《铸造》杂志

  201702期

新材料·新工艺压力铸造熔模铸造复合材料计算机应用检测技术专题综述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

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  • 新材料·新工艺
    工艺参数对ADC12铝合金压铸件微孔缺陷与力学性能的影响
    薄 兵1,潘 冶1,陆 韬1,高军民2,易曼丽2,王俊有2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    Sr变质对Al-Si-Mg合金的流动性、力学性能和导热系数的影响
    毛文龙1,2,周海涛1,王顺成2,宋东福2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    一种单晶高温合金叶片表面缺陷的形成机制
    刘世忠,史振学,王效光
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    电磁搅拌对5356铝合金显微组织的影响
    邢清源1,孟令刚2,杨守杰1,杨 斌1,张兴国2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    压力铸造
    熔模铸钢件浇不足缺陷仿真分析及改进
    石远进,杨体升,蓝 勇,马 波
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    带环形内凹槽抽芯机构的压铸模设计
    唐继强
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    熔模铸造
    复合材料
    铸造缺陷数据库的建设及应用
    李增利1,单忠德2,李克锐1,梁成振3,刘 丰2,宁科明3,廖文东3
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    多元低合金耐磨钢镶嵌硬质合金工艺的研究
    李亚敏1,路王珂1,赵 彬2,于根杰1,孙玉福1
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    泡沫陶瓷增强钢基复合材料的制备与性能研究
    李 菊
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    计算机应用
    球墨铸铁原铁液过热温度和保温时间热分析优化控制方法
    徐振宇,李大勇,王利华,马旭梁
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    Vague 集在ZL201消失模铸造工艺参数优化中的应用
    舒服华
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    有限元法铸造凝固过程数值模拟关键技术研究
    杨曼云1,2,迟毅林1
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    检测技术
    铸造合金补缩距离的研究进展
    张 永1,张志鑫2,刘洪汇1,于忠军1
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    基于能量中心匹配的射线实时成像铸件缺陷自动三维定位方法
    余永维,杜柳青
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    专题综述
    铸态Mg-11Gd-2Y-xSm-0.5Zr合金组织和性能分析
    周 耀1,李全安1,2,付三玲1,张兴渊1,陈晓亚1,严景龙1
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    应用技术
    大型四分之一齿轮铸造工艺设计
    孙爱新,李晓明,王 话,邓立新,王怡心
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    硼对含碳化物马氏体球墨铸铁组织和性能的影响
    姜利坤1,琚子来2,李卫红1,黄曼曼2,吴永婷3,刘运腾1
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    Ca对Mg-5Al合金热裂敏感性的影响
    张 光1,2,邱克强1,孙治国1,任英磊1
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    1001-4977(2017)02-0178-04
