《铸造》杂志

  202005期

试验研究造型材料特种铸造检测技术工艺技术
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
    ZL101A合金低温疲劳性能和断裂行为研究
    马昌龙1 ,宋丽英1 ,郑 黎1 ,于宝义1 ,李润霞2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    Sr和P变质对Mg-5Sn-2Si合金显微组织的影响
    周庆标,崔红保
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    合金化温度对Al-5Ti-1B组织及其细化效果的影响
    田百伟1,2,阎峰云1,2,赵永生1,2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    国外某铜矿半自磨机铸钢衬板失效分析研究
    陈佳侠1,4,张会友2 ,刁晓刚1,3,李 杰1,4,李 卫1,4
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    造型材料
    绿色铸造 持续发展——华中科技大学材料科学与工程学院绿色铸造与凝固技术团队
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    凝胶注模成形空心叶片用氧化铝陶瓷型芯性能研究
    李志月,宋一飞,杨治刚,赵志佳,尹自强
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    改性苯并恶嗪树脂制备铸造用覆膜砂的研究
    刘朝政,张 娟,郭畅畅,卞宇航,单清雯
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    消失模用新型水基快干涂料工艺性能的研究
    高天娇,娄延春,尹绍奎,李 玲,谭 锐,于瑞龙
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    CB2汽轮机缸体铸钢件型砂的使用及控制要点
    郑 慧
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    铸铁用水基消失模铸造涂料研究
    杨 哲1 ,汪 磊2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    特种铸造
    壳体压铸工艺设计及优化
    张国强1 ,赵占西1 ,勾 健2 ,王秋雨1 ,李湖涛3
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    钛合金精密铸造型壳力学参数与应力模拟
    崔新鹏1 ,刘建伟2 ,王 红2 ,南 海1 ,张爱斌1
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    检测技术
    涡轮叶片锥束CT重建质量优化
    高显亮,高鸿波,崔凯歌,张士晶,邬冠华,张小海
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    从铁道车辆铸钢摇枕、侧架制造标准发展变化看无损检测技术的重要性
    张浩喆1 ,宋全知2 ,刘 妍2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    工艺技术
    523 汽车减速器箱盖砂型铸造工艺模拟分析
    高东强,翟彦青,朱小倩,李少智
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    增压器中间壳砂芯三向顶出制芯工艺优化
    毛进学,韩 虎
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    一种全废钢生产铸态 QT950-4 曲轴的方法
    李静文,赖青华,陈丽阳
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    蠕墨铸铁离合器压盘的铸造工艺研究与实践
