浸渗处理及真空度对喷射粘结成形氧化钙基陶瓷型芯性能影响

采用喷射粘结成形技术,以重质碳酸钙作为原料,浸渗纳米ZrO2分散液后烧结得到了氧化钙基陶瓷型芯,研究了浸渗处理以及浸渗真空度对陶瓷型芯性能的影响。研究发现,浸渗处理后的陶瓷型芯内部生成了大量CaZrO3,使内部孔隙减少,微观组织更加致密,弯曲强度最大增加幅度为277.87%。浸渗处理时增大真空度可以进一步改善陶瓷型芯的性能,当真空度从0增加至0.05 MPa时,弯曲强度由7.15 MPa提升到8.88 MPa,但当真空度进一步增加至0.08 MPa时,弯曲强度却降至6.85 MPa,陶瓷型芯性能降低。不同处理工艺烧结后得到的陶瓷型芯浸泡在热水中5 min后即开始溃散,表现出良好的可溶性。

ZL114A合金旋转喷吹精炼工艺研究

采用旋转喷吹精炼工艺精炼ZL114A合金,通过选择设备不同的喷头转速、气体流量,确定了最佳的设备参数。研究了金属液中氢含量随精炼时间的变化规律,确定了ZL114A合金的旋转喷吹精炼工艺参数;比较了精炼前后镁含量的变化,并测试了旋转喷吹精炼后合金的性能。结果表明,采用旋转喷吹精炼工艺精炼前后镁含量的变化很小,合金熔体纯净度高,合金的性能较高。

真空吸铸条件下充型速度对薄壁铝合金铸件内部质量的影响

研究了薄壁铝合金铸件真空吸铸充型速度对其内部质量的影响,对一种200mm×180mm,壁厚为2.6mm的薄壁铸件,分别采用25mm/s,40mm/s和先用25mm/s充型6s,再用40mm/s三种充型速度,用X射线检测铸件的内部质量。结果表明,充型速度为25mm/s时,铸件内部气泡、夹杂缺陷很少,但铸件未成形;充型速度为40mm/s时,铸件成形完整,但内部气泡、夹杂缺陷多;采用先慢后快的充型速度时,铸件成形完整,且铸件内部缺陷很少。

时效工艺对ZL101A合金性能的影响

采用不同的时效工艺 ,研究了时效温度和时间对 ZL10 1A合金性能的影响 ,得出了该合金较理想的时效制度 ,在此制度下 ,ZL10 1A合金的金属型典型性能达到 σb≥ 330 MPa,δ5≥ 10 % ,为满足航空、航天等领域对高性能铝合金精密铸件的需求奠定了材料基础。

大尺寸复杂筒状铝合金精铸件浇注系统设计方法研究

研究大尺寸复杂筒状铝合金精铸件浇注系统的设计方法,通过对三种具有筒状结构的大尺寸复杂铝合金精密铸件的浇铸系统设计和浇注试验,研制出冶金质量和力学性能合格的铸件。结果表明,缝隙式浇注系统或缝隙式与底注式相结合的浇注系统是该类铸件比较理想的浇铸系统设计方式。

复杂薄壁铝合金精铸件浇铸工艺研究

以某一复杂、薄壁零件为对象 ,根据铸造过程数值模拟的结果 ,优化工艺参数和浇注方案 ,采用真空吸铸、加压凝固技术 ,研制出形状完整、冶金质量符合要求的铸件。

低压铸造ZL114A铝合金微观组织模拟

在大最实验数据统计分析的基础上,建立了低压铸造ZL114A铝合金形核模型,得到了相关热力学、动力学参数.采用了一种改进的Celluar Automaton方法耦合有限差分法对合金的宏观凝固及微观组织演化过程进行了数值模拟.考虑了固/液界面的溶质再分布、微观固相分数、曲率以及各向异性因素.利用阶梯铸件研究了不同冷却速度下晶粒度、二次枝晶臂间距以及共晶组织含量的变化规律,并将模拟值与实验值进行了对比验证.

高强度ZL205A铝合金壳体铸件铸造工艺要点

壳体铸件是一种高强度复杂铝铜合金砂型铸件，要求强度高，重量轻，在加工和使用过程中尺寸及形状稳定性好。该件为HB963-1990中Ⅰ类铸件，铸件中不允许存在气孔、夹渣、疏松及裂纹等铸造缺陷，而且需经X射线检测，不允许有任何偏析缺陷。

铸造数值模拟技术发展

铸造过程的数值模拟是信息学、材料学、冶金学、流体力学、传热学、数学及计算机等各个学科的交叉，是国际公认的先进制造科学的前沿，有的学者将其称之为“柔性铸造技术”，我国将其列为CIMS（ComputerIntegratedManufactureSysteml中的关键技术。铸造过程数值模拟技术是改造传统铸造产业的必由之路[21。本文从凝固及充型两方面回顾了铸造数值模拟技术的发展历程，期望能为读者提供有用的参考。

大型复杂高强度ZL205A铝合金骨架铸件的研制

以大型复杂ZL205A合金骨架铸件为研制对象,介绍了大骨架铸件的研制过程。由于该铸件为承力件,其结构复杂,轮廓长又扁,非常易变形,而且外形不加工,所以保证骨架铸件冶金质量和尺寸精度难度较大。本研究从骨架铸件铸造工艺设计、型芯材料选择、热处理工艺及尺寸控制等方面进行了分析研究,并在设计铸造工艺时采用铸造数值模拟技术等先进手段,使骨架铸件实现了顺序凝固,获得了冶金质量、力学性能和尺寸精度等均达到或超过设计要求的优质骨架铸件。

