《铸造》杂志

  202112期

有色合金试验研究检测技术工艺技术
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  • 有色合金
    旋转磁场对铸造Al-Si 合金凝固组织及硬度的影响
    张 雷1,康凯娇2,石德全2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    铸态和T6 热处理Al-10Si-0.5Mg-0.5Mn挤压铸造铝合金的组织和力学性能
    闫 俊,石 帅,范卫忠,高伟全,罗远文,程汉明,周建明
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    二次时效工艺对Cu-0.22Cr-0.24Zr合金组织和性能的影响
    赵 美,付 颖,曹宇飞,韩 旭,杨鹏亮,赵春实,倪红彪
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    型壳风冷对精铸ZL114A 合金组织和性能的影响
    张 永1,陈瑞润2,刘传宝1,夏 峰1,于忠军1
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    试验研究
    Ni 元素对Cr-Ni-Mn 型铸造不锈钢TRIP效应的影响
    吴 ,熊云龙,魏彦鹏,关书文,时 坚,高 鹏,于 波
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    铸铁中气体元素氧、氮、氢的再认识
    靳存文1,邢贝贝1,徐清军1,张学魁1,朱腾忠2,杜学山2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    精炼及浇注温度对K417G 镍基高温合金组织及持久性能的影响
    刘子禹1,仉凤江2,荀淑玲2,谢 君2,舒德龙2,侯桂臣2,于金江2,周亦胄2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    退火预处理对高温合金单晶铸件再结晶的影响
    赵运兴1,马德新1,2,徐福泽1,2,徐维台1,李重行1
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    3D打印砂型的滚压紧实方法的探究
    李景明,陈 瑞,宋照伟,高云保,熊云龙,赵 岭,张海军
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    超细电熔镁砂粉在磷酸盐粘结剂砂吹空气固化工艺中的作用研究
    尹泽申1,2,张友寿1,2,夏 露1,2,黄 飞1,2,任彦臻3
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    铸造除尘灰的特性及回收煤炭资源的研究
    许泽胜1,王森彪1,舒元锋1,陈佳蕊1,胡胜利2,舒新前1
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    基于机器视觉的浇口杯定位研究
    王晓东1,赵志诚1,叶泽甫2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    检测技术
    工业CT 与二维X-Ray 检测能力差异对比研究
    陈立明
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    钛合金铸件射线检测难发现夹杂物缺陷 分析与优化
    张钊骞,王志明
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    工艺技术
    铝合金发动机支架压铸工艺设计及优化
    陈子业,苏小平
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    2PL04 连续运煤机履带板铸造工艺优化
    武玉平1,陈志军1,李 爽1,高占勇2,王 旭1,宫伟祥1,张 磊1 ,乔 昱1
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    高速列车牵引支架的铸造工艺优化
    史东丽1,曹 松2,朱 宇1,邵宗辉1
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  • 有色合金