    任现伟
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    基于FEPG平台的铸造凝固过程数值模拟软件研发
    杨曼云1,2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    基于ProCAST的汽车轮毂铸造模拟
    李云帅1 ,朱小倩2 ,林文华2 ,沈明杰2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
  • 试验研究
    ZL101A合金低温疲劳性能和断裂行为研究
    马昌龙1 ,宋丽英1 ,郑 黎1 ,于宝义1 ,李润霞2
    研究了ZL101A合金的低温拉伸性能和低温疲劳性能,对断口形貌进行了观察,分析了疲劳断裂的微观机制。结果表明:服役温度对合金疲劳寿命及断裂机制有显著的影响。随着服役温度的降低,合金疲劳寿命提高。室温条件下断口主要以穿晶断裂为主,同时伴随局部沿晶断裂特征,而-40 ℃条件下合金断裂行为表现出较强的晶体学裂纹特征。与室温相比,合金在低温下的疲劳断口瞬断区面积增大,粗糙度有所升高。而相同温度下,合金随着应变幅的增加,合金低温疲劳的断口粗糙度有所降低。
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    Sr和P变质对Mg-5Sn-2Si合金显微组织的影响
    周庆标,崔红保
    利用Sr、P及Sr与P复合添加分别对Mg-5Sn-2Si合金进行变质处理,研究了不同Sr含量。不同P含量以及Sr和P复合添加对Mg2Si变质效果的影响。结果表明:随着Sr含量的增加,共晶Mg2Si相的形貌逐渐由汉字状向蠕虫状和颗粒状转变,共晶Mg 2 Si显著细化,但对初生Mg2Si相钝化作用有限。在Mg-5Sn-2Si合金中添加P后,P和熔体Mg形成Mg 3 P 2 ,对初生Mg2Si起到形核核心作用,从而细化初生Mg2Si,而对细化共晶Mg2Si相作用不大。P和Sr复合变质后,初晶Mg2Si尺寸相对单一P变质效果更细小,P和Sr复合变质对合金中的初生Mg2Si和共晶Mg2Si具有更好的细化作用。 利用Sr、P及Sr与P复合添加分别对Mg-5Sn-2Si合金进行变质处理,研究了不同Sr含量。不同P含量以及Sr和P复合添加对Mg2Si变质效果的影响。结果表明:随着Sr含量的增加,共晶Mg2Si相的形貌逐渐由汉字状向蠕虫状和颗粒状转变,共晶Mg 2 Si显著细化,但对初生Mg2Si相钝化作用有限。在Mg-5Sn-2Si合金中添加P后,P和熔体Mg形成Mg 3 P 2 ,对初生Mg2Si起到形核核心作用,从而细化初生Mg2Si,而对细化共晶Mg2Si相作用不大。P和Sr复合变质后,初晶Mg2Si尺寸相对单一P变质效果更细小,P和Sr复合变质对合金中的初生Mg2Si和共晶Mg2Si具有更好的细化作用。 利用Sr、P及Sr与P复合添加分别对Mg-5Sn-2Si合金进行变质处理,研究了不同Sr含量。不同P含量以及Sr和P复合添加对Mg2Si变质效果的影响。结果表明:随着Sr含量的增加,共晶Mg2Si相的形貌逐渐由汉字状向蠕虫状和颗粒状转变,共晶Mg 2 Si显著细化,但对初生Mg2Si相钝化作用有限。在Mg-5Sn-2Si合金中添加P后,P和熔体Mg形成Mg 3 P 2 ,对初生Mg2Si起到形核核心作用,从而细化初生Mg2Si,而对细化共晶Mg2Si相作用不大。P和Sr复合变质后,初晶Mg2Si尺寸相对单一P变质效果更细小,P和Sr复合变质对合金中的初生Mg2Si和共晶Mg2Si具有更好的细化作用。
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    合金化温度对Al-5Ti-1B组织及其细化效果的影响
    田百伟1,2,阎峰云1,2,赵永生1,2
