-
增材制造 
涂层对材料挤出成形Al2O3 陶瓷型 壳表面精度的影响研究 • 杨 力，王盼龙，唐世艳，杨致远，刘菁非，赵建伟，徐子桢，樊自田 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 烧结升温速率对微挤出3D 打印水溶性氧化钙 陶瓷型芯性能的影响 • 胡柏林1，2，穆英朋1，2，刘富初1，2，3，王 妙1，2， 徐永坤1，刘 浩1，2，韩光超1，2，樊自田3 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 3D 打印砂型硬化技术的研究与应用 • 杨小平1，李瑛辉2，李天才1 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 应用3D 打印砂型技术实现一体化 铸造大型汽车铝合金底盘 • 陈耀波，孔德飞，林晓春，袁浩锋，彭昌旺，李家宁 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 试验研究 等温淬火温度对ADI 组织及性能的影响 • 于根杰1，孙玉福1，路王珂1，史志文2，叶玉娟1 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 稀土元素对Al-Si-Cu 合金导电导热 性能的影响 • 粟长朝1，2，贾元祥1，张庆海1，江泽佐3，4，韦春华1，2，汤宏群1，2 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 灰铸铁/ 膨润土型砂润湿性的研究 • 杨 阳，蒋 涛，方柯楠，朱世根 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 灰铸铁气缸套中残余应力的 产生和评估 • 董 陈1，3，吴 优1，徐远超1，周宇航1，马兰兰2，王正军1，3 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 复合材料 氧化锌包覆石墨烯纳米片/AZ31 复合材料的力学性能与热导率 • 安书江，刘素清，侯 华，魏梦雪，武建国 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 超高速激光熔覆镍基合金涂层组织性能 及抗高温冲蚀性能 • 李 勇1，刘福广1，常 哲1，杨二娟1，许有海2， 刘国刚3，刘冠红4，姜提会4，韩天鹏1，坚永鑫5 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 精密铸造 离心精铸大型钛合金机匣铸造模拟及 缩松缩孔缺陷分析 • 冉 兴1，陈义斯2，高晓慧3，龙兴权3，付志鹏3，何良菊4，李培杰2 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 陶瓷型芯颗粒级配控制及综合性能评定 • 牛书鑫1，骆宇时1，李 鑫1，杨永康2，许西庆2 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] TiAl 合金精铸用钇溶胶- 氧化钇料浆 消泡方法分析 • 黄 宏1，2，胡海涛1，2，郭 键3，王 红3，南 海1，2，3，丁贤飞1，2，3 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 电熔氧化钇含量对硅基陶瓷型芯 性能的影响 • 曹咏梅1，易仁杰2，刘 强3，桑商斌2，潘春跃2，夏楚平3，陈立妙2 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 一种双相不锈钢闭式叶轮熔模铸造 的工艺优化 • 史书考1，李松山1，向青春1，曹美佳1，杨 建2，王沿滨2，邱克强1 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 工艺技术 厚大断面船用柴油机气缸体铸件 缺陷分析及解决措施 • 杨飞宇1，焦 凯2，程世杰2，陈晓龙2 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 灰铸铁气缸体氮气孔缺陷的分析 及解决措施 • 李孝艳1，伍启华1，孙 帆2，彭广涛1，李娜娜1 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 复杂薄壁汽车车门压铸过程数值模拟 及缺陷预测 • 刘宝林1，廖铭煜2，姚佳宏2，安肇勇3，张 伟2，万 里3，康进武1 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 差速器壳体铸件冒口根部黑斑 产生原因及防止措施 • 史继之1，邢继伦1，张广勤1，吴少旗1，杨 超2，3 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