    旋转磁场对铸造Al-Si 合金凝固组织及硬度的影响
    张 雷1,康凯娇2,石德全2
    以Al-7Si-0.45Mg合金为研究对象,通过控制变量法分别研究了旋转磁场激励电压、磁场频率、磁场换向时间间隔对亚共晶Al-Si合金凝固组织和硬度的影响。结果表明:当旋转磁场激磁电压为90 V、旋转磁场频率为170 Hz、旋转磁场换向时间间隔为15 s时,Al-7Si-0.45Mg合金组织更加均匀,晶粒更加细小,合金的力学性能更好。
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    铸态和T6 热处理Al-10Si-0.5Mg-0.5Mn挤压铸造铝合金的组织和力学性能
    闫 俊,石 帅,范卫忠,高伟全,罗远文,程汉明,周建明
    采用挤压铸造的成形方式制备出Al-10Si-0.5Mg-0.5Mn合金,利用金相显微镜、扫描电镜和能谱分析等手段研究了铸态和不同热处理工艺对合金的微观组织与力学性能的影响。结果表明,挤压铸造Al-10Si-0.5Mg-0.5Mg合金铸态组织细小致密,晶粒大小分布不均,白色的长条状及块状AlFeMnSi相分布在晶界处。经过T6热处理后大部分共晶硅及AlFeMnSi相的球化效果较好,但存在明显的共晶硅偏聚区域及少量块状AlFeMnSi相。经优化后得到合金的热处理工艺为:固溶535 ℃×4 h+时效160 ℃×6 h,该工艺下合金的共晶硅分布较均匀,长条状及块状AlFeMnSi相转化成近球状甚至点状纳米级粒子,合金硬度为HB115,断后伸长率为9.4%,相对于铸态分别提升53.3%和77.3%。
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    二次时效工艺对Cu-0.22Cr-0.24Zr合金组织和性能的影响
    赵 美,付 颖,曹宇飞,韩 旭,杨鹏亮,赵春实,倪红彪
    利用扫描电镜和透射电镜观察固溶及时效后Cu-0.22Cr-0.24Zr合金的微观组织和析出相的形态,研究二次时效处理工艺对Cu-0.22Cr-0.24Zr合金的力学性能和导电性能的影响。通过对不同工艺条件下Cu-0.22Cr-0.24Zr合金强度和导电率变化规律的研究,确定了一种新的热处理工艺——固溶+二次时效工艺方法。试验结果表明:热处理工艺为980 ℃保温2 h后水淬,一阶段时效工艺为440 ℃×15 h,二阶段时效工艺为480 ℃×5 h,合金抗拉强度达到380 MPa,导电率达到86.18%IACS。
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    型壳风冷对精铸ZL114A 合金组织和性能的影响
    张 永1,陈瑞润2,刘传宝1,夏 峰1,于忠军1
    通过制备多组硅溶胶型壳,使之在不同风冷条件下浇注航空ZL114A合金试棒,利用光学显微镜和拉伸机对ZL114A试棒的宏观和微观组织进行观察,同时对同等条件的其他试棒(T6状态)进行拉伸测试,研究不同冷却条件对ZL114A合金组织和性能的影响规律。结果表明,相同浇注温度(720 ℃)和型壳预热温度(750 ℃)下,当入风口(Φ200 mm)风速为80 m3/min时,ZL114A的晶粒尺寸降至25 μm以内,发达的树枝晶Si已全部消除,抗拉强度达到350 MPa以上。
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    试验研究
    Ni 元素对Cr-Ni-Mn 型铸造不锈钢TRIP效应的影响
    吴 ,熊云龙,魏彦鹏,关书文,时 坚,高 鹏,于 波
    基于Schaeffler组织图及Md30,调控奥氏体的稳定性,引入TRIP效应,研究Ni元素对Cr-Ni-Mn型铸造不锈钢TRIP效应的影响,探索了Ni含量(3%~9%)对Cr14-Nix-Mn6(x=4、6、9)铸造不锈钢的力学性能和组织演变的影响。结果表明,在Ni含量为4%时,由于奥氏体稳定性较低,形成了室温马氏体+少量奥氏体铸态组织。随着Ni含量的增加,在6%的镍含量下,观察到奥氏体+少量马氏体等铸态组织。此外,根据形变诱导马氏体的强度和塑性对变形机制的不同贡献,解释了合金拉伸性能对形变诱导马氏体量依赖性,以期为开发新型高性能铸造不锈钢提供借鉴。
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    铸铁中气体元素氧、氮、氢的再认识
    靳存文1,邢贝贝1,徐清军1,张学魁1,朱腾忠2,杜学山2