    分别采用氟盐法和替代法制得Al-5Ti-1B中间合金线材。运用OM、XRD、SEM和EDS等方法研究了合金化温度对Al-5Ti-1B中间合金组织以及细化效果的影响。结果表明,合金化温度在750~850 ℃之间时,两种方法制得的Al-5Ti-1B组织中TiAl 3 相的平均尺寸随温度的升高均呈先增大后减小的趋势。两种方法制备的中间合金中尺寸小于20 μm的TiAl 3 数量随着合金化温度的升高均呈先减后增的趋势,都在800 ℃时达到最少,分别为57.83%和47.3%。就细化效果而言,在合金化温度为800 ℃时,两种方法制得的中间合金的细化效果最好,细化后铝晶粒数目分别为48.67个/mm 2 和52.71个/mm 2 。 分别采用氟盐法和替代法制得Al-5Ti-1B中间合金线材。运用OM、XRD、SEM和EDS等方法研究了合金化温度对Al-5Ti-1B中间合金组织以及细化效果的影响。结果表明,合金化温度在750~850 ℃之间时,两种方法制得的Al-5Ti-1B组织中TiAl 3 相的平均尺寸随温度的升高均呈先增大后减小的趋势。两种方法制备的中间合金中尺寸小于20 μm的TiAl 3 数量随着合金化温度的升高均呈先减后增的趋势,都在800 ℃时达到最少,分别为57.83%和47.3%。就细化效果而言,在合金化温度为800 ℃时,两种方法制得的中间合金的细化效果最好,细化后铝晶粒数目分别为48.67个/mm 2 和52.71个/mm 2 。
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    国外某铜矿半自磨机铸钢衬板失效分析研究
    陈佳侠1,4,张会友2 ,刁晓刚1,3,李 杰1,4,李 卫1,4
    针对铜矿湿磨工况下,半自磨机衬板顶端提升条早期断裂的失效行为进行了研究。采用X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及显微硬度计等分析了衬板提升条和底端处材料的相组成和组织形貌特征,讨论了上述两处材料的磨损机理和裂纹的萌生、扩展行为。结果表明:衬板的冲击磨损机理为疲劳剥落和显微切削,其中顶端提升条处疲劳剥落和显微切削都较明显,而底端则以显微切削磨损为主。衬板使用过程中,顶端提升条长期受到较大的冲击磨损作用,亚表层发生形变而硬化。受形变和夹杂物共同影响,裂纹在形变层内夹杂物周围萌生,随后向基体内部扩展,最终导致衬板断裂。提高衬板用钢熔炼质量,减少衬板夹杂物,并在保证衬板高硬韧性前提下,进一步提高衬板用钢的韧性,将是提高半自磨机衬板使用寿命的必要条件和主要路径。
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    造型材料
    绿色铸造 持续发展——华中科技大学材料科学与工程学院绿色铸造与凝固技术团队
    华中科技大学材料科学与工程学院绿色铸造与凝固技术团队依托于材料成形与模具技术国家重点实验室,聚焦于绿色铸造与凝固技术的基础与应用研究,涉及材料、机械、化学和计算机等多学科。团队主要研究方向包括:造型材料与绿色铸造技术、快速铸造材料与技术、消失模铸造技术、高温合金凝固技术与理论等。现有在职2名教授、3名副教授、1名助理研究员和20余名博士、硕士研究生。
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    凝胶注模成形空心叶片用氧化铝陶瓷型芯性能研究
    李志月,宋一飞,杨治刚,赵志佳,尹自强
    采用凝胶注模成形方法制备氧化铝陶瓷型芯材料,研究其气孔率、体积密度和室温抗弯强度随固相体积含量和烧结温度的变化规律。结果表明,在所研究的固相含量范围内,随着固相含量的不断增加,氧化铝陶瓷型芯的气孔率逐渐减小,体积密度和抗弯强度逐渐增大。在所研究的烧结温度范围内,随着烧结温度的不断升高,氧化铝陶瓷型芯的气孔率逐渐减小,体积密度和抗弯强度逐渐增大。当固相含量为50vol.%,在1 300 ℃烧结后,型芯样品的抗弯强度为13.3 MPa;在1 600 ℃烧结后,型芯样品的抗弯强度增加到57.6 MPa。
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    改性苯并恶嗪树脂制备铸造用覆膜砂的研究
    刘朝政,张 娟,郭畅畅,卞宇航,单清雯
    合成了改性苯并恶嗪树脂,用其代替酚醛树脂制备铸造用覆膜砂,优化树脂合成和混砂条件,并筛选了六种固化剂。结果表明:苯并恶嗪树脂的改性工艺为添加3%的水杨酸和4%的3-氨基丙基三乙氧基硅烷,ZnCl 2 为固化剂; 改性后树脂聚合速度是56 s;覆膜砂在230 ℃下固化4 min时覆膜砂性能最好,其中热态抗拉强度达到0.45 MPa,常温抗拉强度达到1.85 MPa,强度与酚醛树脂混制的覆膜砂相当,且烟小味小。