-
增材制造 涂层对材料挤出成形Al2O3 陶瓷型 壳表面精度的影响研究 • 杨 力，王盼龙，唐世艳，杨致远，刘菁非，赵建伟，徐子桢，樊自田 采用材料挤出成形技术直接成形熔模铸造用陶瓷型壳，可大大简化熔模铸造制壳的工艺流程。然而，由于挤出技术“逐层叠加”的成形特征，所制备的陶瓷型壳表面存在较明显的层纹效应从而导致表面精度较差，难以满足熔模铸造陶瓷型壳的表面精度要求。因此，本文开发了一种适用于浆料挤出成形陶瓷件的表面涂层材料及其涂装工艺，主要研究了涂层对挤出成形Al2O3基陶瓷表面精度的影响及机理。结果表明：通过高温处理，涂层材料可以耐受1 500 ℃的高温，并且与基体结合良好，不开裂，不脱落；涂层使陶瓷件表面粗糙度Ra由12.5~30 μm降低至3.2~6.3 μm，极大改善了浆料挤出成形陶瓷件表面精度，基本满足熔模铸造的精度要求。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 烧结升温速率对微挤出3D 打印水溶性氧化钙 陶瓷型芯性能的影响 • 胡柏林1，2，穆英朋1，2，刘富初1，2，3，王 妙1，2， 徐永坤1，刘 浩1，2，韩光超1，2，樊自田3 以碳酸钙粉末为基体材料，聚乙二醇水溶液为粘结剂制备陶瓷浆料，采用微挤出3D打印技术制备细长陶瓷型芯坯体，再经分步式烧结工艺获得铸造用水溶性氧化钙陶瓷型芯。采用空气烧结，工业氧化铝粉末半埋和全埋烧结方法，研究了不同烧结升温速率对细长氧化钙陶瓷型芯形貌、烧结变形量、线性收缩率、弯曲强度和水溶速率等性能的影响规律及其机理。结果表明，工业氧化铝粉末全埋烧结方法可有效防止细长氧化钙陶瓷型芯的变形，并可同时提高陶瓷型芯的弯曲强度与水溶速率，降低收缩率。升温速率对细长氧化钙陶瓷型芯变形和裂纹具有较大影响，高升温速率下细长陶瓷型芯沿打印轨迹产生裂纹并具有较大的弯曲变形。当采用工业氧化铝全埋烧结方法，烧结温度为1 300 ℃，升温速率2 ℃/min、保温时间为2 h时，烧结后的细长氧化钙陶瓷型芯没有裂纹，烧结变形量仅为0.11 mm，线性收缩率为10.67%，弯曲强度为4.96 MPa，水溶速率为4.4 g/（s·m2），具有较好的综合性能。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 3D 打印砂型硬化技术的研究与应用 • 杨小平1，李瑛辉2，李天才1 3D打印砂型硬化技术是一种重要的强化砂型性能的技术，在铸造、模具制造、文创、工艺品等领域具有广泛的应用。通过技术条件的优选、性能测试和工艺优化等试验，充分研究了3D打印砂型硬化技术；通过在模具方面和工艺品方面的实际应用，验证了此技术的良好效果，不仅解决了砂芯产品在使用、挪动、搬运或运输和安装过程中容易断裂和损坏的问题，还拓宽了3D砂型产品的应用领域。最后对3D打印砂型硬化技术的未来发展进行了展望。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 应用3D 打印砂型技术实现一体化 铸造大型汽车铝合金底盘 • 陈耀波，孔德飞，林晓春，袁浩锋，彭昌旺，李家宁 传统的汽车底盘上百个甚至上千个零部件通过焊接组合而成，不仅制造工艺复杂，生产效率慢，而且底盘的强度和精度都大打折扣。随着科技技术的不断成熟，以及汽车更新换代的加速，一体化铸造汽车底盘由以前的构想逐步通过新的技术得以实现。本文通过应用3D打印砂型技术，结合传统重力铸造，阐述大型铝合金底盘的铸造成功案例。在本案例中，通过团队集体的努力，解决了大型薄壁件充型难的问题，解决了大型砂型3D打印尺寸精度，砂型成形和砂型合模装配精度等的难题。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 试验研究 等温淬火温度对ADI 组织及性能的影响 • 于根杰1，孙玉福1，路王珂1，史志文2，叶玉娟1 对ADI试样进行不同温度的等温淬火工艺，等温淬火保温时长均为80 min。