行车用镁合金车轮铸件》解读
    王爱民
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    五流T型中间包控流装置的优化
    周 莉1,鲁智力2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    石油钻机提升系统吊环铸钢件内部缺陷解决方案
    陈永丽,王爱江,刘彩贤
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    铸铁件砂型铸造浇注系统设计常见误区及分析和对策
    童思艺
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    标准化
    行业标准《铝合金锌合金压铸生产安全技术要求》解读
    ?常移迁
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
  • 新材料.新工艺
    异形复杂ZG0Cr14Ni5Mn2Cu不锈钢支座铸造工艺改进
    王晓巍1,崔晓淼2
    某ZG0Cr14Ni5Mn2Cu不锈钢支座铸件在前期生产中出现缩孔缺陷,采用JSCAST软件对其凝固过程进行数值模拟的结果与生产结果一致。为此对铸件部分尺寸和浇冒系统进行了改进,提高铸件厚大部位的补缩能力。改进后工艺方案数值模拟结果显示该方案不会造成缩孔缺陷。在此基础上成功地改进了工艺,获得了质量合格的铸件。
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    大型风力发电机组中箱体铸造工艺设计
    傅明康1,宋贤发1,陈倩慧1,陈建军1,付 明1,吴兆寿2
    中箱体铸件是风力发电机组中重要的承载部件,其质量是决定风机性能的关键因素之一。本文分析了中箱体铸件结构,从分型面设计、砂芯设计、浇注系统设计、冷却系统设计、模具制作、铁液化学成分的控制以及合适的球化和孕育处理工艺等方面,论述了厚大断面球墨铸铁中箱体铸件生产中应采取的质量控制措施及工艺参数,确定了大型风力发电机组中箱体铸件的铸造工艺方案。应用这些措施,生产出了各项性能指标合格的大型风力发电机组中箱体铸件。
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    锑对铝硅合金变质效果的炉前快速热分析研究
    吕孟杰,陈建勋,吴树森,毛有武,吕书林
    利用炉前快速热分析系统研究了锑(Sb)对AlSi7Mg合金中共晶硅的变质效果。借助热分析曲线和金相组织,研究了Sb的不同加入量及保温时间对合金的影响。与未变质时相比,加入0.1%~0.25%Sb后,合金的共晶生长温度TEG分别降低5.0~7.8 ℃,并出现明显的共晶再辉温升。保温时间由0.5 h增加至2.5 h,共晶硅相逐渐变短。当合金以较慢速度冷却时,Sb变质后的共晶硅在厚度方向上有一定程度的减小,而提高冷速会使变质效果显著提升,共晶组织呈现纤细的短棒状甚至近球形。Sb的加入会增加合金液相的过冷倾向,当变质剂含量增至0.2%后,少量Sb会以Mg3Sb2的形式在晶界析出。
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    高速动车组铝合金齿轮箱低压铸造工艺研究
    陈红圣,徐贵宝,董 雯,龚家林,马俊成
    介绍了高速动车组齿轮箱箱体的结构特点和技术要求,概述了箱体研制所采用的低压铸造工艺。对试制中出现的气孔、针孔及缩孔缩松等典型缺陷进行判定和分析,并通过MAGMAsoft软件进行箱体铸造工艺模拟分析和优化,进而采取有效措施成功解决了气孔、针孔及缩孔缩松缺陷,开发出质量稳定可靠的高速动车组铝合金齿轮箱,运用于同类型多种产品。
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    ZL114A基座铸件铸造工艺设计与力学性能研究
    樊振中1,2,宋长福3,厉沙沙1,2,赵 旭1,2,孟庆伟1,2,吴 桢1,2,胡 帅1,2
    应用于某战术导弹构件的ZL114A基座铸件选用开放式浇注系统与米字型横浇道结构设计,在低压充型下通过增设冷铁实现了自下而上的平稳充型与自上而下的顺序凝固,选择14 h的落砂开箱时间,基座铸件最大尺寸正偏差仅为0.7 mm,最大尺寸负偏差仅为-0.8 mm。经二次固溶T6热处理与低温稳定化后,合金材料的抗拉强度、屈服强度、伸长率与布氏硬度分别为340.7 MPa、265.7 MPa、7.8%与HBS94,晶界处的Mg2Si强化相与球状Si相平均尺寸更加细小,分布更为均匀弥散,断裂机制为韧窝断裂与沿晶断裂。
