《铸造》杂志

  202004期

专题综述试验研究有色合金检测技术工艺技术
期刊基本信息

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主编:曲学良

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  • 专题综述
    铸造铝合金在舰船装备应用中存在的问题及发展趋势
    陈延伟,刘佳琳,赵亚鹏
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    钛合金粉末热等静压技术的发展现状及展望
    李 欣 1,2 ,龚 燚 3 ,刘时兵 1,2 ,史 昆 2 ,刘鸿羽 2 ,李重阳 2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    试验研究
    轨道交通用低温高韧性球墨铸铁件制造技术研究
    卫东海,李克锐,李增利,李 桐,张亮亮,陈 昭
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    复合改性高模数水玻璃试验及其表征研究
    苗虎林 1 ,杜学山 1 ,张?明 1 ,孙玉福 1 ,程 楠 2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    直列发动机缸体制芯工艺参数的共性与个性特征研究
    雷 超,杨 屹,杨 刚,黄 渊
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    有色合金
    Mg对6061再生铝合金凝固特性和热裂行为的影响
    史明波 1 ,李乘波 1 ,杜?军 1 ?,何健松 2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    Y与Sr协同作用对Al-Mg-Si合金微观组织和力学性能的影响
    陈志强 1,2 ,贾锦玉 1,2 ,胡文鑫 1,2 ,王小青 1,2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    热处理对Mg-Zn-Sr合金组织与性能的影响
    姜 磊 1 ,卞健从 1 ,郑 黎 1 ,于宝义 1 ,李卫荣 2 ,陈 明 3 ,王哲英 1 ,李润霞 4
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    铝合金铸件凝固过程二次枝晶臂间距模拟计算
    车家宝 1 ,廖敦明 1 ,孙?飞 1 ,陈 ? 涛 2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    检测技术
    铸钢件浅表层缺陷的超声波检测
    拓凌玺,李 磊,项 鹏
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    精密铸造高温合金板材射线CR检测技术研究
    李永君,肖俊峰,高?松,张?炯,唐文书,高斯峰,南?晴
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    工艺技术
    ZL205A合金大型筒体类铸件偏析缺陷控制技术研究
    王建军 1,3 ,丁方政 2 ,郑卫东 1,3 ,杜旭初 1,3 ,黄?粒 1,3
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    电动汽车机壳低压铸造机器人下芯设计与编程
    韩?伟,陈宇姗,刘建光,童?洲
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    铍铝合金支撑座熔模铸造数值模拟
    吴??健,王??晶,苏??斌,董鲜峰,王震宏
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    城轨铝合金制动盘成形仿真和缺陷预测
    王朝涛 1 ,杨智勇 2 ,张雄飞 1 ,赵海芹 1 ,韩建民 2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    铸钢车轮踏面夹渣缺陷分析与防止
    张思瑾,杨召利,马德清,郑跃鹏
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    电磁感应加热冒口对铝合金铸件补缩效果的研究