采用金相显微镜、扫描电子显微镜、布氏硬度计、拉伸试验机和冲击试验机等设备，研究等温淬火温度对ADI组织及性能的影响，并确定了ADI的等温淬火温度。结果表明：等温淬火后的基体由残余奥氏体和针状铁素体组成。随着等温淬火温度的升高，基体中的针状铁素体晶粒尺寸逐渐增大，残余奥氏体量逐渐增多。ADI的硬度、抗拉强度和屈服强度逐渐减小，伸长率和冲击功逐渐增加。当等温淬火温度为250 ℃时，ADI具有较高的强度、硬度以及良好的韧性。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 稀土元素对Al-Si-Cu 合金导电导热 性能的影响 • 粟长朝1，2，贾元祥1，张庆海1，江泽佐3，4，韦春华1，2，汤宏群1，2 铝合金作为市场上应用最广泛的散热器制造材料之一，其导电导热性能与该行业未来的发展密切相关。本文以Al-Si-Cu压铸铝合金体系中的ADC12合金作为研究对象，采用正交实验法向合金中添加不同含量的La、Ce、Er三种稀土元素，研究各稀土元素含量对合金的显微组织、硬度及导电导热性能的影响。结果表明：添加稀土金属元素会使合金中的Si相和α-Al基体产生不同程度的细化，并且能在一定程度上提高合金的硬度及导电导热性能。当稀土添加量为0.04%La、0.06%Ce、0.13%Er时，观察到合金的显微组织排列最规整，电导率从原来的24.84%IACS提升到了32.93%IACS，而热导率也从96.69W/（m·K）提升到了119.53 W/（m·K），合金的导电导热性能都得到了较大的提升。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 灰铸铁/ 膨润土型砂润湿性的研究 • 杨 阳，蒋 涛，方柯楠，朱世根 金属液与造型材料的润湿性，对铸件表面缺陷的形成有着重要影响。通过座滴法，测定了1 400 ℃下HT250与不同膨润土砂的接触角。试验探究了保温时间、膨润土加入量、添加剂种类、原砂种类等多个因素对接触角的影响。结果表明，膨润土含量的增加及其他能使低熔物增多的添加剂的加入，会减小接触角；而煤粉和少量高熔点添加剂的加入，对接触角影响不大；采用耐火度为1 800 ℃的球形陶瓷砂作原砂制成膨润土砂时，型砂与铁液接触角相较于硅砂有所增大。分析认为，接触角的变化与型砂中低熔物含量有关：型砂表面属于不润湿的粗糙表面，根据Cassie模型，型砂间低熔物增多，固液间实际接触面积增大，粘附力增强，接触角减小；反之，接触角增大。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 灰铸铁气缸套中残余应力的 产生和评估 • 董 陈1，3，吴 优1，徐远超1，周宇航1，马兰兰2，王正军1，3 针对灰铸铁气缸套经粗加工、退火工艺后出现内应力不均匀及后续加工变形等问题，研究了其在制造过程中产生残余应力的主要原因，同时利用显微维氏硬度压痕对残余应力值进行了估算。结果表明，缸套内部存在较大的残余拉应力，其值约为70~130 MPa；气缸套的显微组织主要为铁素体+菊花状（B型）石墨，部分石墨有显著的粗化行为。气缸套的平均维氏硬度值约为HV 33。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 复合材料 氧化锌包覆石墨烯纳米片/AZ31 复合材料的力学性能与热导率 • 安书江，刘素清，侯 华，魏梦雪，武建国 采用化学包覆法合成包覆氧化锌的石墨烯纳米片（ZnO@GNPs），并加入AZ31B镁合金中制备ZnO@GNPs-AZ31镁基复合材料，测试了复合材料的力学性能和导热性能；并利用光学显微镜、Ｘ射线衍射仪、扫描电子显微镜及能谱仪、激光导热仪对复合材料的微观组织、热导率进行了表征与分析。分析结果表明，此方法能够控制ZnO包覆在GNPs表面，提高GNPs与镁基体的界面结合质量，增强了GNPs在镁合金中的分散性和润湿性，更有利于发挥应力转移强化、细晶强化等作用，提高材料的强度、伸长率和显微硬度。通过石墨烯在二维平面内的高导热性能，为热量的传递提供桥梁，复合材料0.2wt.%ZnO@GNPs-AZ31的热导率为100 W/（m·K），相较于镁合金对照组提高了30.04%。