    樊建荣,朱 军,李瑞卿
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    经验交流
    行业标准《铸造用铬铁矿砂》解读
    朱 筠,卜 伟
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    标准化
    行业标准《铸造用膨润土》解读
    朱 筠
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
  • 新材料·新工艺
    工艺参数对ADC12铝合金压铸件微孔缺陷与力学性能的影响
    薄 兵1,潘 冶1,陆 韬1,高军民2,易曼丽2,王俊有2
    以ADC12压铸铝合金为研究对象,研究了浇注温度、高速切换点及压射速度等压铸工艺参数对ADC12铝合金压铸件微孔缺陷和力学性能的影响规律,分析了铸件的密度、微观组织和力学性能。结果表明,铸件的力学性能随着浇注温度的升高和压射速度增加先增高后降低,随高速切换位置增加而降低,同时,铸件内微孔数量随着高速切换位置和压射速度增加而增大。综合考虑,浇注温度为680 ℃,高速切换点位置为450 mm,压射临界速度为2.7 m/s时,铸件的微孔缺陷最少、力学性能最好。
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    Sr变质对Al-Si-Mg合金的流动性、力学性能和导热系数的影响
    毛文龙1,2,周海涛1,王顺成2,宋东福2
    采用扫描电镜、拉伸试验机和激光导热仪,研究了Sr变质处理对Al-3.2Si-0.8Mg合金铸造流动性、导热系数与力学性能的影响。结果表明:随着共晶Si相形貌的细化,Al-3.2Si-0.8Mg合金的上述性能逐渐提高。当Al-10Sr合金添加量为0.4%时,该合金的铸造流动性试样长度为922 mm(提高了8.2%),抗拉强度和伸长率分别为243 MPa(提高了3.8%)和11.3%(提高了11.9%),导热系数为187.6 W/(m·K)(提高了3.1%)。
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    一种单晶高温合金叶片表面缺陷的形成机制
    刘世忠,史振学,王效光
    研究了一种单晶高温合金SRR99叶片表面亮白“枝晶”状缺陷的形成机制。研究结果表明叶片定向凝固过程中发生了型壳反应,导致Si进入表层合金液中,在叶片表层形成了熔点较高的共晶组织,造成叶片表面的“枝晶”状缺陷,其深度约为10 μm。共晶组织的旁边存在显微疏松或显微孔洞,越靠近试样边缘,共晶、疏松尺寸越大。共晶上析出了块状的碳化物。叶片内部组织正常,无共晶,无初熔,γ′相的立方化较好。
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    电磁搅拌对5356铝合金显微组织的影响
    邢清源1,孟令刚2,杨守杰1,杨 斌1,张兴国2
    采用电磁搅拌技术制备5356铝合金,以期可以改善该合金的内部质量,消除颗粒第二相局部偏聚的现象。通过对电磁搅拌磁场类型、搅拌温度区间和励磁电流大小三个方面初步的探究,试验证明:在螺旋磁场(励磁电流25 A,频率10 Hz)条件下,搅拌至完全凝固状态,该合金的显微组织最佳,呈现第二相分布十分均匀的破碎枝晶状态,平均晶粒尺寸最小,可达147.9 μm,相比于无电磁搅拌状态,该指标降低了57.7%。
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    压力铸造
    熔模铸钢件浇不足缺陷仿真分析及改进
    石远进,杨体升,蓝 勇,马 波
    应用ProCAST软件对生产中出现浇不足缺陷的某薄壁铸件进行了流场分析和缺陷预测,通过对不同方法的分析结果进行比较,选择了较为合理的模拟方法。通过对不同浇注温度、浇注速度的方案进行分析,确定了铸件的浇注温度和浇注速度的合理区间。采用这种方法,对另一铸件进行了模拟,预测的浇不足趋势与实际铸件浇注情况基本一致,对改进工艺起到了指导作用。
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    带环形内凹槽抽芯机构的压铸模设计
    唐继强
    文中提出了模具设计应满足压铸机均衡锁模力要求。针对此前有环形内凹槽的压铸件,采用常规的抽芯机构无法一次性将环形内凹槽直接铸出的难题,设计了一副带环形内凹槽抽芯机构的新型压铸模。模具采用内、外两组滑块并以不同的角度在抽芯基座上滑动,此时相对于压铸件不产生轴向运动,而是以不同的速度往轴线作径向运动,实现了压铸件环形内凹槽的抽芯。
