《铸造》杂志

  202002期

试验研究复合材料压力铸造特种铸造工艺技术
期刊基本信息

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主编:曲学良

副主编:刘冬梅

广告发行:王巧智、曹秀梅

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  • 试验研究
    陶瓷空心球/钛合金复合泡沫材料的制备与分析
    杨倩倩 1,2 ,邵星海 1,2 ,刘???源 3 ,?马明星 1 ,曹?磊 1,2 ,李一凡 1,2 ,杨少丹1
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    深过冷Ni-B合金再辉过程与凝固速率的研究
    李 卓 1 ,许军锋 1,2 ,樊丹丹 1 ,杨长林 2 ,坚增运 1
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    V元素对Al-4.4Cu-1.5Mg-0.15Zr合金热裂性能的影响
    陶承闯,黄宏军,袁晓光,左晓姣
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    高碳中铬耐磨合金钢热处理后的组织及磨料磨损性能
    宁嘉沛 1,2 ,郑开宏 2 ,周宏明 1 ,王海艳 2 ,龙?骏 2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    复合材料
    WC定位增强高铬铸铁复合材料的研究
    魏?丹 1,2 ,罗铁钢 2 ,董应虎 1 ,顷淮斌 2 ,郑志斌 2 ,郑开宏 2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    消失模铸造WCp/Fe复合材料微观组织研究
    马国彬 1,2,3 ,谭建波 1,2,3 ,于延龙 4 ,李春海 4
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    纳米陶瓷中间合金增强高铬铸铁铸渗层的研究
    谢文芳 1 ,邵星海 2,3 ,毛志平 4,5
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    压力铸造
    压铸铝合金研究现状与未来发展趋势
    樊振中 1,2 ,袁文全 3 ,王端志 3 ,董春雨 4 ,杨?欢 4 ,陈军洲 1,2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    铝合金发动机悬置支架挤压铸造工艺研究
    陈?云 1 ,李?杰 1 ,罗继相 1 ,杜?娟 2 ,夏望红 3
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    一种压铸模具的挤压销换向机构
    王悦民,杨迎风,姜先锋,丰?亮
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    锌合金拉链头压铸模具设计及CAE分析
    胡滨铠,林明山
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    铸造CAE模拟分析低压铸造泵轮缩松缺陷
    游寿松 1,2 ,张吉祥 1,2 ,张科峰 2 ,杜?航 1,2 ,李?煜 1,2 ,魏智睿
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    特种铸造
    铁型覆砂铸造球墨铸铁件缩松缩孔的防止
    夏小江
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    基于增材制造工艺的机械臂三轴座 V 法成形
    左春林,董选普,林少凯
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    工艺技术
    铝合金管接头的快速砂铸工艺
    张守银,黄?政,严青松
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    高强度易填充覆膜砂工艺研究
    张殿喜 1 ,陈文文 1 ,王怀志 2 ,陈召松 1 ,杨秀凡 1
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    铸造3D打印砂型表面粘附问题评估与分析
    王洪涛 1,2 ,高喜军 2 ,王?伟 2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    厚大断面球墨铸铁托轮的生产实践
