整体式副车架液态模锻及其性能

液态模锻是铝合金件高性能成型的先进工艺,文章将液态模锻技术用于整体式副车架成型,着重研究液锻工艺方案和液锻副车架性能的均匀性。模拟研究表明,单浇道液锻比设有辅助浇道的液锻汇流位置少、表面质量高、工艺出品率高。试生产发现,利用广州和德轻量化成型技术有限公司设计制造的HVSC2500T卧式液态模锻机进行A356.2铝合金副车架的单浇道液锻,能够获得完整无缺的副车架,本体取样拉伸强度可达320 MPa,延伸率达11.12%。但是,在远离浇道和存在汇流的位置普遍存在夹渣缺陷,副车架强度和塑性都较低。

比压对液态模锻铍青铜件组织和性能的影响

目的针对先铸坯再模锻方法工艺流程长、能耗高、成本高的缺点,将液态模锻工艺应用于铍青铜件的成形制造中,以提高零件的成形质量、降低成本和能耗。方法在工业生产条件下,对比研究了主要工艺参数比压对液态模锻铍青铜件试样拉伸性能、冲击性能、硬度及晶粒特征的影响规律。结果当液锻比压从40 MPa提高至80 MPa时,液锻铍青铜的晶粒尺寸可以细化至65μm以下,抗拉强度提高了150 MPa,伸长率由20%提高至40%,硬度和冲击韧性分别提高了35HBW和20 J/cm^(2)。结论液锻比压是影响铍青铜液锻件组织和性能的关键因素,随着液锻比压的增大,液锻铍青铜件晶粒被显著细化,强度、塑性、硬度和冲击韧性均得到显著提高。

梯度石墨铸铁玻璃模具液态模锻模拟与仿真

为解决传统砂型铸铁玻璃模具铸件工艺出品率低、缩孔缩松等问题,采用液态模锻工艺成型,通过不同的冷却条件实现铸件石墨形态呈梯度分布。利用Procast对液态模锻过程的温度场和凝固场模拟,对缩孔缩松缺陷进行了预测,对浇注温度、冷却方式、浇口尺寸等关键工艺参数进行了调整优化,并根据热分析观点对铸件不同部位组织进行预测。结果表明,液态模锻可以有效减少缩孔缩松等铸造缺陷。

钴铬钼合金股骨柄液态模锻的数值模拟

采用ProCAST软件对钴铬钼合金股骨柄液态模锻过程的温度场、速度场、收缩和气孔缺陷进行了数值模拟,研究了浇注温度、模具温度和液锻速度对铸件充型和凝固过程的影响。结果表明,充型过程中,金属液正面冲击型壁,在股骨柄颈部和头部形成紊流,有卷气的危险。凝固时间的最显著影响因素是模具温度,股骨柄头部顶端存在较大范围的氧化物富集区。可以通过在浇注前向模具型腔中通入惰性气体,在股骨柄前端设置排气槽及在其头部最高位置设置排气塞等措施,得到充型完整、无缩孔缩松的钴铬钼合金股骨柄。

液锻压力对亚共晶Al-Si合金吊架的组织与性能影响

研究了液态模锻工艺下,亚共晶Al-Si合金吊架在不同液锻压力下的成形质量、力学性能及不同位置处的微观组织。结果表明,随着压力的增加,铸件的成形质量逐渐提高,液锻压力为128 MPa时,抗拉强度为250.7 MPa,断后伸长率为9.7%,力学性能最好,较0 MPa下的抗拉强化及断后伸长率分别增加了14.5%和547%,之后再增加压力,对吊架的力学性能无明显强化效果。此外,随着压力的增加,晶粒得到细化,Si相逐渐球化,且高压力下团聚现象明显,二次枝晶臂间距(SDAS)先减小后基本保持不变,在154 MPa时取得最小值16.3μm,SDAS仅为0 MPa时的54.2%,比50 MPa液锻压力下SDAS减少24.5%,共晶团尺寸则是先减小再增大,共晶团尺寸为308μm时对基体产生割裂作用,从而影响力学性能。