    氧、氮和氢为铸铁中的三大气体杂质元素,铸铁中氧、氮和氢元素的含量对铸铁的质量具有重要的影响。本文介绍了氧、氮、氢对铸铁组织和性能的影响,采用氧氮分析仪测定了灰铸铁与球墨铸铁中氧和氮的含量,分析了铸铁中氧、氮含量对灰铸铁组织形态和力学性能的影响,确定了一些铸铁中氧、氮含量的适宜范围。
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    精炼及浇注温度对K417G 镍基高温合金组织及持久性能的影响
    刘子禹1,仉凤江2,荀淑玲2,谢 君2,舒德龙2,侯桂臣2,于金江2,周亦胄2
    采用不同精炼及浇注温度制备K417G镍基高温合金,通过对合金的组织形貌进行观察分析,以及测试合金在760 ℃/645 MPa下的持久性能,研究了精炼温度、浇注温度等铸造工艺参数对K417G镍基高温合金组织及持久性能的影响。结果表明,提高精炼温度可降低铸态合金组织中的碳化物尺寸,并使碳化物分布更加均匀;降低浇注温度可降低合金的晶粒尺寸、枝晶间距以及碳化物尺寸,并使合金的共晶组织由γ′共晶转变为(γ+γ′)共晶。合金在760 ℃/645 MPa拉伸持久期间的主要断裂机制为裂纹在枝晶间区域内的MC碳化物处萌生,并沿正应力方向扩展,导致合金发生持久断裂。其中,采用1 500 ℃精炼,1 450 ℃浇注的合金中碳化物尺寸较小且弥散分布是其具有较高持久寿命的主要原因。
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    退火预处理对高温合金单晶铸件再结晶的影响
    赵运兴1,马德新1,2,徐福泽1,2,徐维台1,李重行1
    为研究退火工艺对单晶高温合金再结晶缺陷的影响,采用静压加载的方式对DD5合金的单晶铸件进行局部变形,经过不同退火工艺预处理后,再进行固溶热处理。结果表明,随着加载压力的提高,固溶热处理中再结晶深度明显增加;当压力载荷较小时,在固溶前进行低温和高温退火预处理对再结晶基本无影响;当压力载荷较大时,低温退火使得铸件中残余应力和最终再结晶程度有所减小,而高温退火反而会增大再结晶倾向,其原因可能是退火温度过高导致铸件在预处理时就已发生再结晶。对样品微观组织的观察分析表明,再结晶组织的产生和生长为亚晶聚合机制,退火预处理对此没有影响。
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    3D打印砂型的滚压紧实方法的探究
    李景明,陈 瑞,宋照伟,高云保,熊云龙,赵 岭,张海军
    针对砂型3D打印无法采用紧实方法,只能通过添加粘结剂的方法增加强度,粘结剂加入量大,导致砂型发气量大,强度低的问题,提出在3D打印过程中增加一种新的工艺方法滚压紧实工艺。本文对滚压紧实基本原理进行了阐述,并对其进行了试验探究,分析了滚压过程各项因素的变化对砂型强度、透气性及紧实率的影响。研究结果表明:滚压紧实可以提升砂型强度,当滚压层层厚越小,滚压压下量越大,砂型强度越高;滚压速度越小,砂型强度越高;而滚压辊直径的大小对滚压砂型的各项性能基本没有影响。研究结果有望为进一步拓展3D打印砂型的应用提供了一定数据支撑。
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    超细电熔镁砂粉在磷酸盐粘结剂砂吹空气固化工艺中的作用研究
    尹泽申1,2,张友寿1,2,夏 露1,2,黄 飞1,2,任彦臻3
    在磷酸盐粘结剂砂吹空气固化工艺的基础上,研究了超细电熔镁砂粉对砂型固化速度、抗吸湿性、固化强度、存放稳定性等性能的影响。结果表明,超细电熔镁砂粉加入量占粘结剂5%时,脱模时间减少33.8%,试样固化强度为0.81 MPa,45%RH存放192 h强度降低小于16%,70%RH存放96 h强度降低小于24.6%,在维持了磷酸盐粘结剂砂固化强度和常湿存放稳定性的前提下,很大程度上提升了抗吸湿性和固化速度。通过实际造型验证了固化速度切合实际,并通过浇注得到了质量良好的铸件。分析了超细电熔镁砂粉加速固化的主要原因是粒度小、分散均匀,与粘结剂反应快速稳定;还可以促进粘结膜水分蒸发,与吹气工艺相适应。
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    铸造除尘灰的特性及回收煤炭资源的研究
    许泽胜1,王森彪1,舒元锋1,陈佳蕊1,胡胜利2,舒新前1