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    消失模用新型水基快干涂料工艺性能的研究
    高天娇,娄延春,尹绍奎,李 玲,谭 锐,于瑞龙
    分析了铸铁件消失模用新型环保水基快干涂料的涂层硬化性能。通过对比试验,研究了该涂料与普通铸铁件消失模用水基涂料在热风下的干燥速度、强度、抗吸湿性等性能。结果表明:铸铁件消失模用新型环保水基快干涂料的涂层,在热风烘干下的干燥速度超过国内同类产品;涂层热风干燥后强度高,抗裂性和抗吸湿性优异,透气性良好。
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    CB2汽轮机缸体铸钢件型砂的使用及控制要点
    郑 慧
    根据CB2汽缸的结构特点、技术要求和碱酚醛树脂自硬砂和有机酯水玻璃自硬砂的特点,复合使用了这两种自硬砂进行了汽缸钢铸件的浇注试验。实践证明:两种型砂兼容互补,复合使用可提高落砂性,防止粘砂和裂纹,生产的铸件表面和内在质量良好,同时成本较低,是一个方便、实用、高效的方法。 根据CB2汽缸的结构特点、技术要求和碱酚醛树脂自硬砂和有机酯水玻璃自硬砂的特点,复合使用了这两种自硬砂进行了汽缸钢铸件的浇注试验。实践证明:两种型砂兼容互补,复合使用可提高落砂性,防止粘砂和裂纹,生产的铸件表面和内在质量良好,同时成本较低,是一个方便、实用、高效的方法。
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    铸铁用水基消失模铸造涂料研究
    杨 哲1 ,汪 磊2
    针对消失模铸造生产中铸铁件的积碳、皱皮等缺陷问题,研制了一种水基消失模铸造涂料。选用铝矾土作为主加耐火骨料,高岭土、硅灰石、滑石粉为辅加耐火骨料,海泡石和CMC为复合悬浮剂,硅溶胶和聚乙烯醇(PVA)作为复合粘结剂。采用正交试验法和极差分析法,找到了铝矾土、高岭土、硅灰石、滑石粉的配比,配制成的水基消失模铸造涂料各项性能良好。生产验证表明:该配方涂料工艺性能良好,铸件表面光滑,无粘砂、气孔、积碳、皱皮等铸造缺陷。
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    特种铸造
    壳体压铸工艺设计及优化
    张国强1 ,赵占西1 ,勾 健2 ,王秋雨1 ,李湖涛3
    根据壳体的结构特点对其进行压铸工艺设计。通过对两种浇注系统利用ProCAST软件进行数值模拟,分析了缩孔、缩松产生的位置及原因,通过对比选择一种较优的浇注系统进行压铸工艺优化。结果表明,经过工艺优化,铸件无缩孔、缩松缺陷,且经过生产验证,满足技术要求。
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    钛合金精密铸造型壳力学参数与应力模拟
    崔新鹏1 ,刘建伟2 ,王 红2 ,南 海1 ,张爱斌1
    为提升钛合金在型壳内冷却成形模拟的准确率,对铝矾土-硅溶胶型壳的抗弯弹性模量和平均线膨胀系数进行了测量,并基于ProCAST对钛合金骨架进行了应力模拟。受试样内部孔隙率的影响,弹性模量的测量结果差异较大,而热膨胀系数受此影响较小。模拟预测了铸造残余应力,并显示在铸件外围发生了铸造变形。测量结果验证了模拟的准确性。
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    检测技术
    涡轮叶片锥束CT重建质量优化
    高显亮,高鸿波,崔凯歌,张士晶,邬冠华,张小海
    介绍了自主开发的锥束X射线CT检测系统的组成,利用该系统对某型精铸涡轮叶片试样进行了CT扫描与重建,对其叶型轮廓特征实现了三维可视化显示。讨论了透照管电压、旋转轴倾斜校正、投影数量以及滤波等因素对重建质量的影响。通过研究涡轮叶片叶身CT重建质量的影响因素有助于拓展CT技术在叶片检测领域的应用,实现对叶型偏差分析,叶片铸造缺陷的定位和量化以及叶片壁厚的测量。