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    熔模铸造
    复合材料
    铸造缺陷数据库的建设及应用
    李增利1,单忠德2,李克锐1,梁成振3,刘 丰2,宁科明3,廖文东3
    由于铸造质量影响因素的多样性、生产过程控制的复杂性,现阶段通过合理组织、加工处理、统计分析历史生产数据来推进工艺改进、技术培训和生产控制,最终实现铸造缺陷的有效防治仍具有重要作用,但是以往大量的相关专家知识和经验数据并未得到有效的积累、集成和分享再利用。本文在对九大类180余种铸造缺陷分类与编码的前提下,建设了包括缺陷标准库、案例分析库、典型图片库和不良品库在内的铸造缺陷数据库,目前已在某研究所和国内某柴油发动机厂铸造事业部上线应用,并取得了良好的效果。应用表明:该数据库适用于多生产线类型铸造企业缺陷识别和管理标准的建立、经验案例和典型图片的积累,以及不良品缺陷的统计分析,有助于推进行业内铸造工艺基础数据库的全面建设。
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    多元低合金耐磨钢镶嵌硬质合金工艺的研究
    李亚敏1,路王珂1,赵 彬2,于根杰1,孙玉福1
    针对立磨机磨辊易磨损的问题,采用双金属复合铸造技术,以ZG32MnCrMoNi多元低合金耐磨钢为基体材料,碳化钨基硬质合金为镶嵌材料,研究了多元低合金耐磨钢镶嵌硬质合金工艺对结合界面、组织和性能的影响。结果表明:镶嵌体积比为1.1:10,浇注温度为1 550~1 570 ℃时,镶嵌试块底面质量良好,多元低合金钢基体与硬质合金的结合方式为冶金结合。镶嵌试块经900 ℃正火+900 ℃淬火+300 ℃回火热处理后,多元低合金耐磨钢基体材料的抗拉强度为1 547 MPa,伸长率为6.0%,冲击韧度为17.9 J/cm2,硬度为HRC46.2,硬质合金的硬度为HRC73.5,在保证基体材料强韧性的同时,显著提高了试样的耐磨性。
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    泡沫陶瓷增强钢基复合材料的制备与性能研究
    李 菊
    采用实型铸造法制备了Al2O3泡沫陶瓷增强45#钢基复合材料。利用SEM观察复合材料的显微组织和冲击断口形貌,研究了复合材料的硬度和耐磨性。结果表明,复合材料界面结合较好,是典型的机械结合。复合材料的冲击韧性值低于钢基体,而硬度为钢基体的2~3倍;复合材料的相对耐磨性明显高于钢基体,在冲击功为0.5 J和1.0 J时,复合材料的相对耐磨性分别提高了1.41倍和2.33倍。
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    计算机应用
    球墨铸铁原铁液过热温度和保温时间热分析优化控制方法
    徐振宇,李大勇,王利华,马旭梁
    优异的原铁液冶金质量是获得良好球化孕育处理效果的基础。本文以铁液中SiO2-CO脱氧冶金反应分析为主线,利用热分析研究了原铁液最佳过热温度和保温时间控制方法。其步骤包括:(1)按照原铁液化学成分控制范围的中值计算SiO2-CO脱氧冶金平衡温度Teq和“沸腾”温度TB,过热温度应选择在尽量接近但不超过TB;(2)确定过热保温温度后,利用热分析灰口冷却曲线上的共晶凝固特征参量确定最佳保温时间,同时防止碳的过度烧损;(3)对于保温过度的原铁液实施预处理,调节铁液化学成分和石墨形核状态后可恢复到较佳状态;(4)通过最终铁液球化孕育效果检测反推原铁液的冶金质量状态,检验原铁液过热保温优化控制的有益效果。试验结果表明,在球化孕育处理之前,应全面提高原铁液的冶金质量。
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    Vague 集在ZL201消失模铸造工艺参数优化中的应用
    舒服华
    在正交试验的基础上,运用Vague集理论对ZL201铝合金消失模铸造工艺参数进行优化。以浇注温度、涂层厚度、真空度、充气压力为优化工艺参数,选择充型速度、铸件密度、抗拉强度、伸长率为综合工艺优化目标。在原始试验数据的基础上确定一个理想解,根据各工艺方案与理想解的相似度确定方案的优劣。首先进行单工艺目标优化,然后进行综合工艺目标优化,综合工艺目标为单工艺目标的加权平均和,以综合工艺目标下方案的平均相似度最大水平为最优水平。
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    有限元法铸造凝固过程数值模拟关键技术研究
    杨曼云1,2,迟毅林1