液态模锻高铬铸铁亚温淬火工艺研究

对比压128 MPa液态模锻工艺制备的KmTBCr20Mo合金进行亚温淬火热处理工艺研究。结果表明,亚温热处理工艺能改变液态模锻高铬铸铁组织的形貌尺寸与数量,改变其洛氏硬度与冲击韧性。500℃亚温淬火相比于无热处理的对照组马氏体基体增多,基体析出小颗粒二次碳化物,同时生成了较多形状规则、断续块状分布的M_(7)C_(3)型碳化物,硬度和韧性均有明显提高,此温度为最佳亚温淬火温度。当淬火温度为530℃和550℃时,共晶团与晶界的碳化物存在微裂纹,形状粗大且不规则,洛氏硬度较高但韧性显著降低。当淬火温度为580℃和630℃时,马氏体基体形状粗大,碳化物呈针状与小块状分布,容易割裂基体,洛氏硬度下降,韧性显著降低。

颗粒增强金属基复合材料界面结合强度的表征：理论模型、有限元模拟和实验测试

金属基复合材料的综合性能优异,应用领域广泛,在这类材料中,增强相与基体之间的界面结合情况是影响材料性能的关键因素之一,而界面结合强度是衡量界面结合情况最重要的定量化指标。到目前为止,研究者们已经提出了许多测量复合材料界面强度的方法,包括早期就已经提出并一直沿用的微观力学测试方法,如单纤维拉出法、单纤维断裂法和微粘结测试法等,以及以材料宏观性能来评价界面应力状态的宏观实验方法,如横向弯曲实验、横向拉伸实验以及导槽剪切实验等。根据测量过程是否需要对界面进行破坏又可以分为声发射技术、声显微技术、拉曼光谱等技术的非破坏性方法以及一些需要破坏界面从而达到测量目的的破坏性方法。虽然诸多学者对复合材料界面结合强度的测量与表征做了大量的研究工作并取得了重大进展,但这些测试方法基本上都是基于纤维增强金属复合材料的成果,对于颇有前景的颗粒增强金属复合材料而言,这些测试手段却因颗粒增强相在形状和尺度上的特殊性而难以奏效,从而造成定量表征颗粒增强金属基复合材料界面结合强度相关研究的发展较为缓慢。为了解决颗粒增强相与金属基体界面强度难以测量的问题,许多研究者在建立理论模型的基础上通过有限元模拟的方法来表征界面的结合强度。这种方法可以用来预测颗粒增强金属基复合材料的界面结合强度,具有一定的指导意义,但是计算机模拟的方法在建模及计算过程中很大程度上对颗粒增强相的形状、分布状态以及界面的形变方式进行了简化处理,导致其结果与实际情况往往存在一定的误差。在这种情况下,研究者们开始寻求通过实验测试的方法来定量表征颗粒与金属基体之间的界面结合强度,也就是通过测量界面处的剪切强度或拉伸强度来表征界面的结合强度。本文针对颗粒增强金属基复合材料,归纳了国内外研究者们基于不同原理对界面结合强度进行研究和预测的理论模型,论述了对界面结合强度进行定量表征的有限元模拟测试法以及实验测试法,以期在一定程度上为界面设计与结合强度控制提供参考。

液态模锻(挤压铸造)技术研究与应用进展

近10年来,液态模锻作为一种金属零件成型制造的技术取得了巨大发展。工艺方面已经由传统的直接液锻和间接液锻扩展到间-直复合液锻以及多点、多向、多级综合的智能液锻,相应地液锻装备也由改制型油压机和改制型压铸机发展为专业化液锻机,液锻材料范围已经涉及了铝合金、铜合金、镁合金、锌合金、合金钢、铸铁及其复合材料。国内已经发布了液态模锻机和铝合金液态模锻件等标准,为大规模工业应用提供了标准依据,液态模锻产品正在向大型化、轻量化、高强韧及零缺陷方向发展。