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    熔模铸造
    液-液复合制备灰铸铁-球墨铸铁双材料铸件的工艺研究
    郭 睿,何汉军,曾大新,杜 红
    针对双液双金属复合铸造存在两种金属液混冲的问题,在复合界面处设置金属阻流网。通过灰铸铁-球墨铸铁双铁液浇注试验,研究了阻流网及相关因素对两种液体浇注时对流和扩散的影响,并研究了两种铸铁复合区组织及其与阻流网的结合。结果表明:设置阻流网能有效阻止两种金属液的混冲,在一定的浇注条件下,可把两种液态金属的对流、扩散区域控制在网孔附近;低碳钢材料的阻流网与铸铁之间形成冶金结合,阻流网的组织因铸铁中的碳向其扩散而改变;灰铸铁-球墨铸铁双材料之间由灰铸铁、球墨铸铁及阻流网三者冶金结合在一起。
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    复合材料
    激光金属成形缺陷在线检测与控制技术综述
    解瑞东1,鲁中良2,弋英民3
    激光金属增材制造技术通过金属材料的激光逐层熔化堆积实现复杂零件的直接成形制造。激光金属成形零件易出现宏观缺陷以及内部冶金缺陷,严重影响零件的性能。综述了国内外激光金属成形零件宏观缺陷、内部冶金缺陷在线检测及缺陷控制技术的研究进展。分析指出目前普遍采用的熔池物理参数在线检测和反馈控制技术的主要作用是减少零件的宏观缺陷,但在消除内部冶金缺陷方面的作用是有限的。为了提高激光金属成形零件的关键力学性能,内部缺陷控制正逐渐成为激光金属成形领域新的研究热点。
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    挤压法制备Al2O3/Al铝基复合材料的组织及性能
    吴瑞瑞,袁 铮,李秋书,郭 璐,马雁翔
    使用挤压法制备不同含量的微米(5 μm)及纳米(30 nm)Al2O3颗粒增强铝基复合材料,采用SEM和EDS对其微观组织进行观察和分析,并对其力学性能进行检测。结果表明:单加微米颗粒时,颗粒分布较为均匀;同时加入纳米颗粒时,组织中出现团聚现象。从其力学性能方面看,不同粒径的颗粒作为增强剂比单一粒径颗粒增强的铝基复合材料拉伸性能好。单一Al2O3(5 μm)增强颗粒在10 wt%时拉伸性能为161 MPa达到最佳,而混合颗粒最佳组合为10 wt%Al2O3(5 μm)+4wt%Al2O3(30 nm),其拉伸性能达到(174 MPa),较单一颗粒增加8.1%。混合颗粒的添加在改善复合材料的力学性能方面起到一定的作用。
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    专题综述
    有限元法铸造凝固过程温度场模拟及缺陷预测
    杨曼云1,2,迟毅林1
    基于有限元方法对铸造凝固过程温度场模拟及缩孔、缩松缺陷预测算法进行了研究,并进行了软件研发。模拟过程中,充分考虑材料和边界条件等模拟参数的非线性特征,并考虑结晶潜热的处理。同时对所开发软件的铸件温度场模拟、缺陷预测结果与ProCAST软件计算结果进行对比验证,并结合实验数据对比,验证了所开发软件有限元算法及结果的正确性。
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    铸态高强度高伸长率球墨铸铁研究进展
    曾大新1,何汉军1,张元好1,张战场2,肖海波2
    铸态高强度高伸长率球墨铸铁是近年来铸铁材料研究的热点,其研究与应用有很大进展。本文概述了包括固溶强化铁素体基体、珠光体-铁素体基体、奥铁体基体的铸态高强度高伸长率球墨铸铁研究进展,介绍了它们的化学成分、生产工艺与性能特点,指出了生产应用中存在的问题,展望了其研究与发展前景。
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    计算机应用
    提高水玻璃砂流动性的研究
    刘加军,尹绍奎,于志勇,李延海,谭 锐,张海东
    对水玻璃砂流动性差的原因进行了研究和分析。通过添加表面活性剂来改善水玻璃与砂粒的润湿性,并降低水玻璃的粘度;通过添加流动促进剂,来改变水玻璃砂运动时砂粒间的摩擦方式,减少摩擦力的产生。采用上述两种措施后,水玻璃砂的流动性明显改善,达到了射芯铸造生产的要求。
