《铸造》杂志

  201908期

试验研究铸钢 铸铁有色合金专题综述造型材料铸造设备工艺技术
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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  • 试验研究
    冷却速度对高铬铸铁凝固组织及耐磨性的影响
    黄?鹏 1,2,3 ,纪秀林 2 ,吴怀超 1 ,单益平 2 ,王鲲鹏 1,3
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    铸钢 铸铁
    新型铸态耐磨蚀高铬铸铁的韧化机制研究
    邓家祥 1 ,郑宝超 2 ,李鹏飞 1 ,涂小慧 2 ,李 卫 2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    热轧辊用合金球墨铸钢的研究
    王泽华,张?宇,张?欣,石?颖,周泽华
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    回火温度对无碳化物贝氏体钢组织和性能的影响
    李 晴,程巨强
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    农机具用等温淬火球墨铸铁耐磨件的组织与性能
    程俊伟,邵星海,郭亚辉,冯志明,吕乐华,许海铎,张杰琼?
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    有色合金
    Cu对高压凝固Mg-9Al-1Zn合金显微组织及力学性能的影响
    徐?畅 1,2 ,黄?铎 2 ,林小娉 1,2,3 ,郭士琦 2 ,何永鹏 2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    Sr变质剂对石膏型精铸ZL114A合金组织与性能的影响
    许广涛 1 ,?王狂飞 2 ?,?周志杰 1 ?,?张锦志 1 ,史小宝 1 ,钱金亮 1
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    新型低硅铸造铝合金的耐腐蚀行为研究
    曾瑞祥,程腾飞,杨弋涛
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    合金元素对Al-Fe-Cu-RE-Zr合金力学和电学性能的影响
    刘蒙恩 1 ,于 ? 群 2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    专题综述
    热等静压在钛合金近净成形领域的发展及应用
    金?磊,祝?强,赵?军,刘时兵,丁?伟,敖广阔,高?颖,宋照伟
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    造型材料
    国产与进口三乙胺冷芯盒树脂性能对比研究
    何?龙,崔?刚,张宏凯,韩?文,张?茜
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    铸造设备
    高气密性阀板压铸模具设计及实践
    旷鑫文 1 ,张正来 1 ,贾志欣 2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    壶式防飞溅孕育浇注箱的设计与应用
    毛正石,周 霄,姜作砚
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    工艺技术
    基于数值模拟和砂型3D打印的机匣整体重力铸造工艺研究
    徐伟业 1 ,陈维平 1 ,金 枫 2 ,朱德智 1 ,凌自成 1
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    基于砂型3D打印技术的气缸体快速铸造工艺开发
    倪允强 1 ,王 佳 1 ,陈秀明 1 ,臧加伦 1,2 ,刘庆义 1,2 ,孙玉成 1,2 ,李春旭 1
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    航天大型铝合金壳体树脂砂铸型快速制造单元设计研究
    蒋?清,孟祥炜,王?建,高鹏程,倪江涛,齐?朋
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    工艺因素对首饰石膏铸型强度的影响
    袁军平,金莉莉,陈绍兴,骆美美