变形铝合金液态模锻及其研究进展

铸造铝合金液态模锻的研究与应用十分活跃,但变形铝合金液态模锻的研究却鲜有报道。液态模锻是利用金属材料在液相线附近的流变特性进行零件成型的一种工艺技术,变形铝合金同样可以进行液态模锻。文章首先总结归纳了变形铝合金液态模锻的研究与应用现状,综合分析了变形铝合金液态模锻技术关键和强韧化机制,指出液锻变形铝合金将形成一大类新的高强轻质材料,今后的主要研究课题是:①间接液锻成型中复杂工件的开裂、偏析以及成形不完整等缺陷的防控;②液锻变形铝合金的热处理工艺优化;③变形铝合金材料的预处理,模具、设备及液锻工艺等多环节协同控制,实现变形铝合金的高性能成型。

液态模锻铝青铜件的凝固组织研究

铝青铜是重要的防爆材料、模具材料和耐磨材料,但其熔炼过程易氧化、工艺性能差,极易产生裂纹和疏松缺陷。采用液态模锻工艺进行了铝青铜件的成形研究,对比研究了液态模锻与砂型铸造铝青铜件的组织特征,揭示了液锻铝青铜件的非平衡凝固路径和流变补缩机理。结果表明,液态模锻铝青铜的组织比砂型铸造件组织显著细化、且均匀。随着液锻压力的提高,基体晶粒尺寸和二次枝晶臂间距进一步细化。

液态模锻ZL205A铝铜合金热裂敏感性研究

铝铜合金的热裂敏感性较强,一般只能砂型铸造成形。文章利用螺旋线试样研究了液态模锻(MMDF)ZL205A的热裂敏感性。结果表明,提高液锻比压可以显著降低铝铜合金的热裂敏感性。当液态模锻压力超过一定水平时,可以完全根除热裂缺陷。液态模锻ZL205A的热裂机制服从液膜理论。包围初生固相的液膜发生二元共晶或三元共晶转变时,凝固收缩会导致液膜断裂。液锻的高比压可以使这种凝固收缩得以及时补偿,进而保持了液膜的完整性,根除了热裂缺陷。

杂质元素对铝硅合金Si相形核影响的探讨

Si相的尺寸和形貌对Al-Si合金的性能具有重要的影响。如何在增加Si相的有效形核基底数量以显著提高Si相形核率、细化初晶Si的同时,不削弱共晶Si的细化和变质效果,是提高铝硅合金性能的关键。添加适量的合金元素和微量元素是调节Si相形核率的重要手段之一,特别是在不影响主合金元素成分要求的前提下,通过添加变质剂或细化剂,结合除杂技术和浇铸工艺可以明显细化共晶Si尺寸。但是,废杂铝中的杂质元素对Si相形核率的影响规律及其作用机理尚未达成共识,这是废杂铝再生铸造铝硅合金研究中的热点和难点。废杂铝再生因其具有原料来源广、可再生利用、节能减排效果显著等优点成为生产铸造铝合金的重要工艺。然而,由于废杂原料含有多种杂质元素,并且它们对铝硅合金中Si相的交互作用关系不确定,所以很难制定相应的技术措施以同时细化共晶Si和初生Si相。目前已经确证AlP为Si相形核的主要基底,β-Fe相为次要基底,氧化膜对二者的形成具有促进作用。近年来,除深入研究常见元素对Si相形核的作用机理外,两种及两种以上元素之间的相互作用对Si相形核的作用机理也开始受到广泛关注。在充分研究AlP、β-Fe相、氧化膜等可作为Si相形核基底物质的结构特性基础上,针对P-X、Fe-X、Ca-X等二元交互作用对Si相形核的影响研究也取得了显著成果。Sr、Ca、B、Mg等元素一般通过钝化AlP、β-Fe相等Si相形核基底的活性或与AlP反应生成更稳定的化合物这两种机制降低Si相的形核率。当三种或三种以上杂质元素通过直接或间接的交互作用对共晶硅形核率产生影响时,作用机理和作用效果将更为复杂。其主要表现为两种杂质元素单独存在时均有助于发挥第三元素的作用,但同时存在时会反应生成化合物,反而弱化第三元素促进Si相形核的作用。本文描述了Al-Si合金凝固过程中Si相形核基底的作用,重点讨论了常见杂质元素对Si相形核基底的影响。文末就如何进一步掌握杂质元素对Si相形核的交互作用规律以避免杂质元素的有害影响和充分发挥有益微量元素的积极作用提出了新的建议。

