《铸造》杂志

  202010期

特邀专题:镁合金有色合金特种铸造工艺技术
期刊基本信息

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主编:曲学良

副主编:刘冬梅

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  • 特邀专题:镁合金
    镁合金的研究现状与发展趋势
    樊振中 陈军洲 陆 政 等
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    Gd含量对铸造WE43镁合金显微组织和力学性能的影响
    刘 涛 王小刚 李伟莉 等
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    Sn对AZ80合金电磁半连续铸造坯料凝固质量的影响
    杨永生 王 贝 陈旭立 等
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    镁合金半连续铸造铸坯中气孔缺陷的形成及防止
    赵大志 马登民 贾永辉 等
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    铸造镁合金表面处理现状及发展趋势
    姜 蕊 吴晓鸣
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    特大规格AZ系镁合金扁锭的半连续铸造工艺
    侯 健 廖启宇 贾永辉 等
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    二次冷却水量对镁合金板坯凝固过程的影响
    胡文义 乐启炽 郭 薇
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    有色合金
    Al-Si合金凝固收缩率的研究进展
    田梅娟 坚增运 海 瑞
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    稀土磷复合变质剂对Al-20%Si合金的细化处理研究
    林益雄 王连登 杜安栋 等
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    超声处理对Al-5Si合金除气效率的影响
    杜安娜 刘 岩 贾 征 等
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    特种铸造
    硅灰石膏型材料的流变行为及其性能
    刘志中 唐 骥 巩甘雷 等
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    熔模铸造硅溶胶快速制壳工艺研究与实践
    柳建国 马 波 朱家辉 等
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    ZTA15钛合金熔模精密铸造浇注用铁基引流工装的优化
    李义军 赵云霞
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    挤压铸造中比压对未变质过共晶Al-Si合金组织性能的影响
    荀诗文 邹良利 李润霞
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    轻量化枝杈轮辐铝合金轮毂低压铸造成形有限元模拟及试验分析
    张殿杰 刘建芳 王 星 等
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    工艺技术
    ZL205A合金筒类铸件微焦点射线数字成像自动检测技术
    李兴捷 宋照伟 于 涵 等
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    供水装置Z45T-10型控制闸阀阀体的断裂原因
    伍超群
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    基于计算机辅助设计的柴油机气缸盖铸造工艺优化
    徐生龙,崔玉萍
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  • 特邀专题:镁合金
    镁合金的研究现状与发展趋势
    樊振中 陈军洲 陆 政 等
    介绍了镁合金的特点、材料分类与国内外应用现状,重点阐述了镁合金材料的典型应 用、材料研究现状与发展趋势、加工技术研究现状与发展趋势和应用评价现状及发展趋势。 对国内外镁合金在制备工艺、微观组织、力学性能与熔炼防护、表面防护与应用技术方面的 研究进展进行了归纳分析,概述了当前镁合金的技术发展与产品应用现状,并对镁合金未来 重点发展方向与亟待解决的问题进行了展望。