低压铸造ZL114A合金微观组织的研究与数值模拟

通过浇注阶梯试样对低压铸造ZL114A合金进行了试验研究,分析了不同冷却速率对合金凝固过程的影响。基于试验数据统计分析,建立了形核模型,并给出了模型相关热力学、动力学参数。结果表明,随着冷速的增加,液相线温度、形核温度和共晶转变温度均降低,初生相以及共晶相的形核、凝固时间缩短。采用了一种改进的Celluar Automaton方法,耦合有限差分法对合金的宏观凝固及微观组织演化过程进行了数值模拟。对航空启动机叶轮不同部位的微观组织进行了预测并将模拟值与试验值进行了对比验证,试验和模拟值吻合较好。

ZL114A合金疲劳行为研究

研究ZL114A合金的拉伸性能和轴向应力疲劳行为(Kt=1,R=-1)。结果表明,ZL114A合金的疲劳性能与美国A357合金的疲劳性能相当。系统研究了L114A合金疲劳损伤特征,分析疏松、夹杂物等铸造缺陷在疲劳裂纹的形核、裂纹的扩展以及瞬断中所起的作用,表明铸造过程中形成的铸造缺陷数量、尺寸、位置对金属的疲劳性能都有不同程度的影响。

高铁用大型复杂铝合金枕梁铸件低压铸造工艺研究

针对ZL101A高铁用大型复杂铝合金枕梁铸件的特点,开展了高溃散性型芯技术、铸造工艺方案设计、铸造CAE数值仿真技术及熔体处理技术等的研究。研制结果表明:铸件采用低压浇注方法,底注式浇注系统,顶部放置冷铁无冒口设计,浇注铸件时适当降低金属液升液充型速度,加大铸件凝固时的压力,同时改善铸型排气能力,研制出的铸件内部质量优良,达到设计要求。对实现高速列车关键部件的国产化具有重要意义。

溶质偏析对铸造铝合金疏松缩孔缺陷的影响

研究了溶质偏析行为对铝合金凝固过程中缩孔疏松缺陷的影响。分析不同偏析模型(杠杆定律、Scheil模型、逆扩散模型)下合金的溶质再分配与热物性参数;采用Pro CAST有限元模拟软件包的Niyama判据预测不同偏析模型下凝固缩孔疏松缺陷的形成趋势,并结合试验结果给出溶质偏析对凝固缺陷的影响。

铝合金铸件缩松缺陷的热等静压处理

为了消除某铝合金铸件通过铸造工艺无法消除的缩松缺陷,试验了热等静压技术对此缩松缺陷消除的效果。结果表明,铸件经热等静压处理后,X射线检测缩松缺陷得到了显著改善,内部质量能达到验收标准要求。这说明热等静压技术消除该铝合金铸件缩松缺陷是可行的,也能为铝合金铸件消除缺陷提供一些参考。

高强铝合金薄壁件熔铸工艺

针对某铸造铝铜合金铸件薄壁复杂结构特点和铸造合金特性,研究了其铸造工艺。借助数值模拟技术预测缩孔、缩松缺陷,并通过热处理后合金力学性能测试,优化铸造工艺,试制出了合格的铸造铝铜合金薄壁铸件。结果表明,采用适合的熔炼、铸造工艺,可以提高铸造铝铜合金铸造性能,为铸造高强铝合金薄壁铸件研制提供参考。

一种新型高强度铸造铝合金ZL210A

在俄ΒΑЛ10合金的基础之上,通过对比试验的方法,研究了合金化学成分、熔炼工艺、热处理工艺等对合金组织和性能的影响。通过成分优化、熔炼工艺、热处理工艺和力学性能的研究,研制出一种新型高强度铸造铝合金ZL210A。试验表明:研制的ZL210A合金的成分及熔炼工艺、热处理工艺等适合我国生产状况和特点,其性能超过ΒΑЛ10合金的要求,其室温拉伸性能与国内ZL205A合金相当,且疲劳性能较高。

铝合金铸件真空吸铸工艺的研究

通过测温试验和数值模拟相结合的方法，研究了真空吸铸条件下具有特定结构特征的铝合金试验铸件的充型和凝固过程基本规律，所获得的数据与分析结果为在大型薄壁复杂结构的铝合金铸件生产中应用真空吸铸工艺提供了有价值的依据。

ZL205A合金回转体铸件树枝状偏析缺陷研究

以生产过程中ZL205A合金回转体铸件在射线探伤检测时在射线底片上发现树枝状偏析缺陷为研究对象,研究了树枝状偏析缺陷处力学性能、断口形貌、微观组织、化学成分及熔点等。根据研究结果探讨了树枝状偏析缺陷产生的机理,并提出了预防及防止树枝状偏析缺陷的措施。

ZL205A高强铸造铝合金焊接接头的组织与性能研究

试验研究了ZL205A高强铸造铝合金手工钨极氩弧焊焊接接头的力学性能和显微组织。结果表明,ZL205A铝合金焊接性能较好,由于焊接热循环,焊接接头的力学性能远低于母材的力学性能。焊接接头中焊缝硬度值最低,焊缝拉伸性能最差,因此焊缝为焊接接头最薄弱区。焊接接头热影响区内的软化区由于过时效导致强化相聚集长大,性能较差,是焊接接头中第二薄弱区。焊接接头经过T5处理,提高了接头的强度。