    岳建国,岳卫国,沈 闯,刁晓刚,王廷勇,魏 伟
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
  • 试验研究
    陶瓷空心球/钛合金复合泡沫材料的制备与分析
    杨倩倩 1,2 ,邵星海 1,2 ,刘???源 3 ,?马明星 1 ,曹?磊 1,2 ,李一凡 1,2 ,杨少丹1
    分别使用氧化铝和氧化锆陶瓷空心球作为孔隙占位材料,采用传统的重力铸造技术成功制备了陶瓷空心球/钛合金复合泡沫材料薄板试样。借助扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)分析复合材料中微观结构、界面特征和元素分布,采用万能压力试验机进行吸能性能分析。结果表明:复合泡沫钛中陶瓷空心球形态完整,且在空心球与钛合金之间界面清晰,未发现明显的过渡层;对陶瓷空心球/钛合金复合泡沫材料进行压缩试验,变形阶段依次为弹性应变阶段、屈服平稳阶段和密实化阶段,具备良好的吸能特性。
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    深过冷Ni-B合金再辉过程与凝固速率的研究
    李 卓 1 ,许军锋 1,2 ,樊丹丹 1 ,杨长林 2 ,坚增运 1
    为研究亚共晶Ni-B合金的共晶转变机理及再辉速率与界面生长速率的关系,采用熔融玻璃净化、循环过热和触发形核三者相结合的方法,借助高速摄影、红外测温仪对Ni-2.51wt.%B、Ni-2.79wt.%B、Ni-3.01wt.%B亚共晶合金的共晶转变再辉行为和凝固速率进行了研究。结果表明:当过冷度比较小时,亚共晶Ni-B合金的共晶转变界面生长速度很慢;但当过冷度较大时,其生长速度又变快,界面生长时间与熔体再辉时间随过冷度增大而减小,且变化趋势相似,两者的比值近似为一个定值。过冷度一定时,再辉速率和生长速率随着B含量的增加而增大;成分一定时,随过冷度的增加,三个亚共晶成分的Ni-B合金的再辉速率和生长速率都在增大,且变化趋势一致,两者的比值与过冷度呈反比例关系。
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    V元素对Al-4.4Cu-1.5Mg-0.15Zr合金热裂性能的影响
    陶承闯,黄宏军,袁晓光,左晓姣
    Al-Cu合金结晶范围宽,树枝晶发达,热裂倾向严重。 通过添加不同含量的V元素,研究了Al-4.4Cu-1.5Mg-0.15Zr-xV(x=0、0.05、0.1、0.15、0.2、0.25)合金热裂倾向及组织特征。结果显示,未添加V元素时,合金晶粒形态主要是粗大树枝晶;随着V元素加入,合金的晶粒逐渐变得细小;当V元素添加量为0.2%时,合金组织变得均匀,晶粒呈近等轴晶形态;继续添加V元素合金组织出现粗化现象。对于Al-4.4Cu-1.5Mg-0.15Zr-xV合金,其热裂敏感系数HSC与合金晶粒尺寸变化规律一致。未添加V元素时,晶间低熔点相数量少,不能形成足够多的液膜,合金的热裂倾向最高,热裂敏感系数为1.64;当V元素加入量为0.2%时,合金晶粒间的低熔点相明显增多,在晶间形成大量液膜,合金的热裂倾向最低,热裂敏感系数为1.05。对于Al-4.4Cu-1.5Mg-0.15Zr-xV合金的热裂抗性,最优的V元素加入量为0.2%。添加V元素对合金的影响主要有两方面:一是细化晶粒;二是促进晶间低熔点相形成,形成液膜,提高合金抗热裂性。
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    高碳中铬耐磨合金钢热处理后的组织及磨料磨损性能
    宁嘉沛 1,2 ,郑开宏 2 ,周宏明 1 ,王海艳 2 ,龙?骏 2
    研究了不同淬火温度对中铬合金钢微观组织及力学性能的影响,测试了不同碳含量的中铬合金钢热处理后的力学性能及耐磨性能,并分析其磨损机理。结果表明,在860-1 020 ℃温度范围,淬火温度提高会使晶粒长大且使碳化物逐渐溶解,其硬度在碳化物溶解后显著降低,而冲击韧性随着淬火温度升高先降后增。含1.0% C的高碳中铬耐磨合金钢经过1 000 ℃退火、980 ℃淬火、220 ℃回火热处理后,其微观组织以片状马氏体为主,有大量M 7 C 3 型碳化物小颗粒均匀分布,有较高的冲击韧性和优异的磨料磨损性能。
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    复合材料
    WC定位增强高铬铸铁复合材料的研究
    魏?丹 1,2 ,罗铁钢 2 ,董应虎 1 ,顷淮斌 2 ,郑志斌 2 ,郑开宏 2