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    Gd含量对铸造WE43镁合金显微组织和力学性能的影响
    刘 涛 王小刚 李伟莉 等
    以铸造WE43合金为基础,通过添加不同含量的Gd元素,研究了Gd含量对WE43合金组 织与力学性能的影响。结果表明,经过热处理后,添加Gd元素可以有效提高WE43合金力学 性能。添加0.5% Gd,合金表现出力学性能,伸长率可以达到5%以上。 以铸造WE43合金为基础,通过添加不同含量的Gd元素,研究了Gd含量对WE43合金组 织与力学性能的影响。结果表明,经过热处理后,添加Gd元素可以有效提高WE43合金力学 性能。添加0.5% Gd,合金表现出力学性能,伸长率可以达到5%以上。
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    Sn对AZ80合金电磁半连续铸造坯料凝固质量的影响
    杨永生 王 贝 陈旭立 等
    采用电磁半连续铸造工艺,利用探伤技术结合坯料的组织分析,研究了Sn对AZ80合金 坯料凝固质量的影响,探讨了合金组织的演变及对凝固质量的改善。结果表明:随着Sn含量 的增加,合金组织逐渐细化,缩孔形成趋势降低,金属间化合物及夹杂物偏聚程度减小,且 分布趋于均匀。结合熔体精炼中适当提高净化温度和延长净化时间并采用陶瓷过滤装置,可 有效降低熔体中夹杂物的残留量,改善合金坯料的凝固质量。
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    镁合金半连续铸造铸坯中气孔缺陷的形成及防止
    赵大志 马登民 贾永辉 等
    通过对镁合金大规格半连续铸造铸坯内气孔缺陷形成特征的分析,研究了合金凝固过 程中气孔形成的机理,制定出减少气孔形成、改善铸坯凝固质量的有效措施。结果表明:适 当增加有降低熔体中氢溶解度的合金化元素可降低合金含氢量;调整浇注温度、优化浇注系 统、控制浇注速度,可改善熔体凝固状态,减少析出性气孔的形成;优化引锭的结构设计, 可有效避免合金中侵入性气孔的形成,改善合金坯料的凝固质量。
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    铸造镁合金表面处理现状及发展趋势
    姜 蕊 吴晓鸣
    综述了铸造镁合金的发展现状,以及铸造镁合金表面处理技术的基本工艺方法。比较 了不同方法制备的防护膜层微观组织特性,并介绍了超微弧氧化技术的特点和应用前景。 综述了铸造镁合金的发展现状,以及铸造镁合金表面处理技术的基本工艺方法。比较 了不同方法制备的防护膜层微观组织特性,并介绍了超微弧氧化技术的特点和应用前景。
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    特大规格AZ系镁合金扁锭的半连续铸造工艺
    侯 健 廖启宇 贾永辉 等
    以特大规格AZ系镁合金扁锭实际生产过程为例,分别从铸造前准备、铸造系统设计、 铸锭后处理三部分具体描述镁合金特大扁锭的加工工艺过程。该产品的生产验证过程和后续 冶金质量考察结果表明,使用半连续铸造工艺与低频电磁外场、脉冲电磁外场相结合的生产 工艺,其产品整体质量稳定良好,符合技术规范要求。
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    二次冷却水量对镁合金板坯凝固过程的影响
    胡文义 乐启炽 郭 薇
    通过对镁合金板坯半连续铸造过程中凝壳位置进行探测,并利用光学显微镜和体视显 微镜研究了二次冷却水量对板坯凝壳形状、位置和凝固组织的影响。结果表明:随着二次冷 却水量增大,垂直于轧制面的对称面上凝壳形状变得平缓,而另一对称面上的凝壳变得陡 峭,板坯角部凝壳位置明显升高。增大二次冷却水量能够抑制板坯心部柱状晶的生长,并使 凝固组织更加细小均匀。 通过对镁合金板坯半连续铸造过程中凝壳位置进行探测,并利用光学显微镜和体视显 微镜研究了二次冷却水量对板坯凝壳形状、位置和凝固组织的影响。结果表明:随着二次冷 却水量增大,垂直于轧制面的对称面上凝壳形状变得平缓,而另一对称面上的凝壳变得陡 峭,板坯角部凝壳位置明显升高。增大二次冷却水量能够抑制板坯心部柱状晶的生长,并使 凝固组织更加细小均匀。
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    有色合金
    Al-Si合金凝固收缩率的研究进展
    田梅娟 坚增运 海 瑞
