过共晶铝硅合金中硅相细化的研究进展

过共晶铝硅合金因其耐磨性能良好而受到关注,但组织中含有粗大的初晶硅和针状的共晶硅,限制了其进一步广泛使用。本文综述了当前过共晶铝硅合金中硅相细化的一些方法,如合金化、变质处理和改进制备工艺等。其中重点介绍了合金化对过共晶铝硅合金中组织的作用;然后对各种变质剂的细化效果进行了对比分析;并讨论了改进制备工艺对硅相尺寸和形貌的影响;最后指出未来的研究方向应集中开发出适用于广泛使用的新型复合变质剂,并通过变质和改进制备工艺相结合,获得性能更加优异的过共晶铝硅合金。

压铸机全闭环计算机实时控制联动系统研发

本文致力于研发一种全闭环计算机实时控制联动系统,以提升压铸机的工作精度和效率。通过深入分析压铸机的工作原理,设计了一个全闭环计算机控制系统,实现了对关键参数的准确监测和精确调控。通过实际压铸实验,证实了该系统在提高铸件质量、降低废品率和提高生产效率方面的显著效果。本研究为压铸行业提供了一种先进的控制方案,有望推动压铸技术的发展。

内圆磨床工作台铸件结构与工艺优化

介绍了工作台铸件原工艺方案,并指出该方案在生产中出现的问题。经分析认为,改进铸件结构是解决问题的最佳途径。在不改变外形机械加工尺寸的前提下,改进铸件结构,调整工艺方案,使诸多问题得以解决,生产出合格的工作台铸件,从而达到降低生产难度、节约金属材料、降低生产成本,以及提高成品率的效果。

铸造增压压力对汽车用AlSi9Mg铝合金组织和力学性能的影响

通过改变低压铸造过程中不同增压压力来研究其对AlSi9Mg合金显微组织与力学性能的影响。结果表明,在高增压压力制备的AlSi9Mg合金样品具有更加致密的显微组织及更接近球形的共晶Si颗粒。同时,由于具有更好的填充能力,高增压压力下合金的气孔缺陷大大减少,合金具有更优异的力学性能。在90、150、210 kPa3种不同级别的增压压力下,晶粒尺寸呈逐渐减小的趋势,对应的合金晶粒尺寸和二次枝晶臂间距分别为246、197、149μm,44.9、37.3、31.1μm;3种增压压力对应的密度和孔隙率分别为2.656、2.659、2.674 g/cm^(3),0.96%、0.79%、0.38%;AlSi9Mg合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为238.76、174.68 MPa和3.14%;252.43、177.47 MPa和4.61%;256.10、178.81 MPa和6.85%,分别提高了7.26%、2.36%、118.15%。

C70600白铜空心锭立式连铸工艺参数对凝固过程的影响

为了获得Ф260×Ф80 C70600白铜空心锭立式连铸合理的工艺参数,通过数值模拟定量分析了各种工艺参数对温度场和应力场的影响。结果表明:浇铸温度每提高20℃,液穴深度增加10 mm;拉坯速度每提高10 mm/min,液穴深度增加20 mm;液穴深度随着石墨芯管冷却强度的增大而减小。基于正交试验和方差分析发现,F_(A)>F_(0.01)(3,3),F_(B)>F_(D)>F_(0.1)(3,3),F_(C)<F_(0.1)(3,3),因此,拉坯速度对液穴深度的影响最显著,一冷强度对其影响不显著。根据模拟结果提出了合理工艺参数为:一冷强度24 m^(3)/h、拉坯速度80 mm/min、浇铸温度1280℃、芯管采用空冷。在此基础上成功试制出了合格的C70600白铜空心锭成品。

单分散Al-4.5wt%Cu合金粒子的制备与凝固过程模拟

使用脉冲微孔喷射法制备了粒径可控的单分散Al-4.5wt%Cu液滴,对液滴凝固成的粒子进行分析表征。结果表明:该粒子具有粒径均一、高球形度、热履历一致的优点。随着粒径的增长,粒子的内部微观结构由胞状晶变为树枝晶。建立了粒子凝固过程的传热数值计算模型,分析了粒子下落中温度、温度梯度变化及冷却速率与粒子微观组织形貌的关系。在本实验条件下,310.0μm粒子内部凝固组织为胞状晶,冷却速率为771.71 K/s;485.1μm粒子内部凝固组织为树枝晶,冷却速率为382.40 K/s。

