《铸造》杂志

  201811期

新材料?新工艺熔模铸造消失模铸造计算机应用铸造设备质量与管理试验研究应用技术
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
    ZL114A铝合金激光选区熔化成形工艺
    刘志权 1 ,尹家新 2 ,徐志锋 1 ,汪志太 1 ,肖 波 1
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    基于多材质复合铸型的铸铁件铸造工艺数值模拟与试验研究
    刘丽敏,单忠德,刘 丰,张 帅
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    EDM和ESM孔对DD32单晶高温合金持久性能的影响
    江 帆 1,2 ,于金江 1 ,娄建新 1 ,谢 君 1 ,孙晓峰 1
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    熔模铸造
    大型泵用不锈钢轴承盖精密铸造工艺改进
    陈延丽,郑煜川,刘仕伟
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    消失模铸造
    滚轴碎煤筛选机筛片的消失模铸造工艺
    张鸣一 1 ,郭伟沯 2 ,王 昊 3 ,高 平 1 ,田迎春 1 ,耿文远 1
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    计算机应用
    通冷却介质的埋管铸造中预埋管熔合状况的数值预测方法
    高增丽 1 ,宫本奎 1 ,牛建平 2 ,韩 旭 1 ,刘运腾 3
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    铸造设备
    浇注模拟试验台设计
    王成军,窦海石,郭永存
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    质量与管理
    高速动车组高端铸钢件的生产技术与质量控制
    徐贵宝
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    试验研究
    二氧化硅含量对光固化硅基陶瓷微观组织及性能的影响
    贾鸿远 1,2 ,杨彦红 2 ,孙晓峰 2 ,周亦胄 2 ,李 文 1
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    铸造冷却速率对CB2钢微观组织和力学性能的影响
    马煜林 1 ,刘 越 1 ,江 旭 1 ,刘春明 1 ,穆建华 2 ,李 敏 2 ,崔 野 2 ,杨程坤 2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    不同Sr含量变质对A356合金组织及力学性能的影响
    姜 峰,索忠源,王德禹,王毅坚
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    无孕育蠕墨铸铁壁厚敏感性研究
    梁敬凡 1 ,徐锦锋 1 ,邱汉泉 2 ,孟卫如 3 ,蒲 震 3
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    铸型局部激冷和淬火处理对蠕铁缸盖次表层显微组织和硬度的影响
    孙 松,杨 忠,马志军,陶 栋,杨 通,李建平
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    热处理工艺对Al-8Zn-2.5Cu-2Mg-0.3Ho合金组织和性能的影响
    宁小丹,房大庆,李秋书,张开鑫,朱乾科,王孝国
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    RE与Ti变质铸造5CrNiMo模具钢的高温磨损行为
    柯 丹,马伟亮,蔡启舟
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    应用技术