    李 威,关鲜洪,孙治国,张 伟,向青春,任英磊,邱克强
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    4DD缸盖铸件铸造工艺改进
    修 坤,左光智,马 林
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
  • 专题综述
    铸造铝合金在舰船装备应用中存在的问题及发展趋势
    陈延伟,刘佳琳,赵亚鹏
    主要介绍了国内外舰船装备中应用铝合金铸造技术的基本情况,包括产品应用类型、典型工艺特点及适用范围等。文中结合多型产品的研制、生产经验和故障归零情况,对砂型铸造高强铝合金存在的问题进行了分析,对提高铸造质量方法提出了建议。最后,面向海军装备未来发展的需求,就高强铝合金铸造技术在舰船装备领域的应用前景和需解决的问题等进行了探讨。
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    钛合金粉末热等静压技术的发展现状及展望
    李 欣 1,2 ,龚 燚 3 ,刘时兵 1,2 ,史 昆 2 ,刘鸿羽 2 ,李重阳 2
    概述了钛合金粉末冶金等静压技术的发展,简要介绍了钛合金粉末冶金的工作原理和技术流程,阐述了国内外发展现状和已经取得的研究成果,并总结了现有技术所遇到的问题以及可能的解决方案,展望了未来的发展方向。
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    试验研究
    轨道交通用低温高韧性球墨铸铁件制造技术研究
    卫东海,李克锐,李增利,李 桐,张亮亮,陈 昭
    从铸造工艺技术、熔炼处理技术等方面研究了轨道交通用QT400-18L(-40℃)球墨铸铁件的成套制造技术。研究表明:采用小颈保温冒口和保温覆盖剂以加强补缩效果可以有效消除铸件的缩孔缩松缺陷。严格的成分设计、精选炉料、优化配料是熔炼高温纯净铁液的前提条件,采用炉前热分析在线检测铁液的球化效果是保证铸件高质量和一致性的重要解决方案。采用新型盖包法球化处理装置、瞬时孕育技术和低镁低稀土球化剂、高钙钡孕育剂、硫氧孕育剂等,可以有效避免球化衰退,改善球化效果,增加石墨球数量和石墨化自膨胀效果。通过以上技术措施,生产了-40 ℃低温V型缺口冲击值稳定在12 J以上的齿轮箱、抱轴承盖等低温高韧性球墨铸铁件。
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    复合改性高模数水玻璃试验及其表征研究
    苗虎林 1 ,杜学山 1 ,张?明 1 ,孙玉福 1 ,程 楠 2
    用聚丙烯酰胺、四硼酸钾和四硼酸锂对高模数水玻璃进行复合改性,测定改性后水玻璃砂试样的1 h抗拉强度、24 h抗拉强度和950 ℃残留强度。通过XRD、SEM、EDS和DSC分析改性剂对水玻璃砂性能、砂粒间粘结状况和粘结桥形貌的影响机理。结果表明,改性剂成分优化添加量为:四硼酸钾2.5%、四硼酸锂0.15%、聚丙烯酰胺0.1%。优化的水玻璃砂试样1 h强度为0.261 MPa,24 h强度为0.72 MPa,残留强度为7.2 MPa。改性剂的加入在一定程度上提高了水玻璃砂的常温强度并改善了其溃散性。
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    直列发动机缸体制芯工艺参数的共性与个性特征研究
    雷 超,杨 屹,杨 刚,黄 渊
    通过利用UG软件对四种直列缸体的砂芯结构进行分析,寻找不同砂芯成形的共性及个性难点,进而分析不同砂芯的射砂及固化、表干等工艺参数与砂芯总重及砂芯结构之间的关系,得出上述工艺参数的共性与个性原理。结果表明,砂芯总重是缸体制芯工艺参数的首要影响因素,不同缸体不同砂芯的制芯工艺参数可以迁移使用,但同时砂芯结构特征对工艺参数也有一定影响。
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    有色合金
    Mg对6061再生铝合金凝固特性和热裂行为的影响
    史明波 1 ,李乘波 1 ,杜?军 1 ?,何健松 2
    利用约束杆模具测试不同Mg含量(0.9%,1.0%,1.2%,1.4%和1.7%)对6061再生铝合金热裂敏感性(HTS)的影响,采用双电偶热分析法研究6061再生铝合金凝固行为、凝固过程特征温度等。试验结果表明,合金热裂敏感性随着Mg的加入先减小后增大; 在Mg含量为1.2%时,合金有最小的热裂敏感性。Mg的加入促使初生α-Al、Al 13 Fe 4 和α-AlFeSi的析出温度降低,Mg 2 Si析出温度升高,合金凝固温度区间ΔT和易脆温度区间ΔT V 均降低。6061再生铝合金热裂是合金在易脆温度区间ΔT V 收缩和共晶反应收缩共同作用的结果。合金Mg含量低时,ΔT V 比较大,凝固收缩应力大导致热裂敏感性大;随着Mg含量增加,ΔT V 减小,凝固末期Mg 2 Si相增多,共晶转变收缩量大引起热裂。