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    板类件冒口优化设计的模拟研究
    任英磊1,冯沛晨1,张 伟1,孙治国1,杨桂星2,邱克强1
    基于ProCAST铸造工艺模拟软件,采用冒口生长算法,并结合贪吃蛇算法的快速优化过程,对板类铸件冒口设计进行了优化,并与传统的模数设计法进行了比较。模拟分析结果表明,不同厚度的板状件,经过5到6次计算,可获得最优解,同时冒口体积减小46%以上,工艺出品率普遍提高了20%左右,铸件体积VC与冒口体积VR之间的关系可表示为VC=(2.4~2.6)VR。针对40 mm板状件的浇注试验结果表明,优化设计的冒口能满足铸件不存在缩孔缺陷的铸造要求,冒口的体积为模数法的48%,工艺出品率可提高22%,同时凝固时间缩短了550 s。
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    应用技术
    轿车铝合金副车架铸件铸造工艺改进
    修 坤,王成刚,马 林,夏光艳
    铝合金副车架外形尺寸较大,结构复杂,壁厚不均匀,铸造难度较大。分析了铝合金副车架在砂型铸造时产生铸造缺陷的原因,并对铸造工艺进行了优化改进。试验结果表明,通过优化浇注系统及增加精炼除气时间等工艺改进,可以消除缩松及气孔等铸造缺陷,生产出合格铸件。
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    超级双相不锈钢蝶阀阀体铸造气孔的研究
    徐志新,李远杰,施健海
    利用先进分析仪器对蝶阀铸件气孔产生的原因进行分析。在实际生产中采用了以下措施,彻底消除了气孔缺陷:随时监控原砂和再生砂的温度、湿度,以此调整固化剂的用量;控制熔炼新料和返回料的配比,使用专业除渣剂;控制熔炼温度和浇注温度。
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    基于最优性能的50CrVA刀柄材料热处理研究
    覃秀凤
    针对当前国内缺乏优质刀杆材料的现象,本研究参照瑞典SANDVIK优质切槽刀杆用钢,将国内具有较好前景的50CrVA弹簧钢作为研究对象,在当前材料热处理规范的基础上分析了不同热处理条件下50CrVA弹簧钢的组织和力学性能。结果表明:50CrVA弹簧钢经铸造成形后热锻,再经875 ℃淬火和425 ℃、450 ℃、475 ℃、500 ℃、525℃回火后,其回火组织主要是屈氏体和回火索氏体组织;随着回火温度的升高,50CrVA钢的强度和硬度逐渐降低,而伸长率升高;在450 ℃以前伸长率显著增加,450~500 ℃时伸长率呈现缓慢升高趋势。此外,随着回火温度的升高,冲击功也呈现逐渐升高的趋势。综合试验结果,找出了50CrVA钢用于刀杆的最优性能热处理工艺,为50CrVA的基础研究提供了一定支持。
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    热等静压处理对铸造Ti-48Al-2Cr-2Nb合金组织和力学性能的影响
    包春玲,谢华生,赵 军,张有为,杨海涛
    采用80 kg真空自耗电极凝壳炉熔炼浇注Ti-48Al-2Cr-2Nb合金试样,研究了920 ℃/130 MPa/3 h 和1 160 ℃/130 MPa/3 h热等静压工艺对合金组织性能的影响。研究结果表明,采用稍高于共析温度的热等静压温度1 160 ℃可以很好地消除铸态缩孔、缩松等缺陷,获得均匀细小的近γ组织。热等静压处理后合金的抗拉强度降低,塑性略有提高。
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    热处理对Fe-Cr-B铸钢组织和耐铝液腐蚀性能的影响
    陈维平1,刘路生1,张先满2,刘 健1
    研究了不同去稳处理工艺对Fe-Cr-B铸钢显微组织及其耐铝液腐蚀性能的影响。结果表明:Fe-Cr-B铸钢凝固组织由网状M2B型共晶硼化物和α-(Fe,Cr)基体组成;去稳处理后共晶硼化物连续性随温度升高而降低,且在900~1 050 ℃温度范围内处理时基体中析出细小弥散的M23(C,B)6和M7(C,B)3二次硼碳化物,其数量随着温度的升高逐渐减少。在900 ℃保温1.0 h时Fe-Cr-B铸钢获得最佳的耐铝液腐蚀性能;在750 ℃铝液腐蚀8.0 h条件下,经900 ℃和1 000 ℃保温1.0 h处理后的铸钢的腐蚀速率较铸态下分别降低了约25.1%和16.7%;Fe-Cr-B铸钢的耐铝液腐蚀性能受共晶硼化物及基体的耐铝液腐蚀性能的共同影响。