热处理工艺对复合熔体处理A356合金组织和性能的影响

利用熔体超声处理、Sr/Ce复合变质及热处理相结合的方法提高铝合金的强韧性,通过金相组织分析及力学性能测试研究了固溶处理对A356合金组织和性能的影响。研究结果表明,熔体处理有利于改善α-Al枝晶和共晶硅相,铸态合金的抗拉强度和伸长率分别达到215 MPa和9.5%;T6热处理后,共晶硅的形态由纤维状转变成独立分布的颗粒状,而除了伸长率之外,合金的力学性能都显著提高;随着固溶时间的延长,共晶硅的等效直径呈现先减小后增大的趋势,而长径比逐渐减小,合金的拉伸性能和硬度均呈现先增大后减小的趋势;当固溶时间为4 h时,合金的综合力学性能达到最佳,其抗拉强度、屈服强度、伸长率和显微硬度分别达到300、240 MPa、8.0%和110HV。

基于增材制造叶轮的熔模铸造工艺研究

使用FDM 3D打印增材技术和数值模拟软件对叶轮熔模铸造过程进行了研究。设计了底注式、顶注式和侧注式浇注系统,利用AnyCasting软件对各个浇注方案进行数值模拟分析,得到最佳浇注方案。采用增材制造技术和熔模铸造工艺制备出了合格铸件。结果表明,AnyCasting软件可以准确预测熔模铸造的缺陷,熔模铸造工艺可以很好地结合增材制造技术,并且能获得优良铸件。该研究解决了由于叶轮模具制造工艺繁琐所带来的铸造缺陷问题。

基于熵值法的铝合金缸体低压铸造工艺多目标优化

基于有限元软件ProCAST构建某型铝合金缸体的有限元模型,设计L16(44)正交试验方案,探究了浇注温度、模具预热温度、充型时间、保压压力四个工艺参数对凝固时间和缩松体积的影响。采用熵值法分别计算两个评价指标的权重,将凝固时间与缩松体积转化为综合评分值进行单目标优化。通过极差分析与方差分析,得到了各参数对综合评分的影响程度为:浇注温度(A)>模具预热温度(B)>保压压力(D)>充型时间(C),确定了最优的工艺参数为A1B2C1D3。对比原工艺参数方案和优选工艺参数方案发现:凝固时间缩短了20.35%,缩松体积下降了2.96%。经生产试验,缸体铸件外观质量良好,无明显铸造缺陷,验证了最佳工艺参数的合理性。

高液压射台前板球墨铸铁件铸造工艺设计

射台前板是注塑机中的关键部件之一,其油缸孔部位加工精度高且有承压要求。本文介绍了高液压球墨铸铁射台前板铸件的工艺难点,设计了分型方案、浇注系统及冷却系统,并借助软件模拟分析了缩孔与缩松缺陷,确定了型芯方案。通过合理选择铸件的化学成分,严格控制球化、孕育及浇注过程,铸件本体渗透检验(PT)达到EN1371标准的质量等级I级,附铸试块铸件的力学性能和金相组织均符合客户标准。

富Ce稀土对多元Al-Si活塞合金凝固组织的影响

采用DSC以及光学显微镜与扫描电镜研究了富Ce稀土(0.1wt%,0.3wt%,0.5wt%)对多元近共晶Al-11.5Si-4Cu-2Ni-1Mg-0.5Fe(wt%)活塞合金凝固组织的影响。发现富Ce稀土加入对该合金的共晶硅和多种第二相的凝固温度、形态与体积分数均有明显影响。富Ce稀土的加入,使Al-Si共晶温度降低,T-Al_(9)FeNi相和δ-Al_(3)CuNi相析出温度升高。富Ce稀土加入量0.3wt%时,共晶硅变质效果最佳,T-Al_(9)FeNi相由初始的板条状转变为小块状,体积分数减小到3.22vol%,δ-Al_(3)CuNi相由初始的片状转化为鱼骨状,体积分数增加到6.47vol%。富Ce稀土中La、Ce原子在凝固过程中富集在固液界面前沿,增大了成分过冷,细化共晶组织。当富Ce稀土含量为0.5wt%时,合金中出现长针状富稀土相。