    大型数控机床滑枕铸件铸造工艺及性能研究
    张德红,代艳霞
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    复杂高锰钢件铸造工艺优化
    陈席国 1,2 ,杨胡坤 1 ,陈 宇 1 ,吉晓霞 2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    大型车床床身劈箱铸造工艺
    陈宗民 1 ,荣庆兵 2 ,秦聪祥 1 ,赵而团 1
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    G501缸体卧浇铸造工艺设计实践
    王瑞平,邹 卫,万修根
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
  • 新材料?新工艺
    ZL114A铝合金激光选区熔化成形工艺
    刘志权 1 ,尹家新 2 ,徐志锋 1 ,汪志太 1 ,肖 波 1
    以ZL114A铝合金粉末为研究对象,主要研究激光选区熔化 (SLM) 成形主要工艺参数如激光功率、扫描速度、扫描间距、铺粉厚度等对ZL114A成形试样致密度的影响。结果表明,SLM成形ZL114A合金试样的致密度随着激光功率的增大而增大;而随着扫描速度的增大,试样的致密度则呈现先增大后减小的趋势;当激光功率为450 W,扫描速度为2 000 mm/s,扫描间距为0.09 mm,铺粉厚度为0.05 mm时,试样致密度最大可达到99.92%,其SLM沉积态合金的常温平均抗拉强度为402.7 MPa,伸长率为6.0%。进一步引入能量密度模型,综合表征能量输入与试样致密度之间的作用关系,当能量密度在35 ~ 100 J/mm 3 范围内,其致密度均可达99%以上。
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    基于多材质复合铸型的铸铁件铸造工艺数值模拟与试验研究
    刘丽敏,单忠德,刘 丰,张 帅
    评定了四种铸造常用型砂的蓄热系数,然后选取不同壁厚方形筒件为典型件,开展其传统铸造工艺的单一铸型和基于无模铸造复合成形技术的多材质复合铸型工艺的方案设计,对两种工艺分别进行了有限元数值模拟与试验研究。结果表明:多材质复合铸型工艺所得铸件四周200 s以后几乎实现同时凝固,铸件四周的石墨形态均为A型,长度为100μm左右,差异较小,且分布均匀;铸件四周的抗拉强度差值最小约3.7%,且抗拉强度值最大提升20.9%。该研究成果可为复杂铸铁件高性能、高质量铸造提供技术参考。
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    EDM和ESM孔对DD32单晶高温合金持久性能的影响
    江 帆 1,2 ,于金江 1 ,娄建新 1 ,谢 君 1 ,孙晓峰 1
    研究了EDM和ESM加工孔对DD32单晶合金在1 000 ℃ /280 MPa条件下持久性能的影响。结果表明,两种电加工方式均降低合金的持久性能,特别是明显降低持久伸长率。ESM孔试样的持久寿命和持久伸长率都优于EDM孔试样。EDM加工孔内表面要比ESM加工孔内表面氧化程度更高,且ESM孔内表面相对于EDM孔内表面更加密实和光滑。但是,ESM孔和EDM孔内表面都有30 μm左右的反应层。多源裂纹在EDM或ESM加工孔周围萌生,并在持久变形过程中向基体内部扩展。
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    熔模铸造
    大型泵用不锈钢轴承盖精密铸造工艺改进
    陈延丽,郑煜川,刘仕伟
    针对不锈钢轴承盖生产过程中出现的缩孔、缩松等缺陷,采用先进CAE模拟技术,结合实际生产情况,进行工艺优化改进,有效解决了缺陷问题,改善了产品质量,提高了产品合格率,降低了生产成本。
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    消失模铸造
    滚轴碎煤筛选机筛片的消失模铸造工艺
    张鸣一 1 ,郭伟沯 2 ,王 昊 3 ,高 平 1 ,田迎春 1 ,耿文远 1