    文中归纳了Al-Si合金的研究进展,对凝固收缩阶段收缩率的研究方法进行了介绍,重 点介绍了利用阿基米德浮力法原理计算熔盐的密度和凝固收缩率的方法。分析了材料成分和 熔体热历史对合金凝固收缩率的影响规律,以此来选择合适的工艺条件制备凝固时不发生收 缩的零凝固收缩率Al-Si合金或凝固时发生稍许膨胀的负凝固收缩率Al-Si合金。 文中归纳了Al-Si合金的研究进展,对凝固收缩阶段收缩率的研究方法进行了介绍,重 点介绍了利用阿基米德浮力法原理计算熔盐的密度和凝固收缩率的方法。分析了材料成分和 熔体热历史对合金凝固收缩率的影响规律,以此来选择合适的工艺条件制备凝固时不发生收 缩的零凝固收缩率Al-Si合金或凝固时发生稍许膨胀的负凝固收缩率Al-Si合金。
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    稀土磷复合变质剂对Al-20%Si合金的细化处理研究
    林益雄 王连登 杜安栋 等
    采用EPMA、XRD与DSC等分析手段,对制得的AlTiCREP(含2%P)进行物相分 析,研究不同P(以AlTiCREP形式加入)添加量、熔体处理温度及保温时间对Al-20%Si初生硅 的变质效果的影响,并探讨其细化机理。结果表明:制得的AlTiCREP中间合金含有TiAl 3 、 TiC、AlP及稀土复合相;经AlTiCREP中间合金变质的初生硅颗粒明显细化且较圆整。添加 0.03%AlTiCREP的变质效果,初生Si尺寸细化至26.40 μm,相对AlTiCRE细化的晶粒尺 寸减小了10.8%,这归因于变质剂中的TiC在硅的作用下易于反应形成的Al 4 C 3 。该相可作为 AlP的基底,在细化过程形成的Al 4 C 3 ·AlP为初晶硅提供更多的形核质点,提高了AlP变质效 果。熔体处理温度为800 ℃,细化时效长达120 min。
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    超声处理对Al-5Si合金除气效率的影响
    杜安娜 刘 岩 贾 征 等
    考察了超声处理对Al-5Si合金除气效率的影响,对超声除气的机理进行了分析。研究 发现,恰当的超声处理时间对合金有良好的除气效果;当超声处理时间为60~120 s时,铸锭 的除气效果比较理想,密度和除气率值分别达到2.661 3 g/cm 3 和69.0%;同时,超声处理 可使共晶Si颗粒变得分散和均匀;采用C 2 Cl 6 除气剂-超声联合处理可在短时间内达到良好除气 效果,具有很高的除气效率。
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    特种铸造
    硅灰石膏型材料的流变行为及其性能
    刘志中 唐 骥 巩甘雷 等
    水固比0.45的硅灰石膏型材料悬浮体在10~180 s -1 范围内显示剪切变稀的流变特征,满 足浇注成形的要求。建立的悬浮体流变模型 η =40480( γ +77.01) -1 与试验值吻合,其流变行 为符合幂律模型的特征。随着悬浮体的可操作时间从10 min增加到50 min时,在98 s -1 剪切速 率下的表观粘度从248 mPa·s增大到441 mPa·s,呈线性缓慢增长,仍保持着假塑性流体特 征,其稳定性能够满足浇注工艺的要求。材料浇注后的抗折强度为2.1 MPa,具有均匀一致的 显微结构。使用试验表明,材料满足铝合金精密铸造的性能要求。 水固比0.45的硅灰石膏型材料悬浮体在10~180 s -1 范围内显示剪切变稀的流变特征,满 足浇注成形的要求。建立的悬浮体流变模型 η =40480( γ +77.01) -1 与试验值吻合,其流变行 为符合幂律模型的特征。随着悬浮体的可操作时间从10 min增加到50 min时,在98 s -1 剪切速 率下的表观粘度从248 mPa·s增大到441 mPa·s,呈线性缓慢增长,仍保持着假塑性流体特 征,其稳定性能够满足浇注工艺的要求。材料浇注后的抗折强度为2.1 MPa,具有均匀一致的 显微结构。使用试验表明,材料满足铝合金精密铸造的性能要求。
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    熔模铸造硅溶胶快速制壳工艺研究与实践
    柳建国 马 波 朱家辉 等
    熔模铸造水玻璃精铸工艺在我国工业化应用已经有近60多年的历史,发展至今 每年大约150万吨精铸件,为我国经济发展做出了巨大贡献。期间虽然在模料、制壳 材料、硬化剂及制壳工艺等方面进行了大量改进和创新,但其酸雾、氯盐等污染问 题一直没有得到根本性解决。
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    ZTA15钛合金熔模精密铸造浇注用铁基引流工装的优化
    李义军 赵云霞
