热控凝固工艺对薄壁变截面铸件凝固组织和力学性能的影响

先进航空发动机用机匣等高温合金构件不断向结构复杂化和薄壁轻量化发展,易导致充型困难、组织不均匀和凝固缺陷等问题,对该类铸件的精密铸造技术和工艺控制提出了新的挑战。针对上述问题,文中比较了常规铸造工艺与热控凝固工艺下K4169合金薄壁变截面特征件的充型情况、缩松、组织以及力学性能,并对热控凝固工艺参数进行了探索。结果表明,在常规铸造工艺下,特征件薄壁部位的充型率仅为26%,变截面部位出现了缩松。采用浇注温度为1360℃的热控凝固工艺可以使铸件薄壁部位的充型面积提高226%,显著减少铸件中的缩松,获得了细小的晶粒组织,平均晶粒尺寸为624μm,二次枝晶间距为116μm,Laves相的数量相对较少。同时,由于低浇注温度的热控凝固工艺有效实现了凝固组织细化和缺陷控制,合金在700℃条件下的抗拉强度提高了7%,伸长率由6%提高至8%。

2种凝固工艺制备的天然橡胶热降解表观活化能

用热重-微商热重(TG -DTG )方法研究了在流动的空气状态下 2 种凝固工艺制备的天然橡胶(NR )的热降解动力学,用 O zaw a 方程求取不同转化率 α 时的反应活化能 E,外推至转化率 α 为 0 的表观活化能 Eα→0,并用 Coats-Redfern 方程求取不同的加热速率 β 的反应活化能 E,外推 β 为 0 的表观活化能 Eβ→0。结果表明:甲酸凝固制备的 NR 在空气气氛中热降解反应表观活化能 Eα→0 为 101.6 kJ/mol,Eβ→0 为 104.5 kJ/mol,确定其表观活化能为 101.6￣104.5 kJ/m ol;自然凝固 7 d 制备的 N R 热降解反应表观活化能 Eα→0 为 107.7kJ/mol,Eβ→0 为 106.6 kJ/mol,确定其表观活化能为 106.6￣107.7 kJ/mol。自然凝固工艺制备的 NR 热降解反应的表观活化能高于甲酸凝固工艺制备的 NR 热降解反应的表观活化能。

PAN/DMSO干湿法纺丝凝固工艺的研究

初步探讨了 PAN/ DMSO溶液干湿法纺丝凝固工艺与纤维拉伸性能的关系 ,并对湿法纺丝与干湿法纺丝作了比较。结果表明 ,干湿法纺丝所得纤维的总牵伸倍数在一定范围内随纺丝凝固浴浓度的增大而增大 ;对于给定的PAN/ DMSO纺丝液体系 ,存在一较佳的凝固牵伸范围 ;空气干层的存在使得干湿纺纤维较湿纺纤维能承受更大的牵伸倍数 ,但空气层长度的确定存在一合适的范围 ,且空气层长度对纤维总牵伸倍数的影响受到其它纺丝凝固工艺参数的影响。扫描电镜 (SEM)的研究结果表明 ,湿法纺丝所得的纤维存在各种表面缺陷 ,其中 ,表面沟槽是纺丝工艺本身所致 ,无法消除 ;干湿纺纤维的表面则光洁无沟槽。

天然胶乳凝固工艺的研究进展

概述国内外天然鲜胶乳凝固工艺的研究进展,并分析了各工艺的利弊及生物凝固工艺在生产上的优越性。随着进一步研究探索,生物凝固工艺足以替代制胶工业中传统的酸凝固工艺。

橡胶树品种及凝固工艺对天然橡胶性能的影响

测定了天然橡胶不同品种和不同凝固工艺制得的生胶门尼粘度值、混炼胶的硫化特性和硫化胶的力学性能,结果表明:不同品种的生胶门尼粘度值存在差异,不同凝固工艺的生胶门尼粘度值差异更为明显,自然凝固的生胶比乙酸凝固的门尼粘度值高;不同品种的混炼胶的硫化特性存在差异,不同凝固工艺混炼胶的硫化特性差异更加显著,自然凝固的混炼胶正硫化时间明显比乙酸凝固的短,最大转矩也比乙酸凝固的混炼胶大;不同品种的硫化胶的力学性能存在差异,不同凝固工艺的硫化胶的力学性能差异更为显著,自然凝固的硫化胶的综合力学性能优于乙酸凝固的硫化胶。