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 超高速激光熔覆镍基合金涂层组织性能 及抗高温冲蚀性能 • 李 勇1，刘福广1，常 哲1，杨二娟1，许有海2， 刘国刚3，刘冠红4，姜提会4，韩天鹏1，坚永鑫5 针对火电锅炉受热面飞灰冲蚀损伤，利用超高速激光熔覆在15CrMo钢管表面制备了具有优异抗高温冲蚀性能的镍基合金涂层。利用SEM、EDS、EBSD等对涂层显微组织进行分析，进而评价了超镍基合金涂层的力学和抗高温冲蚀磨损性能。研究表明：超高速激光熔覆镍基合金涂层具有较薄的厚度（约为215 μm）和低表面粗糙度（14.56 μm），且涂层内部与界面处无明显裂纹。涂层主要由γ-Ni枝晶和晶间Laves相组成，γ-Ni晶粒逐渐由涂层界面的平面晶转变为表面的等轴晶形态。涂层平均硬度为HV 328.07，约为15CrMo钢基体的1.8倍，且其与基材界面剪切强度为414.26 MPa，证明其强界面结合。在600 ℃下涂层表现出优异的抗固态颗粒冲蚀性能，冲蚀体积损失比基体降低约63%，主要源于其高硬度和抗高温氧化性能。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 精密铸造 离心精铸大型钛合金机匣铸造模拟及 缩松缩孔缺陷分析 • 冉 兴1，陈义斯2，高晓慧3，龙兴权3，付志鹏3，何良菊4，李培杰2 燃气轮机中钛合金机匣具有尺寸大和结构复杂的特征，一体化成形后铸件易出现缩松缩孔缺陷。本文结合铸件结构分析和离心精铸工艺特点，设计了直浇道、横浇道和内浇道截面积比例为1∶1.5∶2.3的开放式底注螺旋型浇注系统。采用ProCAST软件对其进行充型凝固数值模拟，研究了低离心转速下钛合金熔体的充型行为，探讨了凝固过程铸件各区域固相率的演变规律。发现该机匣中缩松缩孔倾向于在厚大部位、流道面转接和底部浇口连接处，主要原因是补缩不足、散热滞后和底部浇道高温影响。通过试铸铸件X光透视观察，对比了铸造模拟和工程试铸中冶金缺陷的分布规律。基于此，提出了一系列工艺改进措施对后续高质量的批量化生产具有重要的工程价值。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 陶瓷型芯颗粒级配控制及综合性能评定 • 牛书鑫1，骆宇时1，李 鑫1，杨永康2，许西庆2 陶瓷型芯在空心涡轮叶片铸造中用于形成复杂内腔结构，其综合性能要求严苛。基于不同粒度的熔融石英粉进行颗粒级配，探究了陶瓷型芯物相组成与微观结构的演变规律，并进行了综合性能评定。适量的细粉可以填充在石英粗颗粒的骨架结构中，提高强度的同时保持低收缩。过多细粉会包围粗粉并破坏粗粉骨架结构，导致收缩率剧增，形成的致密结构不利于型芯的溶蚀性，且过多晶界会导致蠕变增加。基于雷达图确定，熔融石英细粉含量为30%的陶瓷型芯表现出优异的综合性能，浆料充型参数498 mm，型芯线收缩率为0.24%，表观气孔率为32.3%，表面粗糙度为1.2 μm，高温蠕变为 0.76 mm，常温强度为21.2 MPa，溶蚀率为0.65 g/min。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] TiAl 合金精铸用钇溶胶- 氧化钇料浆 消泡方法分析 • 黄 宏1，2，胡海涛1，2，郭 键3，王 红3，南 海1，2，3，丁贤飞1，2，3 钇溶胶-氧化钇料浆作为TiAl合金熔模精密铸造高性能型壳面层料浆受到广泛关注。由于该料浆中气泡难以消除，极易导致型壳焙烧后面层形成孔洞从而引起铸件质量下降。本研究采用超声振荡、静置两种物理方法和有机硅消泡剂化学方法对钇溶胶-氧化钇料浆进行消泡试验，对其消泡机制进行探索。结果表明：超声振荡、静置和有机硅消泡剂对钇溶胶-氧化钇料浆中气泡均有明显消除作用。超声振荡能促使气泡聚合、加速气泡破裂，减少气泡含量。长时间超声振荡和静置均不能完全消除料浆中气泡，并会引起料浆胶凝沉积。采用静置与有机硅消泡剂相结合的方法能保持料浆稳定、不胶凝，并有效减少气泡，将其用于型壳面层制备，成功制造出表面光洁的TiAl合金铸件。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 电熔氧化钇含量对硅基陶瓷型芯 性能的影响 • 曹咏梅1，易仁杰2，刘 强3，桑商斌2，潘春跃2，夏楚平3，陈立妙2 以熔融石英玻璃粉为原料，电熔氧化钇和莫来石为矿化剂，PVA为粘结剂，采用常压烧结工艺制备硅基陶瓷型芯，研究了电熔氧化钇的用量对硅基陶瓷型芯的抗弯强度、开气孔率、膨胀率、体积密度和溶出速率的影响。结果表明：随着电熔氧化钇含量的增加，样品的室温抗弯强度先增大后减小，膨胀率、开气孔率和溶出速率逐渐增大，体积密度逐渐减小。