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    不同材质的排气歧管失效原因分析
    赵新武
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  • 试验研究
    冷却速度对高铬铸铁凝固组织及耐磨性的影响
    黄?鹏 1,2,3 ,纪秀林 2 ,吴怀超 1 ,单益平 2 ,王鲲鹏 1,3
    研究了高铬铸铁在凝固过程中冷却速度对微观组织及耐磨性的影响。结果显示,高铬铸铁在凝固过程中,快的冷却速度使碳化物硬质相的硬度降低,韧性提高;冲蚀磨损的作用下,不易脱落和脆性断裂,因而对基体有较好的保护作用,使得单位面积上体积损失率变小。高铬铸铁在凝固过程中的冷却速度越快,其抗冲蚀磨损的能力就越强。
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    铸钢 铸铁
    新型铸态耐磨蚀高铬铸铁的韧化机制研究
    邓家祥 1 ,郑宝超 2 ,李鹏飞 1 ,涂小慧 2 ,李 卫 2
    采用合金熔炼和浇注的方法制备出新型亚共晶组织的耐磨/蚀高铬白口铸铁WH16,相比于传统的渣浆泵过流件用材Cr33,其在成分设计上降低了C含量,以及Cr,Mn,Ni,Cu等合金元素含量,但仍保持两者的Cr/C相当。通过对其显微组织和力学性能的研究表明,WH16的组织中M 7 C 3 型碳化物体积分数约为33.4%,且均匀、孤立地镶嵌于奥氏体基体中,V的加入有利于碳化物团球化。研究结果表明,WH16组织中均匀、弥散分布的M 7 C 3 型碳化物抑制了裂纹的穿晶断裂,在脆性断口上形成小于10 μm的裂纹,低于Cr33断口面上18~30 μm的裂纹,韧化性能显著提高,洛氏硬度与断裂强度分别达到HRC42与1 790.3 MPa,与Cr33基本相同,而ε max 和冲击韧性(a k )显著提升,分别可达21.9%和4.0 J/cm 2 ,相比Cr33分别提高85.5%和81%。
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    热轧辊用合金球墨铸钢的研究
    王泽华,张?宇,张?欣,石?颖,周泽华
    球墨铸钢具有高碳钢和球墨铸铁组织的特点,是一种兼顾高碳钢和球墨铸铁性能的特殊工程材料。文中介绍了球墨铸钢的化学成分、常用合金元素及其作用、显微组织特点、力学性能、摩擦磨损性能和热疲劳性能,指出了球墨铸钢的组织和性能特点及其应用前景,并介绍了球墨铸钢在热轧辊上的应用。
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    回火温度对无碳化物贝氏体钢组织和性能的影响
    李 晴,程巨强
    研究了无碳化物高强度贝氏体钢正火后回火温度对其组织和性能的影响。结果表明,经920 ℃奥氏体化加热空冷及200~350 ℃回火,实验钢具有良好的强韧性。该温度范围回火获得的抗拉强度为1 370~1 472 MPa,断后伸长率为15%~16%,断面收缩率为47%~62%,冲击功A KV 为76~86 J;组织主要为板条状贝氏体铁素体和残余奥氏体,即无碳化物贝氏体组织。550 ℃回火冲击值最低,出现贝氏体回火脆性,断口特征为沿晶脆性断裂。
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    农机具用等温淬火球墨铸铁耐磨件的组织与性能
    程俊伟,邵星海,郭亚辉,冯志明,吕乐华,许海铎,张杰琼?
    根据市场对产品品质提升的需求,自主开发了农机具用等温淬火球墨铸铁(ADI)和含碳化物等温淬火球墨铸铁(CADI)耐磨零件。本文主要阐述了这些耐磨件的组织和性能,尤其对田间试验效果明显的两种CADI耐磨材料,采用SEM和EDS分析了显微组织形貌与成分,同时对比分析了高碳化物、低碳化物CADI不同基体组织的能谱成分和维氏硬度差异。试验结果表明,农机具用等温淬火球墨铸铁的选择可以根据CADI中金属碳化物数量、冲击性能变化及不同的土壤条件而定。
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    有色合金
    Cu对高压凝固Mg-9Al-1Zn合金显微组织及力学性能的影响
    徐?畅 1,2 ,黄?铎 2 ,林小娉 1,2,3 ,郭士琦 2 ,何永鹏 2