    对某大型汽车制造企业的铸造车间除尘灰的特性进行了研究,研究了浮选药剂包括非极性油类捕收剂、起泡剂仲辛醇、脉石抑制剂水玻璃、矿浆调整剂碳酸钠、微细粒分散剂六偏磷酸钠用量对浮选指标的影响。结果表明:柴油对除尘灰中煤粒浮选效果最好,浮选矿浆的pH值为8.1~8.4,柴油、仲辛醇、水玻璃和六偏磷酸钠用量分别为2.0 kg/t、0.7 kg/t、1.6 kg/t和2.0 kg/t。粗精煤表面仍有包裹的钙长石等脉石矿物,这是粗选不能获得合格精煤的原因。通过进一步的磨矿解离,多次精选后可获得产率为12.11%、可燃体的回收率为24.68%、灰分13.67%的合格精煤。
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    基于机器视觉的浇口杯定位研究
    王晓东1,赵志诚1,叶泽甫2
    针对铸造浇注过程中浇口杯位置无序、数量不定以及高度不同造成的浇口杯定位难等问题,本文提出了一种基于OpenCV视觉技术的铸造用浇口杯定位方法,着重阐述了机器视觉计算方法的设计步骤。首先,根据目标的形状、尺寸等特征获得感兴趣区域(ROI);经过图像预处理后针对传统方法得到的特征点中伪特征点较多的问题,引入自适应高斯滤波平滑二值图像;之后利用Canny算子来检测浇口杯边缘,并引入了3×3的Sobel算子以获取更多的方向信息以及降低Canny算法的敏感性;通过对图像拟合、提取、比较分析等操作,获取浇口杯在砂箱的相对位置。最后以消失模铸造砂箱浇口杯为例,实验结果表明,提出的方法精度高、实时性好,能够快速得到浇口杯的边界信息和位置坐标,为全自动浇注奠定基础。
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    检测技术
    工业CT 与二维X-Ray 检测能力差异对比研究
    陈立明
    在搭建的7轴检测平台上,使用工业CT和二维X-Ray无损检测手段对压铸件采集图像数据进行相关检测实验,通过实验数据展示两种方式的实际差异,并对检测精度、检测效率和成像效果进行对比分析。对比试验结果表明,工业CT检测可以清晰、准确、直观地展示被检测物体内部的结构、组成、材质及缺损状况,成像中缺陷清晰可见,且有量化分析;而二维X-Ray成像中缺陷不可见或不易见,无量化分析,极易发生漏检。
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    钛合金铸件射线检测难发现夹杂物缺陷 分析与优化
    张钊骞,王志明
    针对钛合金铸件在实际射线检测中出现某种难以发现的夹杂物缺陷,通过分析铸件浇注过程和研究缺陷的宏观、微观及射线影像,得出了此类夹杂物的性质和成因。最后提出了提高此类夹杂物缺陷射线检测检出率的工艺优化方向。
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    工艺技术
    铝合金发动机支架压铸工艺设计及优化
    陈子业,苏小平
    根据汽车发动机支架结构进行压铸工艺设计,利用ProCAST软件对铝合金发动机支架压铸工艺进行数值模拟,分析了铸件缺陷产生的位置及原因,通过对比选择出一种较优的工艺设计,并进行改进优化。结果表明,获得的优化方案消除了铸造缺陷,提升了铸件品质,经生产验证后满足技术要求。
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    2PL04 连续运煤机履带板铸造工艺优化
    武玉平1,陈志军1,李 爽1,高占勇2,王 旭1,宫伟祥1,张 磊1 ,乔 昱1
    煤机履带板是连续运煤机的行走部件的重要零件,内部不允许缩松、缩孔缺陷,质量要求非常高。采用华铸Inter CAST CAE软件模拟了两种不同工艺下煤机履带板浇注凝固过程中温度场变化及产生的缩松、缩孔缺陷,由模拟结果得出,在传统工艺条件下,煤机履带板方口外侧销耳根部由于热节分散,补缩通道不畅而产生缩松、缩孔缺陷,通过CAE软件模拟优化工艺后,消除了这一缺陷。
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    高速列车牵引支架的铸造工艺优化
    史东丽1,曹 松2,朱 宇1,邵宗辉1
    对高速列车转向架的核心零部件牵引支架的铸造工艺进行探索研究。通过使用铸造数值模拟软件MAGMAsoft,对所设计的铸造工艺方案的充型和凝固过程进行仿真研究,预判了缩孔、缩松缺陷的位置。然后针对缺陷提出三种工艺方案,经过分析对比,最终确定了牵引支架科学合理的铸造工艺方案,为实际生产提供了技术指导。
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