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    经验交流
    国家标准《摩托车和电动自行车用镁合金车轮铸件》解读
    王爱民
    1 标准概况  进入21世纪,资源和环境已成为人类可持续发展的首要问题。镁作为工程结构材料,其质量比铝合金轻30%,我国已探明的菱镁矿储量27亿t,居世界第一位。  摩托车、电动自行车是当今我国民众行驶工具的主流,尤其电动自行车具有纯绿色无污染的显著优点,对促进环境保护与节约能源有极为深远的影响,发展前景十分广阔。将摩托车和电动自行车车轮铸件由传统材料改为镁合金材料,可以有效减轻整车重量,提高运行效率,进一步提高该行业的快速健康发展。  受全国铸造标准化技术委员会委托,威海万丰镁业科技发展有限公司、东莞宜安科技股份有限公司、昆山六丰机械工业有限公司、江苏圆通汽车零部件有限责任公司、上海交通大学和沈阳铸造研究所等单位组成了《摩托车和电动自行车用镁合金车轮铸件》标准起草工作组。标准起草工作组进行了大量调研工作,广泛收集、消化国内外有关镁合金铸件标准,如ISO 16220:2005《镁和镁合金 镁合金铸锭和铸件》、ASTM B94-2007《镁合金压铸件的标准规范》、JIS H 5303-2006《镁合金压铸件》、GB/T 1177《铸造镁合金》、GB/T 13820《镁合金铸件》、GB/T 13202《摩托车轮辋系列》、GB/T 22435《摩托车和轻便摩托车轻合金车轮》等数十项标准,在充分掌握现有国内外标准的基础上,编制了《摩托车和电动自行车用镁合金车轮铸件》国家标准。
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    五流T型中间包控流装置的优化
    周 莉1,鲁智力2
    采用数值模拟的方法,研究了不同开孔挡墙的控流装置对五流T型中间包内钢液流场、温度场和夹杂物去除率的影响。结果表明:五流T型中间包添加控流装置之后,明显改善了中间包内的流场和温度场,且包内的死区范围减少,促进了钢液成分的均匀;中间包加开孔挡墙且孔向上倾斜45°,30 μm的夹杂物去除率提高了11.5%,50 μm的夹杂物去除率提高了9.1%,70 μm的夹杂物去除率提高了5.8%,提高了钢液的质量。
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    石油钻机提升系统吊环铸钢件内部缺陷解决方案
    陈永丽,王爱江,刘彩贤
    吊环为石油钻机提升系统关键零部件之一,产品要求按API 8C 钻井和采油提升设备规范进行超声探伤检测,质量达到PSL2级标准。从冒口、浇注系统、冷铁等工艺要素入手,利用铸造CAE数值模拟,优化了铸件的工艺方案,解决了吊环铸件存在的疏松缺陷,提高了生产效率。
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    铸铁件砂型铸造浇注系统设计常见误区及分析和对策
    童思艺
    分析了铸铁件砂型铸造浇注系统设计生产现场常见的误区,运用铸件成形理论和流体力学等基本理论进行分析,提出对策,达到提升质量的目的。
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    标准化
    行业标准《铝合金锌合金压铸生产安全技术要求》解读
    ?常移迁
    1 标准概况  本标准是铝合金、锌合金压铸现场安全生产标准,为推荐性行业标准,是铸造基础性标准之一。目前国内尚无铝合金、锌合金压铸现场生产安全技术要求标准,本标准是首次制定,于2014年7月14日由工业和信息化部批准发布,2014年11月1日起实施。  本标准的制定,对压铸现场的安全生产方面提出了有关技术要求,规范了本行业的一些基本建设条件,为政府有关部门提供了行政执法的依据,从而可逐步消除压铸行业长期以来的无序发展所带来的对安全和环保的不利影响,有利于低碳经济在本行业的持续发展。相信对压铸行业可以起到保护和促进加速增长的效果,在未来一定能带来最大的经济和社会效益。
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