比压及热处理对12MnCrMo低合金钢组织和性能的影响

研究了挤压铸造比压及热处理工艺对12MnCrMo低碳低合金钢组织及性能的影响。结果表明:随着挤压压力从100 MPa增大到150 MPa,凝固组织由块状铁素体、碳化物逐渐转变为大量贝氏体、铁素体,铁素体逐渐由块状转变为针状,其长径比增加。而平均晶粒尺寸从80.29μm减小到34.69μm,减小了56.79%。对试样在退火处理后分别进行了调质和正火+调质两种不同的热处理,发现试样在进行退火后调质处理,其抗拉强度较退火后正火+调质处理降低。断口形貌分析表明,随着比压增大,韧窝的平均直径及深度增大,力学性能增强。

压力对挤压铸造E级钢低温冲击韧性的影响

本工作采用挤压铸造工艺制备了不同压力下的E级钢调质态试样,并进行了低温夏比冲击试验和布氏硬度检测,研究了挤压压力对E级钢低温冲击韧性的影响规律,并用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)对显微组织和冲击断口进行了观察。研究结果表明,当挤压压力在0~150 MPa范围内,E级钢的40℃低温冲击韧性先增大后减小。在挤压压力为38 MPa时,E级钢低温冲击韧性最佳,比金属型重力铸造E级钢提高65.4%,硬度仅降低了6.17%。进一步提高压力,冲击吸收功呈线性下降,硬度小幅上升。显微组织分析表明,随着挤压压力的提高,E级钢晶粒明显细化,铁素体含量增多,有利于E级钢冲击韧性的提高。另一方面,由于过冷度的提高,E级钢在压力为60 MPa时析出了魏氏组织,导致低温冲击韧性显著下降。断口分析表明,金属型重力铸造E级钢低温冲击断口为准解理形貌,而采用38 MPa挤压铸造的E级钢即使在40℃低温下,断口仍存在大量细密的韧窝,属于韧性断裂。

液态模锻2A50铝合金轮毂宏观缺陷、微观组织和力学性能研究

使用液态模锻工艺生产2A50铝合金轮毂。采用光学金相显微镜,电子拉伸试验机等手段,对不同液锻机压力下的2A50轮毂宏观缺陷、微观组织及力学性能进行了研究。结果表明:随着压力的增大,轮毂直臂上沿冷隔白层厚度与拐角处鼓泡直径均有所减小;2A50合金微观组织以初生α-Al为基体,铸态组织有着典型的细小树枝晶状组织形貌,并伴随有较为粗大的等轴树枝晶组织形貌,热处理组织主要呈等轴晶形貌。当压力由80 MPa增至118 MPa时,底部与直壁处的铸态与热处理组织中初生α-Al等轴晶平均尺寸减小幅度37~52μm;轮毂底部铸态拉伸试棒抗拉强度、断后伸长率与压力无明显相关性,当压力由80 MPa增至118 MPa时,底部与直壁处热处理拉伸试棒抗拉强度分别提升13.3 MPa与18 MPa,断后延伸率分别提升1.43%与2%。