基于多场耦合求解的大规格镁合金扁锭差相脉冲电磁半连续铸造

本文以大规格镁合金扁锭半连续铸造为研究对象,采用基于多场耦合的数值模拟技术模拟了差相脉冲磁场作用下镁合金扁锭半连续铸造过程中的宏观物理场,研究了差相脉冲磁场相位差对电磁力、温度场、凝固过程、溶质元素分布及宏观偏析的影响。结果表明:相位差对凝固中后期影响更明显。当相位差从0°增至72°时,凝固初期换热有所减弱;而凝固中后期换热增强,液穴深度明显变浅,中心部位凝固速度加快,横截面内温度场变均匀。此外,适当提高相位差至72°有利于缓解两相区内贫溶质的问题,减少凝固后横截面内最大负偏析率和整体偏析率;相位差继续增大到108°不仅明显削弱了凝固前期的换热强度,而且还会削弱凝固中后期的换热强度,使液穴变深,凝固速度减慢,偏析率增大。

金属空心球复合材料重力铸造工艺研究

基于对金属空心球复合材料的结构分析,采用金属型重力铸造法制备金属空心球复合材料。介绍了金属空心球复合材料金属型重力铸造工艺流程,并设计了一种成本低廉、简易成型、且能多次使用的金属型模具,且对金属空心球复合材料进行了实验试制及材料验证。结果表明,采用金属型重力铸造法能够制备出孔壁结构完整且孔洞随机分布的金属空心球复合材料,能实现空心球单一设计与梯度设计;金属空心球复合材料基体与空心球壁组织较为致密,且形成了厚度为25~30μm的界面层;金属空心球复合材料的应力-应变曲线具有明显的弹性阶段、塑性平台阶段和致密化阶段,且采用空心球梯度设计的金属空心球复合材料相较于空心球单一设计的金属空心球复合材料,其基本力学性能有明显的提升。最后,与传统的闭孔泡沫铝材料进行了对比分析,金属空心球复合材料整体稳定性更高,吸能效果更强。

回油盖隧道式二次抽芯机构注塑模设计

为解决塑件局部区域复杂特征的脱模困难问题,在注塑模具设计时首先采用局部特征分区域办法将局部难脱模特征集中分离出来,而后依据脱模方向的分布情况再进行同向集成分类,针对各集成后的脱模方向设计单次或多次抽芯机构,即脱模方向集成分类脱模设计法,从而有效地解决塑件脱模方向众多而导致的塑件整件或局部区域脱模设计困难问题。基于上述设计原理,结合润滑盒回油盖塑件的脱模设计困难问题,创新设计了一种隧道式二次抽芯机构。在该机构中,利用一根斜导柱驱动主成型块内的隧道滑块转向驱动主成型块内的另一成型活动块先完成第一次抽芯,此过程中主滑块与主成型块分离,而主成型块维持不动;然后该斜导柱再继续驱动主滑块带动主成型块完成第二次抽芯来实现塑件局部区域的脱模。结合机构运动力学分析,在该机构的结构设计中,主滑块与主成型块的闭合锁紧由楔紧块两侧不同斜角的斜面进行锁紧,其斜角分别为23°和25°,相应地,主滑块的斜导柱斜角取20°,用此参数设计的两次抽芯机构顺利地克服了塑件局部区域脱模机构设计困难难题,应用于塑件模具上,较好地实现了塑件的自动化注塑生产。塑件的模具结构为一种单点点浇口三板模具,一模一腔布局。

前箱熔体温度对8011铝合金铸轧板坯组织性能的影响

为了稳定提高双零铝箔用铸轧坯料质量,使用电解铝液配料生产规格为7.0 mm×1300 mm的8011铝合金铸轧铝板卷,并利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)及电子万能拉伸试验机等手段,研究了不同前箱铝熔体温度(680,690,700,710℃)对8011铝合铸轧板坯微观组织和力学性能的影响.结果表明:随着前箱熔体温度的升高,铸轧板坯晶粒的尺寸呈略微增大再急剧变大的趋势,其抗拉强度和断后伸长率均呈先缓慢降低后急剧下降的趋势;当前箱熔体温度控制在680~700℃时,可获得综合力学性能较佳的铸轧板坯,其平均纵向抗拉强度和横向抗拉强度分别不低于141.87 MPa和138.84 MPa,平均纵向断后伸长率和横向断后伸长率分别不低于29.8%和26.4%.