    对铸造过程数值模拟关键技术进行了研究并进行SIMU-CAST铸造凝固过程模拟软件研发,软件能基于有限单元法进行凝固过程温度场、缩孔缩松等铸造缺陷的数值模拟。模拟过程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。最后,对所开发软件计算的铸件凝固过程情况和国外ProCAST商用铸造有限元分析软件计算结果及趋势进行对比,并结合实验结果进行分析。软件计算结果准确性及计算精度较高,铸件缩孔缩松预测结果基本准确,分析计算结果能满足工程实际应用,并在工厂实际浇铸生产应用中取得了良好效果。
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    检测技术
    铸造合金补缩距离的研究进展
    张 永1,张志鑫2,刘洪汇1,于忠军1
    为研究铸造合金的凝固补缩距离,通过总结、归纳现有的研究方法及研究成果,从补缩距离的影响因素和计算方法入手,总结了在不同合金材料和不同铸造方法条件下,铸件宽厚比、冒口尺寸、冷铁结构和浇注工艺参数等对补缩距离的影响规律,指出现阶段研究存在的问题,并结合我国航空装备的实际生产现状,认为在研究合金补缩距离时,应注重补缩距离研究在铸件实际方案设计和缺陷克服方面的应用。
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    基于能量中心匹配的射线实时成像铸件缺陷自动三维定位方法
    余永维,杜柳青
    针对射线实时成像检测中铸件缺陷三维位置对评价其危害程度的重要性,研究一种基于能量中心匹配的铸件缺陷自动视差定位方法。提出基于缺陷区域能量中心的不同视角投影下匹配对应点确定方法,使其具有对平移、旋转、尺度和强度的不变性,并保证缺陷匹配点在空间位置上的一致性。然后,提出利用能量中心不变量构成缺陷区域特征矢量,进行多缺陷情况下缺陷区域的自动匹配。最后,基于能量中心匹配点的空间坐标视差计算方法,实现铸件缺陷自动三维定位。实验表明,基于能量中心匹配的铸件缺陷三维定位有较高精度,平均相对定位误差小于5%,优于现有传统方法。
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    专题综述
    铸态Mg-11Gd-2Y-xSm-0.5Zr合金组织和性能分析
    周 耀1,李全安1,2,付三玲1,张兴渊1,陈晓亚1,严景龙1
    通过光学显微镜对铸态Mg-11Gd-2Y-xSm-0.5Zr(x=0,1,3,5)合金微观组织进行观察,使用X射线衍射仪研究合金的物相组成,同时通过扫描电镜和能谱仪对合金微观形貌及成分进行观察,最后利用拉伸实验测试合金的力学性能。研究结果表明:铸态Mg-11Gd-2Y-0.5Zr合金组织由固溶有稀土元素的粗大枝晶状α-Mg基体和沿晶界析出的稀土化合物Mg5Gd和Mg24Y5组成。Sm的加入增加了Mg41Sm5相,使基体由粗大的树枝晶逐渐转变为枝晶细小的等轴晶。随着Sm含量的增加,第二相形态由不连续分布向连续网状分布转变。Sm的加入明显提高合金的强度,使合金室温强度先升高后降低,伸长率由2.39%下降至0.47%,在本研究范围内,Sm加入量为3%时合金抗拉强度为220 MPa,伸长率为1.19%,综合力学性能最优。
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    应用技术
    大型四分之一齿轮铸造工艺设计
    孙爱新,李晓明,王 话,邓立新,王怡心
    针对砂型铸造工艺生产的大型四分之一齿轮铸件在生产过程中经常出现的缩孔、缩松、张口变形等铸造缺陷,特别是把合口处的铸造缺陷,采用模数法对大型四分之一齿轮冒口补缩工艺进行设计,并通过增加外冷铁,改进浇注系统,增加把合口处冒口下补贴等措施对铸造工艺进行优化。并利用procast铸造模拟软件对铸造工艺进行验证。工艺改进后,产品的工艺出品率明显提高,缩松、缩孔、张口变形等铸造缺陷基本消除,生产出了合格的四分之一齿轮铸件。
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    硼对含碳化物马氏体球墨铸铁组织和性能的影响
    姜利坤1,琚子来2,李卫红1,黄曼曼2,吴永婷3,刘运腾1
    制备了一种含硼、铬、钒合金元素的含碳化物马氏体球墨铸铁,并系统研究了硼含量对材料组织结构和力学性能的影响。结果表明:当B<0.1%时,组织中石墨球圆整,大小均匀,球化良好;当B>0.1%时,石墨球圆整度降低,大小分布不均。铸件的热处理条件为:奥氏体化温度900 ℃,然后在10%氯化钠水溶液中淬火,最后230 ℃回火。当B为0.06%时,该材料的硬度和冲击韧性具有良好的匹配,硬度为HRC58~61,冲击韧性为8~11 J/cm2。
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    Ca对Mg-5Al合金热裂敏感性的影响