当电熔氧化钇的含量为10%时，型芯样品的综合性能，其膨胀率为0.83%，开气孔率为33.8%，体积密度为1.69 g/cm3，室温抗弯强度为20.4 MPa，溶出速率为0.069 g/min。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 一种双相不锈钢闭式叶轮熔模铸造 的工艺优化 • 史书考1，李松山1，向青春1，曹美佳1，杨 建2，王沿滨2，邱克强1 采用熔模铸造方法可以生产出近净形复杂结构整铸式叶轮铸件，满足叶轮的力学性能设计要求。利用ProCAST数值模拟软件对一种双相不锈钢闭式叶轮的熔模铸造工艺方案进行了优化，通过改进浇冒口系统及金属液的浇注方式，成功地消除了该闭式叶轮铸件轮毂部位及口环部位处的缩孔缺陷。实际生产验证表明，按照优化后的铸造工艺方案，可以获得质量优良的闭式叶轮铸件产品，其成品率和生产效率更高，为同类闭式叶轮铸件的熔模铸造工艺设计及生产提供了参考。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 工艺技术 厚大断面船用柴油机气缸体铸件 缺陷分析及解决措施 • 杨飞宇1，焦 凯2，程世杰2，陈晓龙2 大型厚大断面WCH两冲程柴油机气缸体铸件毛重40.5 t，材质为HT250，主要壁厚60~80 mm，浇注系统为底注开放式，生产过程中出现缩松、气孔和夹渣等缺陷。该论文综合分析了铸件缺陷产生的原因，并重点论述了铸件缺陷的解决方法和工艺优化。在生产实践中验证表明：盖箱的四个角增加型腔出气孔，去除筋板等非厚大壁厚区域出气孔，延长冷铁部位烘烤时长，可减少气孔缺陷；碳含量为3.1 wt.%~3.2 wt.%时，1 520~1 530 ℃高温静置后，温度在1 300~1 320 ℃时浇注，铁液综合质量最好，可减少铸件表面缩松、夹渣的缺陷。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 灰铸铁气缸体氮气孔缺陷的分析 及解决措施 • 李孝艳1，伍启华1，孙 帆2，彭广涛1，李娜娜1 采用扫描电镜和金相显微镜分析了导致灰铸铁气缸体渗漏问题的缺陷，通过缺陷形态和数值模拟软件分析，判断其为气孔缺陷。通过气孔产生原因及铁液中氮元素含量分析，判定其为氮气孔缺陷。采取设置冷铁套、出铁时加入钛铁合金和随流加入高锆孕育剂等工艺措施均可在一定程度上减少氮气孔缺陷。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 复杂薄壁汽车车门压铸过程数值模拟 及缺陷预测 • 刘宝林1，廖铭煜2，姚佳宏2，安肇勇3，张 伟2，万 里3，康进武1 为解决高压压铸铝合金大型复杂薄壁汽车车门压铸过程中气孔和缩孔等问题，运用SuperCAST智铸超云CAE云计算平台对其高压铸造过程流场和温度场进行模拟分析，预测铸件内部缺陷分布，并进行工艺优化和试验验证。结果表明：采用两段速慢压射工艺方案A和B分别出现充填时间长和温度分布不均等情况，而方案C采用匀加速慢压射工艺，其充填时间和温度的均匀性均较合理。凝固模拟分析发现，随着增压压力的提高显著减少了方案C的缩松缩孔含量，90 MPa时完全消除缺陷。综合来看，方案C表现优于方案A，因其不存在料管卷气现象，且充填温度更均匀，整体缺陷控制效果更好。优化的压铸生产工艺为方案C，其低速压射采用匀加速压射工艺，临界速度为1.23 m/s，高速速度为4.6 m/s，起高速位置为900 mm，增压压力为90 MPa，现场压铸试验验证了该压射工艺的可行性。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 差速器壳体铸件冒口根部黑斑 产生原因及防止措施 • 史继之1，邢继伦1，张广勤1，吴少旗1，杨 超2，3 QT450-10球墨铸铁差速器壳体铸件加工后在冒口位置出现黑斑，呈现圆环形。去除冒口后观察铸件和冒口颈的断面颜色，断面中心区域均呈现亮灰色，周边区域均呈黑斑状；金相组织观察显示，黑斑区石墨形态呈片状，黑斑区与亮灰色区交界处石墨形态呈蠕虫状，亮灰色区为正常球状石墨。结合所用冒口和实际生产状况，更改了冒口形状和铁液成分，经过试制，工艺改进后铸件冒口根部断面颜色均匀，加工后均未发现黑斑缺陷，石墨形态良好。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]