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    Y与Sr协同作用对Al-Mg-Si合金微观组织和力学性能的影响
    陈志强 1,2 ,贾锦玉 1,2 ,胡文鑫 1,2 ,王小青 1,2
    利用金相显微镜和扫描电子显微镜等设备研究了稀土Y和Sr共同添加对Al-Mg-Si铝合金α-Al枝晶和共晶Si相显微组织的影响及作用机理。研究表明,Al-Y中间合金对Al-Mg-Si铝合金α-Al晶粒有明显细化作用,而且对共晶硅也具有变质效果。Y与Sr协同作用对Al-Mg-Si合金细化和变质的效果更佳。Al-Mg-Si铝合金经Y和Sr协同作用后,α-Al晶粒尺寸从62.1 μm减小到48.48 μm,共晶硅颗粒平均尺寸减小到4 μm,宽径比减小到1.7,铸态抗拉强度提高了27.2%,达到213.3 MPa。稀土Y和Sr共同添加到Al-Mg-Si合金后,稀土Y主要以化合物AlSiYMg存在,并未与Sr生成化合物而降低Sr对Si的变质作用。文中还对稀土Y和Sr协同作用机理进行了分析和讨论。
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    热处理对Mg-Zn-Sr合金组织与性能的影响
    姜 磊 1 ,卞健从 1 ,郑 黎 1 ,于宝义 1 ,李卫荣 2 ,陈 明 3 ,王哲英 1 ,李润霞 4
    研究了少量Sr(0、0.2%、0.5%、1.0%)的加入对铸态Mg-4Zn合金组织和力学性能的影响,以及热处理对Mg-Zn-Sr合金显微组织与力学性能的影响。结果表明,添加0.5%Sr的铸态合金具有最佳的力学性能,其抗拉强度为161 MPa,屈服强度为82 MPa,伸长率为10.30%。合金经过440 ℃×18 h固溶处理后,第二相基本固溶进基体中,其抗拉强度为192 MPa,屈服强度为99 MPa,伸长率为14.77%。随着时效时间的增加,MgZn相数量增加,且弥散分布,时效8 h,合金性能较好,其抗拉强度为223 MPa,屈服强度为118 MPa,伸长率为12.06%。时效12 h,Mg 17 Sr 2 相开始大量析出,影响合金性能。
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    铝合金铸件凝固过程二次枝晶臂间距模拟计算
    车家宝 1 ,廖敦明 1 ,孙?飞 1 ,陈 ? 涛 2
    以铸造CAE温度场为基础,根据Furer-Wunderlin二次枝晶臂间距计算方法,建立了预测铝合金铸件凝固过程二次枝晶臂间距的计算模型。计算了ZL101A阶梯形铸件在凝固过程中不同部位的局部凝固时间和各个时刻的二次枝晶臂间距大小,对铝合金试验铸件进行金相组织观察,测量计算得到了铸件的实际二次枝晶臂间距大小,将计算结果与试验结果进行对比,验证了计算模型的准确性。
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    检测技术
    铸钢件浅表层缺陷的超声波检测
    拓凌玺,李 磊,项 鹏
    超声波用于铸钢件内部缺陷的检验得到越来越广泛的应用。常规超声检验受限于检验灵敏度和探头盲区,不能有效探测工件浅表层缺陷。为解决这一问题,设计了一种高频率窄脉冲探头及其标准参考试块,有效探测出距离探测表面以下2 mm的 Φ 2 mm的平底孔。该试验可重复性和再现性良好。
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    精密铸造高温合金板材射线CR检测技术研究
    李永君,肖俊峰,高?松,张?炯,唐文书,高斯峰,南?晴
    对精密铸造等轴晶高温合金板材射线CR检测技术进行了研究,制作了适用于射线CR检测的曝光曲线。结果表明,射线CR检测技术可实现深度≥0.6 mm裂纹缺陷的有效检测,图像质量可达AB级。通过窗宽窗位和锐化处理可有效改善射线CR图像质量,提高裂纹缺陷的识别度。
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    工艺技术
    ZL205A合金大型筒体类铸件偏析缺陷控制技术研究