    张 光1,2,邱克强1,孙治国1,任英磊1
    采用等长热裂试棒法评价Ca对Mg-5Al合金热裂敏感性的影响,通过光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、拉伸实验机和Image-J软件分析合金的热裂机制。结果表明:Ca含量2.5%时,合金热裂敏感性最低;共晶组织对合金热裂敏感性影响明显,单一、充足的共晶组织有利于对初生热裂纹补缩,降低合金热裂敏感性;在凝固末期,若合金力学性能不佳,在树枝晶搭桥区会产生不可补缩热裂纹。
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    1001-4977(2017)02-0178-04
    樊建荣,朱 军,李瑞卿
    在Gleeble-1500D热模拟试验机上,采用高温等温压缩试验,对Cu-Cr-Zr合金在变形温度为600~800 ℃、应变速率为0.01~5 s-1和总压缩应变量约50%条件下的热变形行为进行了研究。利用光学显微镜观察Cu-Cr-Zr合金在不同变形温度、不同应变速率下的显微组织,分析其组织演变规律。结果表明:应变速率和变形温度的变化强烈地影响合金流变应力的大小;Cu-Cr-Zr合金在热变形过程中发生了动态再结晶,且流变应力随变形温度升高而降低,随应变速率提高而增大;在应变温度为800 ℃时,合金热压缩变形流变应力出现了明显的峰值应力,表现为连续动态再结晶特征。从流变应力、应变速率和温度的相关性,Cu-Cr-Zr合金;热压缩;流变应力;动态再结晶得出了该合金热压缩变形时的热变形激活能Q和流变应力方程。
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    经验交流
    行业标准《铸造用铬铁矿砂》解读
    朱 筠,卜 伟
    1 标准的概况  在铸造生产中,铬铁矿砂主要用于大型厚壁铸钢件、铸铁件和高锰钢铸件的型(芯)砂。随着我国铸造行业的快速发展,对铸件质量要求的提高、铸件尺寸的增大,铸造用铬铁矿砂的需求量有不断增大的趋势。同时JB/T 6984—1993《铸造用铬铁矿砂》行业标准实施近20年,国内外在造型材料和造型方法等领域已取得了重大的技术进步。因此,原标准中规定的铬铁矿砂技术要求已不能完全反映现有造型材料技术发展水平,在实际生产中也不能起到应有的指导和约束作用。为此,根据工业和信息化部2010年第一批机械行业标准制修订计划要求,受全国铸造标准化技术委员会委托,由上海市机械制造工艺研究所有限公司、苏州兴业材料科技股份有限公司、宁夏共享集团有限责任公司等单位组成《铸造用铬铁矿砂》行业标准起草工作组,负责《铸造用铬铁矿砂》行业标准的修订工作。  2011年5月全国铸造标委会在厦门组织召开了《铸造用铬铁矿砂》行业标准起草工作会议,参与标准起草的相关单位就标准分组、技术要求、试验方法等主要技术内容进行了讨论。根据与会专家的意见,经过试验验证工作,于2011年7月完成标准征求意见稿的编制,并向相关的生产、使用单位及科研院所征求意见。2011年11月在对反馈意见汇总分析的基础上完成标准送审稿的编制工作。2011年12月在济南召开了《铸造用铬铁矿砂》行业标准审查会,标准起草工作组综合与会专家的审查意见,最终完成标准的报批稿。
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    标准化
    行业标准《铸造用膨润土》解读
    朱 筠
    1 标准概况  湿型砂是目前使用最广泛、最方便的造型材料,约占所有型砂使用量的60%~70%。膨润土因其粘结力强、可塑性高、高温湿态条件下物理化学性能稳定等特点被用于湿型砂的粘结剂。膨润土品质的好坏对铸件表面质量的影响极为明显。JB/T 9227—1999《铸造用膨润土和粘土》和JB/T 9225—1999《铸造用粘土、膨润土化学分析方法》行业标准于1999年发布,其主要技术内容仍由专业标准ZB J 31 009—1990和ZB J 31 007—1989所规定,当时只是对编写格式作了修订并转换了标准号。该标准对铸造用膨润土的技术要求已不能完全反映现有的技术水平,在实际生产中亦不能起到应有的指导和约束作用。  2012年对JB/T 9227—1999进行修订,修订后的JB/T 9227—2013《铸造用膨润土》行业标准整合了JB/T 9227—1999和JB/T 9225—1999两项标准,JB/T 9227—2013《铸造用膨润土》行业标准于2013年12月31日由工业和信息化部批准发布,2014年7月1日起实施。
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