    采用粉末冶金技术与铸造技术相结合的方法,成功制备了原位合成的碳化钨颗粒定位增强高铬铸铁基复合材料,应用金相显微镜、XRD、EDS、SEM等研究了复合材料的组织、界面及抗三体磨损性能。研究结果表明:复合材料由WC颗粒、M7C3碳化物、马氏体及残余奥氏体组成,采用原位生成的碳化钨粒径为1~3 μm, 体积分数可达60%, 碳化钨与基体的界面结合情况良好,复合材料的抗磨损性能是高铬铸铁的1.74倍。
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    消失模铸造WCp/Fe复合材料微观组织研究
    马国彬 1,2,3 ,谭建波 1,2,3 ,于延龙 4 ,李春海 4
    采用消失模铸造工艺制备WC p /Fe复合材料,研究了其组织形貌、物相成分及界面结合情况。结果表明,粒度为600~2 000目的WC颗粒在高温铁液内完全溶解并发生了化学反应,反应产物绝大部分以Fe 3 W 3 C复式碳化物形式在晶界处析出,剩余少部分W和C 以多组分固溶体形式存在于基体中;Fe 3 W 3 C相整体分布较为均匀,局部略有聚集,界面结合较好;WC颗粒偏聚处产生大量的Fe 3 W 3 C相,使界面反应层形成较多的显微缩松,对界面结合状况有显著影响。
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    纳米陶瓷中间合金增强高铬铸铁铸渗层的研究
    谢文芳 1 ,邵星海 2,3 ,毛志平 4,5
    采用将纳米陶瓷颗粒单独加入或者混入中间变质合金后加入两种方法,通过传统的砂型铸渗工艺在中碳铸钢ZG270-500表面分别制备出纳米粉末增强高铬铸铁铸渗层和纳米变质合金增强高铬铸铁铸渗层两种材料。通过微观组织分析和耐磨性能测试发现: 将纳米TiN颗粒以粉末形式直接加入,渗层中的碳化物分散较为均匀,但仍保留有不明显的网状特征;加入变质合金的渗层中碳化物呈颗粒状、棒状或层片状独立分布;若变质合金中加入稀土,渗层中碳化物呈细小的颗粒状,在基体中均匀弥散分布,因此它的硬度较高,耐磨性能最好。
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    压力铸造
    压铸铝合金研究现状与未来发展趋势
    樊振中 1,2 ,袁文全 3 ,王端志 3 ,董春雨 4 ,杨?欢 4 ,陈军洲 1,2
    介绍了压铸铝合金的特点和分类,列举了压铸铝合金目前在汽车、电子器件等方面的典型应用,阐述了压铸铝合金材料的组织性能与压铸技术方面的研究进展及当前压铸铝合金技术研究与产品应用的现状,预测了压铸铝合金未来的发展方向,也指出了需要亟待解决的问题。
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    铝合金发动机悬置支架挤压铸造工艺研究
    陈?云 1 ,李?杰 1 ,罗继相 1 ,杜?娟 2 ,夏望红 3
    发动机悬置支架是汽车悬置系统中重要的承力结构件,通常采用球墨铸铁砂型铸造。为使汽车轻量化,根据其结构和使用性能要求等特点,研究了挤压铸造生产铝合金发动机悬置支架的工艺过程。结果表明,当挤压比压为100 MPa,挤压速度采用分段调速,即第一段冲头速度设置为180 mm/s,第二段冲头速度设置为80 mm/s,第三段冲头速度设置为50 mm/s,且浇注温度为700 ℃,模具温度约为200 ℃,保压时间约为75 s时,被挤压铸造生产的铝合金发动机悬置支架其各项性能指标均能达到设计要求。
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    一种压铸模具的挤压销换向机构
    王悦民,杨迎风,姜先锋,丰?亮
    为了消除铸件的气缩孔缺陷,在压铸模具定模侧增加了一种新型局部挤压换向机构。该机构能够在不增加定模模具厚度的情况下应用局部挤压工艺防止铸件热节位置形成气缩孔。该新型局部挤压换向机构不仅设计精巧、节约空间、故障率低、使用可靠,并且构件价格低廉,值得推广应用。
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    锌合金拉链头压铸模具设计及CAE分析
    胡滨铠,林明山
    根据拉链头零件结构,进行了分型分析,设计了压铸模具的浇注系统和冷却系统及顶出结构,并应用CAD/CAE技术进行工艺分析,完成锌合金拉链头压铸模具设计。应用结果表明,该模具满足生产要求,可获得满意的产品。
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    铸造CAE模拟分析低压铸造泵轮缩松缺陷
    游寿松 1,2 ,张吉祥 1,2 ,张科峰 2 ,杜?航 1,2 ,李?煜 1,2 ,魏智睿