悬浮熔炼下电源参数和冷坩埚结构对铝钪合金熔体的影响

为了研究高钪含量铝钪合金悬浮熔炼过程工艺参数对熔体磁场、温度和流动的影响,实现均质组织制备,通过COMSOL Multiphysics软件对悬浮熔炼过程进行了模拟,研究了不同电源参数和冷坩埚结构对熔体熔炼的影响。结果表明:磁感线透过开缝进入坩埚内部,坩埚底部磁场强度远大于坩埚中部的。增大电流强度和增多坩埚分瓣数都会使坩埚内部的磁场变强,而增加电流频率则会使内部磁场变弱,加热效率降低。增大电流会增大熔体各个位置的温度和流速,增加频率会使悬浮力增强、温度升高、流速减小,且沿逆时针搅拌的流速减小的幅度更大。根据模拟结果获得的熔炼工艺方案为:采用24分瓣坩埚,电流400 A,频率10 kHz,在此工艺下制备出成分均匀的Al-23%Sc合金。

20钢/316L复合管固液复合制坯工艺研究

双金属复合管在石油运输行业中应用前景广阔,结合性能是考察复合管是否合格的重要指标之一。为了能在轧制成形过程中得到高品质的复合管材,在复合管制坯过程中要求实现界面处的冶金复合。以20钢和316L为原材料,基于结合温度及元素扩散情况,采用固液复合方式,并且结合界面的温度模型及通过Pro CAST软件模拟,获得了外模最佳预热温度为1050—1100℃。通过现场试制界面处实现了冶金复合,在最佳温度范围既保证了固态20钢和液态316L之间能达到冶金复合,又能使元素有充分的扩散时间而增强了界面结合强度,同时又可以防止因元素过渡扩散而导致316L腐蚀性能下降。该方法为后续复合管连轧提供了优良的管坯,可实现高品质复合管的现场生产。

稀土Ce变质对ADC12铝合金组织及力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、拉伸试验机及布氏硬度计研究了稀土Ce改性处理对ADC12铝合金微观组织及力学性能的影响。结果表明:当加入质量分数为0.6%的稀土Ce时,组织中粗大的初生α-Al相变得圆整、细小且分布均匀,共晶Si相由针片状变为颗粒状。稀土Ce与合金中的Al元素发生共晶反应生成Al11Ce3等金属间化合物,在扫描电镜下化合物形状为长条针状,并呈亮白色。添加质量分数为0.6%Ce有效提高了合金的屈服强度、抗拉强度和伸长率,分别达到171.72、260.37 MPa和4.1%,与未添加Ce元素的合金相比分别提升了33.83%、48.69%和155%,与此同时,合金的布氏硬度也达到峰值,为88 HB。

现代青铜雕塑铸造工艺与表面处理技术

现代青铜雕塑作为一门融合艺术、文化和工艺的独特表现形式,以其高贵典雅的外观和深刻的内涵而备受瞩目。在雕塑创作中,铸造工艺和表面处理技术起着至关重要的作用,不仅影响着雕塑的质感和形象,更是为艺术家提供了广阔的表达空间。本文将深入探讨现代青铜雕塑的铸造工艺,包括熔模铸造和砂型铸造,并聚焦表面热彩色处理技术,包括热浸镀法、热喷涂法,以期为雕塑艺术的发展和创新提供深刻的理论支持和实践指导。

基于动态等效点的遥操作系统运动学映射方法

遥操作系统具有优越的可扩展性,已被广泛的应用于各个领域。运动学映射是遥操作系统的关键技术,影响操作的便利性和直观性。为此,提出一种基于动态等效点的遥操作系统运动学映射方法。通过等效臂实现两臂运动的完整映射,通过动态等效点方法使人臂和机械臂具有一致性。最后,通过数值仿真实验验证所提方法的有效性。