    王建军 1,3 ,丁方政 2 ,郑卫东 1,3 ,杜旭初 1,3 ,黄?粒 1,3
    以ZL205A合金大型筒体类铸件偏析缺陷为研究对象,研究了偏析缺陷产生的部位和原因,采用铸造数值模拟技术及铸件实物浇注试验对比研究了浇注工艺对铸件偏析缺陷的影响,结果表明,采用低压浇注工艺可明显降低铸件偏析缺陷。此外,通过采用退让性较佳的树脂砂芯,释放了凝固末期凝固残余热应力,避免了热节区域出现高热内应力,减少了铸件的偏析缺陷。
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    电动汽车机壳低压铸造机器人下芯设计与编程
    韩?伟,陈宇姗,刘建光,童?洲
    针对电动汽车铝合金水冷机壳低压铸造连续生产过程中,需要在高温状态的型腔内手工装入螺旋砂芯的现状,规划使用机器人抓取螺旋砂芯并精确安装至型腔内的技术方案,设计带有视觉检测的锁芯传送带和内置接近觉感应器的夹持组件,实现螺旋砂芯在传送带上的准确定位和柔和抓取;使用激光扫描测距方式保证螺旋砂芯在型腔底座上准确安装定位;并通过示教编程方式编制机器人抓取和放置砂芯的动作程序,减轻高温工作劳动强度,提高低压铸造生产效率和生产质量。
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    铍铝合金支撑座熔模铸造数值模拟
    吴??健,王??晶,苏??斌,董鲜峰,王震宏
    铍铝合金具有很宽的结晶温度区间,铸造凝固过程中易出现缩孔缩松等缺陷。为了优化其工艺方案,采用ProCAST软件对铍铝合金支撑座熔模铸造过程的温度场、流场进行数值模拟,预测缩孔缩松缺陷分布规律,并进行浇注实验验证。结合模拟结果对铸造工艺参数进行优化,结果表明,在优化浇道位置的同时,将铸件薄壁位置壁厚从6 mm增加至10 mm,可有效抑制铸件中缩孔缩松缺陷的产生。
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    城轨铝合金制动盘成形仿真和缺陷预测
    王朝涛 1 ,杨智勇 2 ,张雄飞 1 ,赵海芹 1 ,韩建民 2
    发展城轨列车是缓解城市交通拥堵的重要途径。列车运行速度提高到120 km/h以上时,传统的闸瓦-车轮踏面制动已不能满足列车制动的要求。针对140~160 km/h城轨列车用SiC p  /A356复合材料制动盘,利用ProCAST凝固模拟软件对制动盘的真空调压成形工艺进行仿真分析,基于流场、缩孔缩松、凝固时间及固相率等模拟结果,确定了制动盘内部成形质量良好的浇注系统和浇注工艺参数,成形了内在质量完好的SiC p  /A356制动盘。
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    铸钢车轮踏面夹渣缺陷分析与防止
    张思瑾,杨召利,马德清,郑跃鹏
    对铸钢车轮踏面夹渣样品的特征及成分、钢的熔炼过程进行了分析,确认夹渣是钢液中的氧化渣与脱氧产物化合而成,其主要成分为低熔点锰铝硅酸盐。采用氧化渣出钢的单渣法炼钢,钢液过氧化程度高,硅脱氧产物与氧化渣反应,钢液中形成大量锰铝硅酸盐复合低熔点渣,上浮不充分,浇注过程随钢液进入车轮型腔至踏面位置,因石墨的急冷作用迅速结壳,凝固后形成踏面夹渣缺陷。通过控制氧化期吹氧强度并改进熔炼操作方式,踏面夹渣缺陷产生几率明显降低。
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    电磁感应加热冒口对铝合金铸件补缩效果的研究
    李 威,关鲜洪,孙治国,张 伟,向青春,任英磊,邱克强
    通过三组对照试验,探究了有无感应加热冒口以及感应加热冒口有无加热套等情况下冒口对ZL101铝合金圆柱形铸件补缩效果的影响。试验研究结果表明:感应加热冒口可改变冒口的温度场,感应加热冒口对铸件的补缩效果明显优于无感应加热的冒口,它使冒口内的金属液顺利地补缩铸件,从而消除铸件内部的缩孔缩松缺陷。带有钢套的电磁感应加热冒口与无钢套的电磁感应加热冒口相比,其补缩效果更好。本文还对感应加热冒口的补缩效果进行了模拟研究,试验结果验证了模拟结果的准确性。
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    4DD缸盖铸件铸造工艺改进
    修 坤,左光智,马 林
    简要介绍了4DD柴油机缸盖的原铸造工艺,对4DD缸盖的气孔缺陷进行了分析。通过对浇注系统、排气系统、芯头配合间隙改进,消除了铸造气孔缺陷,提高了铸件合格率。
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