    为提高滚轴碎煤筛选机筛片生产的成品率,采用消失模铸造工艺代替传统砂型铸造工艺。从铸造工艺参数设计与改进及热处理工艺等方面介绍了筛片的消失模制备工艺技术,分析并解决了筛片内部出现气孔、夹渣及粘砂等缺陷问题。结果表明,采用消失模铸造工艺制备筛片工艺技术简单、产品成品率高;生产效率是砂型铸造的1.5倍,产品成品率是砂型铸造的1.25倍。
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    计算机应用
    通冷却介质的埋管铸造中预埋管熔合状况的数值预测方法
    高增丽 1 ,宫本奎 1 ,牛建平 2 ,韩 旭 1 ,刘运腾 3
    提出了一种利用Anycasting软件进行充型模拟、利用Fluent软件进行凝固模拟的数值预测方法,数值计算了埋管铸造工艺预埋管外壁固定点在充型、凝固阶段的温度变化,并与试验测试值进行了对比,结果表明,采用不同软件得到的各阶段计算温度与试验测试温度吻合良好,数值计算结果可信。为了充分验证这种数值预测方法的可靠性,将试验浇注的铸件剖开,发现宏观上预埋管与浇注本体熔合良好,显微照片显示界面处除少量气孔外,熔合较为理想,因此这是一种有效的数值预测方法。
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    铸造设备
    浇注模拟试验台设计
    王成军,窦海石,郭永存
     以浇注模拟试验台为研究对象,用甘油代替金属液进行相似模拟试验,定量表述浇注液的浇注轨迹。借助MATLAB软件,数值求解出不同抛出速度及浇包嘴与水平面呈不同夹角时,在水平面某一高度处浇注液洒落的轨迹范围。结果表明:转轴中心和浇包嘴连线与水平面所呈倾角θ 为45o ,抛出速度为0.05 m·s -1 时,浇注液的轨迹接近于直线;浇包嘴倾角θ为0 ~ 60o  ,抛出速度为0.1 m·s -1 时,浇注液轨迹落在 X 轴下方 - 1 m处的水平面上,长度约为0.34 m。根据数值求解结果得出:模拟浇注过程中将浇包沿 X 轴正向以0.21 m·s -1 的速度移动,或将浇包沿 Y 轴负向以1 m·s -1 的速度移动,浇注液的初始速度以0.098 m·s -2 的加速度增加,可使倾倒出的浇注液准确地落入浇口杯,完成浇注过程。为实际铸造生产过程中浇注规律的研究及浇注模拟试验设备的设计提供了参考依据。
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    质量与管理
    高速动车组高端铸钢件的生产技术与质量控制
    徐贵宝
     探讨了微量元素V对动车组密接车钩18MnNiV材料力学性能的影响,该材料具有成本低、强韧性好、铸造和焊接工艺性优良的综合优势。应用计算机模拟分析工具,优化了密接车钩的铸造工艺,解决了缩孔和裂纹问题,保证了铸件质量。通过设计加强筋,强化了车钩的结构强度,确保了产品使用可靠性以及行车安全。从质量意识、标准执行、过程管控、顾客服务、员工培训等方面,阐述了保证高端铸钢件生产质量的有效措施。
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    试验研究
    二氧化硅含量对光固化硅基陶瓷微观组织及性能的影响
    贾鸿远 1,2 ,杨彦红 2 ,孙晓峰 2 ,周亦胄 2 ,李 文 1
     以硅基陶瓷为研究对象,通过调整浆料内固相二氧化硅陶瓷粉末的体积分数 (40%、42%、44%、46%、48%和50%) 来控制浆料浓度,使用光固化快速成型技术获得不同二氧化硅含量的样品。采用扫描电子显微镜和高温抗折强度测试仪研究固相含量对光固化硅基陶瓷型芯微观形貌和力学性能的影响。结果表明,经光固化成形和1 300 ℃烧结后,样品收缩率和孔隙率随SiO 2 含量增加而降低;抗折强度随SiO 2 含量增加而增强。
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    铸造冷却速率对CB2钢微观组织和力学性能的影响
    马煜林 1 ,刘 越 1 ,江 旭 1 ,刘春明 1 ,穆建华 2 ,李 敏 2 ,崔 野 2 ,杨程坤 2