    采用铸造CAE数值模拟软件AnyCasting对低压铸造中金属液的流动、凝固进行模拟仿真,分析了铸造过程中泵轮出现的铸造缺陷。分别研究了阀体铸造过程中不同的工艺方案对产品质量的影响,并将模拟结果与实际情况进行对比,较好地指导了生产。
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    特种铸造
    铁型覆砂铸造球墨铸铁件缩松缩孔的防止
    夏小江
    根据球墨铸铁的凝固特点及其凝固过程的体积变化,提出铁型覆砂铸造工艺生产球墨铸铁件也需要补缩的观点。在工艺设计时,要充分利用铁型铸型刚性好的特点,更加有效地发挥球墨铸铁石墨化膨胀的自补缩特性,并分别采用无冒口法、顺序凝固法、直接实用冒口法、均衡凝固法、冷冒口法、激冷法及数值模拟技术,用几个实例详细阐述了防止铸件产生缩松缩孔的工艺措施。
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    基于增材制造工艺的机械臂三轴座 V 法成形
    左春林,董选普,林少凯
    通过熔融沉积成形工艺打印了铝合金机械臂三轴座造型外模模样,通过3DP(三维快速印刷成形)工艺打印了机械臂三轴座铸型砂芯。分析了造型外模模具的尺寸精度与表面粗糙度、砂芯的强度等工艺参数。将造型外模模具与砂芯用于V法造型铝合金浇注。结果表明:机械臂三轴座造型外模模具线收缩为0.301%,体积收缩率为1.121%,铸型砂芯24 h抗拉强度为1.424 MPa,机械臂三轴座铸件线收缩为0.342%,体积收缩率为1.253%,表面粗糙度为3.314 μm,满足铸件质量要求。
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    工艺技术
    铝合金管接头的快速砂铸工艺
    张守银,黄?政,严青松
    铝合金管接头的表面质量要求较高,通常采用熔模铸造进行生产。对于批量较小的管接头铸件,采用成本较低的SLS砂型快速铸造进行制备,如果能提高铸件的表面质量,使其达到或接近熔模铸造水平,将具有重要的成本优势和研究价值。本实验进行了铝合金管接头快速砂型铸造工艺研究,使用铸造数值模拟软件ProCAST对铸造工艺进行了分析,采用选区激光烧结技术制备了砂型随形模具,制备了合格铸件。结合涂料涂覆工艺及后期处理,消除了快速成形砂型及铸件存在的阶梯效应,降低了铸件表面粗糙度值,显著提高了铸件表面质量。
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    高强度易填充覆膜砂工艺研究
    张殿喜 1 ,陈文文 1 ,王怀志 2 ,陈召松 1 ,杨秀凡 1
    随着工艺技术要求提高,铸件的结构越来越复杂,进而对覆膜砂提出更高的要求,特别是强度和填充性。针对这一问题,对一种强度高和填充性好的覆膜砂进行了工艺研究,得出结论:20%~30%的宝珠砂和70%~80%的硅砂,粒度为70~140目,树脂添加量为原砂质量的1.2%~1.6%,润滑剂的加入量为原砂质量的0.05%~0.2%,固化剂加入量为树脂加入量的10%~20%,可使覆膜砂强度、刚度、耐火性、变形量、流动性等各种性能得到提升,满足现代砂芯的生产工艺,还可以发展低污染覆膜砂和提高覆膜砂再生能力。
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    铸造3D打印砂型表面粘附问题评估与分析
    王洪涛 1,2 ,高喜军 2 ,王?伟 2
    3D打印方式生产的砂型/芯表面有一层粘附层,严重影响砂型3D打印技术在复杂结构砂型生产领域的应用以及砂型/芯的尺寸精度。通过含缝“8”字抗拉试块对表面粘附层不同层厚位置的强度进行评估,测定粘附层的厚度约为0.4 mm。对3D打印砂型/芯表面粘附层进行系统分析认为:3D打印用树脂较传统生产用树脂黏度低,在砂粒间隙容易扩展流动,喷射形成的卫星滴运动及喷头堵塞形成的雾化喷射导致产生表面粘附层。因此,建议选择合理黏度的树脂粘结剂,不要增加树脂的用量,使用三筛砂或四筛砂减小砂粒间隙,减少型砂中的极小颗粒。对于已经形成粘附层的砂型/芯,通过加热和对砂型芯施加整体震动有利于去除表面粘附层。
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    厚大断面球墨铸铁托轮的生产实践
    岳建国,岳卫国,沈 闯,刁晓刚,王廷勇,魏 伟
    介绍了厚大断面球铁托轮的铸造工艺及其生产实践。采用数值模拟预测铸造缺陷,依据模拟结果调整冒口、冷铁布局;采用优质生铁、纯净的废钢及合理的球化温度和浇注温度,获得了无缺陷、组织良好、力学性能优异的托轮铸件。
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