液态模锻2A50特种车辆轮盘冷隔缺陷的成因与防治

对液态模锻2A50铝合金负重轮轮盘的冷隔产生进行了分析,表明其起源于轮缘周表面晶界处,并且向内部扩展。冷隔产生的主要原因是铝液紊乱,波动至下模外套直壁上,下压过程中,铝液难以冲破这层表面层,于是形成冷隔。通过缓冲滤渣漏斗工装、适当调节导流槽铝液流速、增加捞渣工序等措施,减少了铝液表面氧化膜的数量,使铝液平稳填充,杜绝铝液波动,从而消除冷隔的产生。

Particle motion behavior during gasiication of foam carrier in lost foam-squeeze casting of 20%TiC/ZG270-500 composites

The particle motion behavior affects the distribution of particles in the metal matrix and finally determines the mechanical properties of the particle reinforced metal-matrix composites. To obtain a uniform distribution of TiC particles and excellent strengthening effect in 20%TiC/ZG270-500 composites fabricated by lost foam-squeeze casting （LFSC）, the particle motion behavior in the gas gap and the conditions of the particles getting into the molten steel were investigated. The results show that the airflow velocity （vl） and TiC particle motion velocity （up） change little with the pouring temperature （Tp）, increase with an increase in metal filling velocity （Vp）, ratios of cross sections of in-gate/orifice （AAAo） and orifice/mould cavity （AolAI）, but the increase trend of up is more intense. The airflow pressure （P1） changes little with Tp and Ao/A1, but increases with the increasing of vp and AJAo. Besides, there is a critical velocity （v ＋｜3YLG cosθ/ppdp｜1/2）for the particles getting into the molten steel. The higher the particle motion velocity, the easier the particles get into the molten steel and the more uniform the distribution of the particles in the steel matrix. When Tp = 1,873 K, vp = 30 mm.s-1, AJAo =10 and Ao/AI = 0.02 in this study, the biggest TiC particle motion velocity （20.59 m.s-~） can be gained, and the steel matrix with the most uniformly distributed TiC particles and fine grains are obtained.

OTN传输在地市广电的应用

利用近年来主流的OTN传输技术实现DVB信号的远距离传输。同时将OTN单向传输技术及交换机组播强推等技术相结合,拦截DVB数据接收单位发送过来的所有请求,既实现了数据的顺利下传,又保障了DVB前端核心平台的安全。对以上技术进行了详细的阐述,希望能为其他广电单位在实施相关项目的时候提供建议和经验。

流变凝固理论与随流半固态成形技术(SSMF)

基于半固态流变铸造过程中流变与凝固强耦合的特点,提出了流变碰撞形核和流变合并长大的流变凝固理论。理论认为,在强烈流动条件下,经典的结构起伏形核理论不再适用,液态金属中原子团簇(晶胚)间的碰撞合并形核成为主要形核机制,流变形核率是经典结构起伏形核率和流变碰撞形核率之和;在强烈流变条件下,初生固相之间接触碰撞,进而合并粗化长大是流变成形过程初生相长大与演变的主要机制。基于该流变凝固理论,提出了随流半固态铸造技术(SSMF)。该技术包括半固态熔体的流变制备、流变充型和流变凝固成形3个基本步骤。液态金属在流变充型的过程中随流形核和长大,并在随后的半固态成形过程发生演变和剩余液相的凝固。实现了浆料制备与工件的半固态成形制造无缝连接,能够从根本上解决半固态浆料制备、输送与充型过程的氧化、吸气等问题,是材料制备与成形一体化的零件成形新技术。

大型零件高性能挤压铸造的难题与对策

介绍了大型钢铁零件和铝合金零件高性能挤压铸造的最新进展及其卡脖子难题,提出了相应的对策和解决方案。针对大型斗齿、齿座,圆锥破碎机的轧臼壁、破碎壁以及重型车辆的主动轮等典型大型零件,进行了挤压铸造的技术经济可行性分析,指出大型零件挤压铸造的主要难题是浇注过程氧化吸气严重、壁厚效应突出以及工艺装备投资巨大,提出了解决这些难题的气-液送料、随动浇注、液-机联合锁模、多段分级加压等技术路线并分析其可行性。