     采用SEM、TEM和拉伸试验机研究了铸造冷却速率对CB2钢的显微组织和力学性能的影响,分析不同冷却速率对CB2钢中夹杂物的含量、马氏体板条的宽度、析出相的形态和δ铁素体的含量的影响。研究发现:CB2-F和CB2-S钢的夹杂物比例分别为0.196 9 % 和0.0655 6 % ;两种钢的马氏体板条平均宽度分别为268.90 nm和301.46 nm;较大的冷却速率能够细化钢中的M 23 C 6 相,并能够减少室温下钢中δ铁素体的含量。较高的冷却速率可以提高CB2钢的强度。此外,在回火后的CB2-S钢的 δ-铁素体中观察到长度约为100 nm,直径约为20 nm的M 3 C相。 δ -铁素体的存在降低了CB2-S钢的析出强化和位错密度。
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    不同Sr含量变质对A356合金组织及力学性能的影响
    姜 峰,索忠源,王德禹,王毅坚
    研究了不同Sr含量对A356合金组织及力学性能的影响。试验结果表明:当Sr加入量为0.04%时,所得到的合金组织及力学性能较好,共晶硅组织呈细颗粒状与蠕虫状,且均匀弥散分布于α -Al合金基体中,合金抗拉强度为215.99 MPa,伸长率为4.04%,布氏硬度为HBW56。
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    无孕育蠕墨铸铁壁厚敏感性研究
    梁敬凡 1 ,徐锦锋 1 ,邱汉泉 2 ,孟卫如 3 ,蒲 震 3
     采用低镧镁硅铁蠕化剂制备蠕铁铁液,探索了铸件壁厚对合金蠕化率、蠕墨和共晶团形态及基体组织的影响规律。结果表明,在无孕育工艺条件下,蠕墨铸铁的凝固组织由奥氏体枝晶、形态不规则的蠕墨/奥氏体共晶团和少量球墨/奥氏体共晶团组成,铸态组织由铁素体、珠光体和蠕虫状石墨及少量球状石墨组成。随着铸件壁厚的增大,蠕墨铸铁的蠕化率、蠕墨形态参数、蠕墨/奥氏体共晶团尺寸趋于增大,共晶团形貌团球化,而枝晶数量和珠光体数量显著减少。当铸件模数一定时,铸件边缘处的蠕化率、蠕墨形态参数和共晶团尺寸均低于心部,但枝晶析出数量高于心部。对于蠕化率较高的合金,当模数 M S ≧ 0.75 cm时,蠕化率对壁厚的变化不甚敏感,反之,敏感性较强;而对于蠕化率较低的合金,敏感性转变模数由0.75 cm降为0.5 cm。此外,无论合金蠕化率高低,其基体组织中的珠光体数量对壁厚变化均十分敏感,尤其是当铸件模数 M S
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    铸型局部激冷和淬火处理对蠕铁缸盖次表层显微组织和硬度的影响
    孙 松,杨 忠,马志军,陶 栋,杨 通,李建平
     研究了蠕墨铸铁气缸盖火力面局部铸型冷却速度和淬火(900 ℃ ,110 min)对火力面次表面纵向显微组织和洛氏硬度的影响。结果表明:激冷处理在缸盖火力面沿深度方向形成复合结构硬化层:淬硬层 (0 ~ 1 mm) +球铁层(0 ~ 6 mm) +蠕铁硬化层 (0 ~ 40 mm)。碳化物在淬硬层中含量保持在83%,在球铁层逐渐减少,蠕铁层没有观察到明显的碳化物存在。增加冷却强度明显细化蠕铁硬化层的显微组织、减小珠光体片层间距,提高缸盖火力面表层硬度。与局部未激冷铸型相比,激冷铸型铸造的蠕铁缸盖火力面层得到显著强化:铸态洛氏硬度由12.6提高到21.0,淬火后硬度由48.96提高到59.0,提高了20.51%;模拟500 ℃ 保温90 h服役条件下,激冷铸造的硬度由未激冷铸造的21.41提高到25.19,提高了17.66%。
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    热处理工艺对Al-8Zn-2.5Cu-2Mg-0.3Ho合金组织和性能的影响
    宁小丹,房大庆,李秋书,张开鑫,朱乾科,王孝国
     研究了不同热处理工艺对Al-8Zn-2.5Cu-2Mg-0.3Ho合金组织和性能的影响。结果表明,经过470 ℃ × 40 min的固溶处理,合金组织中的第二相溶解相对充分,基体的过饱和度增加,合金的抗拉强度达到320 MPa,硬度为HB111.5;经过470 ℃ 伊 40 min固溶处理和不同温度的时效处理,时效处理工艺为150 ℃ ×24 h时合金的力学性能最佳,此时,合金的抗拉强度达到357 MPa,硬度达到HB245.1;相较于铸态,经过时效处理后合金的抗拉强度和硬度分别提高了103%和93%。