    研究了常压及2 GPa级高压作用下,Mg-9Al-1Zn-0.5Cu合金微观组织和力学性能。结果表明:常压下,Mg-9Al-1Zn-0.5Cu合金铸态组织由等轴晶α-Mg、连成网状分布在枝晶间“骨骼状”的β-Mg 17 Al 12 共晶相和枝晶间富铝而形成的白色层片状中间相β-Mg 17 Al 12 以及极少量的Al 6 CuMg 4 相组成,平均晶粒尺寸为192 μm。在2 GPa高压凝固后,微观组织由等轴晶α-Mg、呈颗粒状或长岛状断续分布在枝晶间的β-Mg 17 Al 12 共晶相以及少量的Al 6 CuMg 4 相组成,平均晶粒尺寸仅为23 μm,Al在基体中的固溶量高达5.81%;该合金的室温压断最大抗力为475 MPa,断面膨胀率为31%,比常压下的铸造合金分别提高53%和38%。其凝固组织细化、颗粒状或岛状共晶相β-Mg 17 Al 12 的弥散强化以及Al在基体中的固溶强化是其强度提升的主要机制,而组织细化和晶间第二相形态的改变是其塑性提升的主要原因。
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    Sr变质剂对石膏型精铸ZL114A合金组织与性能的影响
    许广涛 1 ,?王狂飞 2 ?,?周志杰 1 ?,?张锦志 1 ,史小宝 1 ,钱金亮 1
    通过ZL114A合金熔体添加和未添加Sr变质剂,研究了熔体处理条件对石膏型精铸热处理试样显微组织及力学性能的影响。结果表明,未变质铸态试样力学性能好于变质试样,而未变质热处理试样力学性能稍差,其主要原因在于Si相热变质不太充分。由于变质试样缩松缺陷很难消除,因此,对于ZL114A合金石膏型复杂薄壁件,采用未变质处理不失为一种选项。
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    新型低硅铸造铝合金的耐腐蚀行为研究
    曾瑞祥,程腾飞,杨弋涛
    采用浸泡腐蚀试验、电化学极化和交流阻抗谱测试等手段,并利用扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)等分析方法,研究了汽车转向节用新型低硅铸造铝合金在3.5%NaCl腐蚀介质下的腐蚀行为和规律。结果表明,低硅铸造铝合金在3.5%NaCl腐蚀介质下,其耐蚀性能与传统A356铝合金相当,其腐蚀产物主要为Al(OH) 3 、AlCl 3 及Al 2 O 3 ; 另外, Si含量在3%至4%变化时,Si含量增加引起二次枝晶壁间距减小,耐蚀性能随Si含量增加而提高; 同时Cr元素的加入,使得材料的局部腐蚀倾向降低,但腐蚀速率有所提高。
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    合金元素对Al-Fe-Cu-RE-Zr合金力学和电学性能的影响
    刘蒙恩 1 ,于 ? 群 2
    采用正交试验方法,调整Al-Fe-Cu系合金中Fe、Cu元素的含量,并添加RE和Zr元素,研究Fe、Cu、RE和Zr元素对合金抗拉强度、伸长率和导电率的影响。通过极差和方差分析法评价出最佳成分配比,并利用XRD、SEM和EDS等对最佳成分合金的组织和性能进行分析。结果表明:合金元素对抗拉强度、伸长率和导电率的影响程度分别是:Fe>RE>Cu>Zr,RE>Cu>Zr>Fe,Zr>RE>Fe>Cu,其中Fe对合金抗拉强度有非常显著的影响,RE对合金的伸长率和导电率有显著影响,Zr对合金的导电率有非常显著的影响。综合评价性能指标,优选出最佳成分配比为Al-0.5Fe-0.25Cu-0.3RE-0.05Zr,其抗拉强度为99.0 MPa,伸长率为24.6%,导电率为61.8%IACS。
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    专题综述
    热等静压在钛合金近净成形领域的发展及应用
    金?磊,祝?强,赵?军,刘时兵,丁?伟,敖广阔,高?颖,宋照伟
    分析了铸造和粉末冶金等近净成形制造难点,介绍了HIP技术在难加工材料近净成形制备等领域应用,重点阐述了HIP技术的特点、原理及其对钛合金零部件组织改善、缺陷消除和性能影响,总结了HIP技术和装备在钛合金近净成形领域中的最新研究进展和成果,剖析了HIP技术在钛合金近净成形领域中面临的挑战和未来发展趋势。
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    造型材料
    国产与进口三乙胺冷芯盒树脂性能对比研究
    何?龙,崔?刚,张宏凯,韩?文,张?茜
    对国产冷芯盒树脂和进口冷芯盒树脂的常规性能指标以及非常规性能指标如抗湿性、可使用时间、超低树脂加入量等进行研究对比。结果表明,国产树脂主要常规性能指标与进口树脂差距小于5%,无明显差异。24 h高湿抗拉强度、可使用时间等指标与进口树脂差距在5%以上,存在一定差异。