    针对ZTA15钛合金铸件在加工过程中产生裂纹、掉块的问题,对化学成分、力学性 能、金相组织进行检测,并对比正常组织的试样。分析造成该问题的原因,主要是在熔炼浇 注过程中,将钛液引入铸型的部分铁基引流工装发生熔化,使铁元素随钛液进入铸件型腔, 造成杂质元素铁含量在铸件局部区域增高,降低了β相的转变温度,导致铸件在热等静压或 去应力退火过程中产生β相粗晶,形成“β脆性”。提出了浇注用引流工装的一些优化建议。
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    挤压铸造中比压对未变质过共晶Al-Si合金组织性能的影响
    荀诗文 邹良利 李润霞
    通过研究挤压铸造过共晶Al-17.5%Si合金的显微组织和力学性能,探讨了压力作用下 合金凝固影响因素以及组织分布规律。研究发现,在比压为935 MPa 时,初生Si相晶粒尺寸 与常规金属型铸造的相比显著减小,而且在铸件上的分布也非常均匀,共晶Si相呈纤细层片 状,过共晶Al-Si合金甚至可以达到亚共晶的组织形貌。
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    轻量化枝杈轮辐铝合金轮毂低压铸造成形有限元模拟及试验分析
    张殿杰 刘建芳 王 星 等
    运用3D造型技术设计了一款轻量化高结构强度的枝杈轮辐铝合金轮毂,并对其低压铸 造成形过程进行数值仿真,对铝合金轮毂的充型顺序、残余熔体、晶粒尺寸、凝固及卷气等 指标或过程进行分析,确定了可实现轻量化枝杈轮辐铝合金轮毂低压铸造成形的工艺条件。 根据仿真得到的工艺条件,进行轮毂试验制造,并进行性能测试分析,测试结果表明该轮毂 满足车辆使用的性能要求。
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    工艺技术
    ZL205A合金筒类铸件微焦点射线数字成像自动检测技术
    李兴捷 宋照伟 于 涵 等
    ZL205A合金筒类铸件的缺陷检测采用传统的胶片射线照相。为降低其检测成本并提 高效率,采用微焦点射线数字成像自动检测技术,制定检测工艺参数,控制图像质量。通过 ZL205A合金筒类铸件微焦点射线数字成像与胶片法检测对比,以及缺陷图像对比,验证了 微焦点射线数字成像自动检测与胶片射线照相具有等价性,完全可以替代传统的胶片射线照 相,从而极大提高了检测效率,减轻了检测人员工作强度,降低了材料成本。 ZL205A合金筒类铸件的缺陷检测采用传统的胶片射线照相。为降低其检测成本并提 高效率,采用微焦点射线数字成像自动检测技术,制定检测工艺参数,控制图像质量。通过 ZL205A合金筒类铸件微焦点射线数字成像与胶片法检测对比,以及缺陷图像对比,验证了 微焦点射线数字成像自动检测与胶片射线照相具有等价性,完全可以替代传统的胶片射线照 相,从而极大提高了检测效率,减轻了检测人员工作强度,降低了材料成本。
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    供水装置Z45T-10型控制闸阀阀体的断裂原因
    伍超群
    Z45T-10型控制闸阀在常规条件下使用不到设计时间即发生爆裂。通过宏观检验、化学 成分分析、金相组织检验、硬度测试以及电镜微观观察等方法对控制闸阀阀体爆裂原因进行 分析。结果表明,控制闸阀阀体由灰铸铁制作而成,基体组织为铁素体型灰铸铁,材质中Si 高Mn低,不符合HT100标准要求,且Si/C比偏高,部分区域石墨粗大,极大地降低了阀体的 力学性能,在外界气压的不断作用下,从而造成控制闸阀阀体的脆性断裂。 Z45T-10型控制闸阀在常规条件下使用不到设计时间即发生爆裂。通过宏观检验、化学 成分分析、金相组织检验、硬度测试以及电镜微观观察等方法对控制闸阀阀体爆裂原因进行 分析。结果表明,控制闸阀阀体由灰铸铁制作而成,基体组织为铁素体型灰铸铁,材质中Si 高Mn低,不符合HT100标准要求,且Si/C比偏高,部分区域石墨粗大,极大地降低了阀体的 力学性能,在外界气压的不断作用下,从而造成控制闸阀阀体的脆性断裂。
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    基于计算机辅助设计的柴油机气缸盖铸造工艺优化
    徐生龙,崔玉萍
    某柴油机气缸盖壁薄,结构复杂,材质为HT250。铸件的浇道截面比被设计为直浇道: 横浇道:内浇道=1.3:1.2:1,属于封闭式浇注系统。气缸盖铸件因夹杂或气孔造成的废品率达 3.26%,这严重影响了气缸盖铸件的生产,且无法保证气缸盖的产品质量。通过对产生的问题 进行分析,改进铸件浇注系统横截面积比例,使直浇道:横浇道:内浇道=1.3:1.2:1.35, 控制了铁 液的充型速度及状态,减少了铁液中气体和夹杂物的卷入,使废品率降低到1.12%。
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