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    RE与Ti变质铸造5CrNiMo模具钢的高温磨损行为
    柯 丹,马伟亮,蔡启舟
    研究了RE与Ti变质铸造5CrNiMo模具钢从室温 耀 600 ℃ 的磨损行为,采用SEM、EDS和XRD等对磨损表面和截面形貌,以及磨屑形貌与成分进行了分析,探讨了其高温磨损机制。结果表明,随着温度升高,铸造5CrNiMo模具钢的摩擦系数先降低后升高,RE变质与 (RE+Ti) 复合变质钢在300 ℃ 、未变质和Ti变质钢在450 ℃ 时摩擦系数出现最小值。变质与未变质铸造5CrNiMo模具钢的磨损失重随温度升高先增加,当温度超过300 ℃ 后开始下降;相对于未变质试样,RE变质、Ti变质和 (RE+Ti) 复合变质试样的最大磨损失重分别下降了14.3%、27.5%和30.5%。高温磨损试样表层氧化产物为Fe 2 O 3 和Fe 3 O 4 ,疲劳裂纹引起的剥落磨屑为块状及少量长片状氧化物。当温度低于150 ℃ 时,(RE+Ti)变质5CrNiMo钢的低温磨损机制为犁削磨损和磨粒磨损,300 ℃ 时为粘着磨损和氧化磨损,当温度超过450 ℃后,磨损机制转变为氧化剥落磨损和疲劳磨损。
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    应用技术
    大型数控机床滑枕铸件铸造工艺及性能研究
    张德红,代艳霞
    研究了某大型数控机床HT300滑枕铸件,对其铸造工艺及相关参数进行了设计、模拟和实验验证,采用优化后的工艺参数铸造出了优质的滑枕铸件。铸造出的滑枕铸件满足了改型机床的要求,可为相近的大型铸件工艺设计提供参考。
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    复杂高锰钢件铸造工艺优化
    陈席国 1,2 ,杨胡坤 1 ,陈 宇 1 ,吉晓霞 2
     某高锰钢铸件因其内部空腔结构复杂而易形成铸造缺陷,为此采用ADSTEFAN软件和ProCAST软件对其初始铸造工艺进行数值模拟,分析了铸件温度场特点、铸件缺陷产生部位和原因。针对初始工艺铸造过程易出现的铸造缺陷,调整了轮毂冒口A、轮缘冒口B尺寸及冷铁形状和位置,优化了铸造工艺。模拟结果显示,优化工艺消除了铸件轮缘区域缩松缺陷,降低了热裂倾向。实际铸造试验验证了模拟中易于出现缩孔、缩松及热裂的位置,并表明优化工艺基本可行。
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    大型车床床身劈箱铸造工艺
    陈宗民 1 ,荣庆兵 2 ,秦聪祥 1 ,赵而团 1
     研究了大型机床床身铸件的铸造工艺方法,比较了几种传统的工艺方案。大型床身铸件外部、内腔结构复杂,常规工艺方法操作困难,因此采用劈箱造型工艺。该工艺简化了模样结构,降低了造型高度,方便了操作,尤其是方便型芯的安放,从而能够保证铸件的质量。详细介绍了劈箱铸造工艺中最重要的阶梯式浇注系统的设计方法,还介绍了工装设计中模板、定位板及堵头板等主要装备的设计方法及定位方式。最后,分析了劈箱造型工艺方法应用中的一些问题并提出了一些建议。
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    G501缸体卧浇铸造工艺设计实践
    王瑞平,邹 卫,万修根
     立浇工艺生产G501缸体铸件质量有保证、风险小,但立浇工艺只适合多品种小批量生产。通过采取全嵌入式水套芯头结构设计、油道芯随形芯撑工艺设计及缸筒排气片等措施,对现有的适合大批量生产的卧浇工艺生产线进行了改进,解决了卧浇工艺条件下G501缸体水套芯变形、油道芯变形及铸件气孔等质量问题,使现有生产线满足了新开发缸体的生产需要。
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