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    铸造设备
    高气密性阀板压铸模具设计及实践
    旷鑫文 1 ,张正来 1 ,贾志欣 2
    分析了压铸件产生气孔的原因,根据铝合金阀板零件高气密性要求及结构特点,在模具上通过合理设计模芯结构、浇注和排气系统、高气密性孔处加强冷却并设置吹气喷涂结构,水路与高压点冷相结合的方式对模具温度进行监控,确保了产品的质量,提高了模具寿命和生产效率。
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    壶式防飞溅孕育浇注箱的设计与应用
    毛正石,周 霄,姜作砚
    为防止铸铁件浇注过程中铁液在浇口箱内飞溅,同时提高二次随流孕育时孕育剂的吸收率,设计一种壶式防飞溅孕育浇注箱。设计的浇注箱不仅能避免金属液飞溅造成铸件产生铁豆等质量问题,而且能保证现场操作者的安全,且有利于铁液与孕育剂充分搅拌,有效促进孕育剂溶解吸收,从而达到最佳孕育效果。
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    工艺技术
    基于数值模拟和砂型3D打印的机匣整体重力铸造工艺研究
    徐伟业 1 ,陈维平 1 ,金 枫 2 ,朱德智 1 ,凌自成 1
    机匣具有内腔复杂、壁薄等特征,传统工艺方法难以在短期内对其进行整体铸造和性能验证。本文结合ProCAST数值模拟软件和砂型3D打印方法对其进行整体铸造工艺研究。模拟仿真得出:720 ℃浇注初温下,浇注8 s,铸件成形效果良好,充型平稳且顺序凝固。整体凝固达到46%时,铸件主体区域已凝固完毕,无孤立液相区,可有效避免缩孔类缺陷的产生。随后用砂型3D打印方法试制铸件,试制周期有效缩短至原时间的1/4。通过X-Ray与尺寸精度检测显示:铸件形状完整、无气孔和明显缺陷,尺寸精度符合标准,试制结果与仿真结果一致。
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    基于砂型3D打印技术的气缸体快速铸造工艺开发
    倪允强 1 ,王 佳 1 ,陈秀明 1 ,臧加伦 1,2 ,刘庆义 1,2 ,孙玉成 1,2 ,李春旭 1
    运用MAGMA数值模拟软件和采用3D打印砂型芯快速铸造技术,对某型发动机气缸体工艺设计方案进行仿真分析和优化工艺设计。采用3D打印技术进行砂型、砂芯的快速制造,大大减少了型芯数量,提高了铸件尺寸精度,缩短了开发周期。
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    航天大型铝合金壳体树脂砂铸型快速制造单元设计研究
    蒋?清,孟祥炜,王?建,高鹏程,倪江涛,齐?朋
    以航天大型铝合金壳体为对象,基于自硬树脂砂低压铸造工艺特点,进行树脂砂快速造型单元设计研究。通过将叠箱造型工艺优化为分箱底板造型工艺,实现上、中、下各箱同步造型,提升造型效率;将铸型制造工序分解为5种工位,精确设计工位布置和数量,形成高效率自循环的造型单元;通过综合造型单元构建技术研究,在同等条件下单个产品的树脂砂铸型生产效率提升3倍以上,铸型紧实度均匀性提升50%以上,铸型连续生产的效果提升更加明显。
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    工艺因素对首饰石膏铸型强度的影响
    袁军平,金莉莉,陈绍兴,骆美美
    金、银首饰主要采用石膏型精密铸造工艺成形,铸型的强度对铸件表面质量有很大影响。本文以业内某品牌饰用石膏铸粉为试验材料,采用智能砂型强度仪检测了铸型在不同工艺条件下的抗压强度。研究结果表明,石膏浆料凝结成形时,随着静置时间的延长,铸型湿态强度不断提高;铸型经高温焙烧后,其强度随着铸型温度降低不断下降,且焙烧过程中如受热不均会降低其强度;随着水粉比增大,铸型强度不断降低,而采用一定浓度的硼酸水制作铸型时,可以明显提升其热压强度。为使铸型强度满足生产需要,应根据气温条件相应调整水粉比,铸型灌注后应静置足够时间,铸型焙烧时应采用“缓慢升温+多台阶保温+控制最高焙烧温度”的焙烧工艺。
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    不同材质的排气歧管失效原因分析
    赵新武
    排气歧管在使用过程中的失效主要表现为变形和断裂,首先是变形,其次在极限状态下发生断裂。本文通过对不同材质的排气歧管的失效原因进行分析,得出失效主要由以下原因造成:产品局部设计不合理、铸造熔炼和工艺设计不当等。
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