割胶制度和凝固工艺对天然橡胶性能影响的研究

主要研究了四种割胶制度和两种凝固工艺对天然橡胶硫化特性、力学等性能的影响。结果表明,采用乙酸凝固工艺,低刺激强度、高割胶频率对应的生胶具有较高的门尼粘度、良好的硫化特性和静态力学性能;采用微生物凝固工艺,低刺激强度、低割胶频率对应的生胶具有较好的硫化特性,低割胶频率和低刺激强度对应的生胶分别表现出较高的门尼粘度和较好的静态力学性能。采用相同的割制,微生物凝固对应的生胶具有较高的门尼粘度和较好的静态力学性能,但正硫化时间有所缩短,贮存模量(E’)有所降低,玻璃化转变温度(Tg)有所升高。

基于有限元模拟的铸钢车轮凝固工艺优化

根据有限元模拟原理,基于ANSYS软件环境对机车车轮大型铸钢件的凝固进程三维非稳定温度场进行了数值模拟。通过有限元模拟的反馈信息进行了铸件凝固工艺的优化设计。模拟结果表明,按照传统的比例计算法设计的冒口系统能够保证铸件产品的质量,但冒口数目多,铸件工艺出品率偏低。如果单纯减小冒口尺寸以提高工艺出品率,则车轮铸件的顺序凝固条件将会受到破坏,导致缩孔缩松缺陷产生。通过减少冒口数目并设置冷铁,则可通过冒口和冷铁的联合作用,既保证无缺陷凝固工艺过程的实现,又能提高工艺出品率。通过模拟优化的实施,预测工艺出品率将提高12%。

大长径比熔铸装药热芯棒凝固工艺优化仿真

为提高大长径比战斗部的熔铸装药质量,采用有限元仿真方法建立了三维装药模型,对熔铸装药过程进行数值模拟。通过分析传统铸装和热芯棒工艺铸装的仿真结果,结合缩孔形成原因和传统热芯棒工艺对装药质量的改善机理,设计出一种多层次优化温度控制的热芯棒,并对改良热芯棒工艺铸装过程进行数值模拟,预测热芯棒改良工艺对装药质量的影响。结果表明:传统热芯棒铸装工艺无法改变药柱径向凝固顺序,在药室宽大处仍然会出现缩孔缩松的疵病,而改良热芯棒工艺通过改善药柱凝固顺序,可以预防缩孔缩松出现,达到了预期要求。

天然胶乳凝固工艺对其生热性能的影响

天然橡胶存在阻尼滞后现象,使其在循环使用过程中产生热量,加速其老化。天然胶乳不同的凝固工艺对橡胶网络结构的构建有重要影响,从而进一步影响其生热性能。文中通过核磁共振交联密度仪和管道模型理论分析对自然凝固(NR-n)、微生物凝固(NR-m)及甲酸凝固天然橡胶(NR-a)的网络结构进行分析,研究了橡胶网络结构与其生热性能的关系。结果表明,NR-n和NR-m外部温升分别为8.5℃和8.9℃,均低于NR-a的13.8℃;NR-n和NR-m内部温升分别为17.6℃和16.7℃,均低于NR-a的26.6℃。导致生热差异化的原因在于NR-n和NR-m的交联和缠结点密度均高于NR-a,硫化网络刚性增强,相同应力作用下NR-n和NR-m分子链运动趋势更小、热耗散少、生热更低。研究表明,自然凝固和微生物凝固的天然橡胶硫化网络致密性更好,导致其生热性能都明显优于甲酸凝固天然橡胶。

基于有限元CAE的回转体零件凝固工艺数值优化

根据有限元CAE对回转体铸钢件的凝固进程进行了数值模拟。通过CAE反馈信息进行了凝固工艺的数值优化设计。模拟表明,按照传统比例法设计的冒口能够保证铸件质量,但冒口数目多,工艺出品率偏低。通过减少冒口数目并适当设置冷铁,既消除缺陷,又提高出品率。通过模拟优化的实施,预测工艺出品率将提高12%。