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    从铁道车辆铸钢摇枕、侧架制造标准发展变化看无损检测技术的重要性
    张浩喆1 ,宋全知2 ,刘 妍2
    以近二十年国内铁道车辆铸钢摇枕、侧架制造标准发展历程为主线,梳理了无损检测技术在摇枕、侧架质量检测方面的应用和变化,重点对TB/T3012—2006和TB/T3012—2016两版摇枕、侧架制造标准中无损检测技术应用和要求进行了对比分析。对数字射线检测技术和工业计算机层析成像检测技术在铸钢件检测方面的应用进行了介绍,这有助于铸造和无损检测工艺人员理解和应用铁道货车铸钢摇枕、侧架制造和相关无损检测标准。
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    工艺技术
    523 汽车减速器箱盖砂型铸造工艺模拟分析
    高东强,翟彦青,朱小倩,李少智
    以AZ91D镁合金汽车附件减速器箱盖为对象,利用ProCAST数值模拟软件对砂型重力铸造过程中流场和温度场进行模拟,并预测了铸造缺陷(缩孔与缩松)存在的区域。基于模拟结果,在铸件的凸台面增加了8个矩形冒口,使凝固时间延长,从而将缺陷转移至冒口位置。通过工艺模拟优化,铸件缺陷得到了有效控制,保证了铸件质量和生产效率。
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    增压器中间壳砂芯三向顶出制芯工艺优化
    毛进学,韩 虎
    增压器中间壳砂芯结构复杂,按照常规设计,一次性分型开模无法制出砂芯。采用三向顶出技术,优化了砂芯分型工艺;同时增加螺纹钢作芯骨,防止了因中间壳中轴孔段细长而发生轴孔段砂芯断裂的问题。
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    一种全废钢生产铸态 QT950-4 曲轴的方法
    李静文,赖青华,陈丽阳
    为提高曲轴力学性能,在铁型覆砂铸造工艺条件下,研究了炉料配比、球化工艺、开箱时间等因素对曲轴基体组织以及力学性能的影响。采用全废钢配料,熔化过程加入碳化硅,球化过程中加入Cu、Sb合金的工艺方法。结果表明:铸件组织得到了细化,铸件强度及伸长率提高,生产出了高强度、高韧性的铸态QT950-4曲轴。
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    蠕墨铸铁离合器压盘的铸造工艺研究与实践
    任现伟
    介绍了一种轿车用蠕墨铸铁离合器压盘的铸造工艺方法。在不改变造型设备的基础上,通过采用隔板芯方法,将1型布置2件铸件改为布置4件。模拟分析和实践表明:生产的铸件符合客户指定标准的要求,且该工艺已具备投入批量生产的条件。
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    基于FEPG平台的铸造凝固过程数值模拟软件研发
    杨曼云1,2
    基于FEPG开发平台的元件化程序设计方法和代码生成技术,采用并行有限元自动生成系统PFEPG进行铸造过程数值模拟有限元程序的开发。开发了模拟铸件凝固过程中温度场变化、固相率场和铸件缺陷预测的铸造过程有限元数值仿真软件。与同类分析软件ProCAST的计算结果及试验测量结果进行对比,结果显示,所开发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。
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    基于ProCAST的汽车轮毂铸造模拟
    李云帅1 ,朱小倩2 ,林文华2 ,沈明杰2
    在SolidWorks三维建模基础上,利用ProCAST软件对镁合金轮毂的充型与凝固过程进行了数值模拟,研究了温度场、流场、应力场对铸件的影响规律,预测了缺陷的位置和种类。基于模拟结果,对模具温度进行了调整,并增加了冒口和外冷铁。工艺优化后模拟结果显示,冒口和外冷铁的增加有助于减少浇注过程中出现缩孔缩松缺陷,有效避免热节在重要部位的产生,提高了铸件的质量。
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