船用中速柴油机定时齿轮罩壳均衡凝固工艺

通过对定时齿轮罩壳的结构分析 ,采用大孔出流理论设计浇注系统 ,根据均衡凝固有限补缩原理 ,设计出气冒口 ,实现薄壁壳体的浇口当冒口铸造工艺 ,提高铸件成品率 ,降低铸件的成本。

一种采用铝热-快速凝固工艺制备WC—FeNiCr复合材料的方法及其装置

该发明公开了采用铝热一快速凝固工艺制备WC—EeNiCr复合材料的方法及其装置，经铝热-快速凝固工艺制备得到的WC—FeNiCr复合材料中金属合金基体材料FeNiCr的重量百分比为70-97。碳化物增强体材料WC的重量百分比为3．30：其装置由水冷铜模、电源装置和反应容器组成，反应容器安装在水冷铜模上，钨丝与电源装置正负极连接．保温材料填充在石墨管与壳体之间，石墨管的另一端端口设有铝箔．水冷铜模的冷却水循环腔是S形，成型腔是漏斗形。

重型燃机涡轮叶片定向凝固工艺研究

利用有限元技术模拟了R0110重型燃机I级涡轮叶片定向凝固铸造过程,计算了定拉速和变拉速定向凝固工艺过程的凝固参数。模拟结果表明,在设备和冷却条件相同的情况下,距离结晶器越远,温度梯度G值越小;拉速减小,温度梯度G值有所增加。由于截面形状影响,橼板处G值较小。在橼板凝固时,适当降低拉速可有效提高橼板处的G和G/V值。结合模拟计算结果,开展了I级涡轮叶片定向凝固工艺研究,制备出柱晶组织形态良好的定向凝固叶片。

B12G32A铝基轴承合金挡油环部件凝固成形工艺研究

以B12G32A内挡油环与外挡油环为研究对象,设计了一种低压浇注凝固成形工艺,在平缓充型速度下实现了铸件自上而下与自外向内的顺序凝固。对其显微组织与力学性能进行分析测试,本体试样进行摩擦-磨损试验。结果显示:Al-Sn共晶体受界面张力作用,以网状包络形貌将初生α-Al基体焊合在一起,经140℃时效保温2.5 h后,本体试样平均抗拉强度、屈服强度与伸长率分别为134.0 MPa、115.3 MPa与15.3%。摩擦-磨损过程中低熔点Sn相不断被挤压成片状,粘着转移均匀覆盖在摩擦副表面,起到了良好的自润滑效果。

高强韧基座铸件凝固工艺设计数值模拟优化研究

选用开放式浇铸系统设计了A356基座铸件自由充型凝固成形工艺,结合Pro-CAST软件完成了充型流动场与凝固固相场分布的数值仿真计算,通过自由充型凝固成形工艺设计优化与浇铸温度工艺参数调整,实现了基座铸件自下而上的逐层顺序凝固,疏松缺陷由铸件本体转移至补缩冒口区域。经过实验表明,断裂裂纹扩展方式由沿晶断裂转变为韧窝断裂。

快速凝固工艺可使工具寿命延长25％

美国爱达荷国家实验室报道，用快速凝固工艺（RSP）加工机械可使工具寿命延长25％，最近还展示了利用此项技术可使锻模寿命延长200％的效果。

快速凝固-粉末冶金工艺制备高强阻尼铝合金的阻尼性能(英文)

采用快速凝固-粉末冶金（RS-PM）工艺制备两种不同类型的高强阻尼铝合金（LZ7）,一种是直接挤压成型材,另一种是先挤压至棒材再轧制成板材。利用阻尼机械热分析仪（DMTA）在25-300℃下对其进行阻尼性能测试,利用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）观察材料的微观组织。结果表明,随着温度的升高材料的阻尼性能提高,在300℃时板材的内耗值高达11.5×10^-2,型材的内耗值达到6.0×10^-2和7.5×10^-2。轧制板材的内部析出相的颗粒形貌较挤压型材的析出相更规则,分布更均匀;板材中颗粒相与基体结合较疏松。基体与颗粒相结合情况的不同可以解释板材在高温阶段（〉120℃）阻尼性能优于型材阻尼性能的原因。