树脂砂低压铸造工艺研究与应用

研究了树脂砂低压铸造工艺理论与原理,结合工艺试验得到了铝合金ZL104涡轮泵出口管树脂砂低压铸造工艺规范。采用该工艺规范制造的铝合金ZL104涡轮泵出口管已用于CZ-5和CZ-7运载火箭液氧煤油液体火箭发动机之中,CZ-5和CZ-7运载火箭已通过了飞行考核,液氧煤油液体火箭发动机工作正常。由此表明:铝合金ZL104涡轮泵出口管树脂砂低压铸造工艺是合理、正确和有效的。     

镁合金电子舱体浇注系统设计与快速熔模铸造

为了满足航天器大型复杂薄壁镁合金构件减重与快速制造需求,以某镁合金电子舱体为例开展了熔模铸造工艺研究。通过选区激光烧结(SLS)3D打印技术制备了舱体熔模,设计了3种浇注系统,采用ProCAST软件对舱体的低压铸造过程和铸造缺陷进行了模拟。研究结果表明,3D打印的聚苯乙烯熔模在烧除过程中未导致型壳胀裂问题的出现。低压铸造结合缝隙式浇注系统可满足镁合金熔体的平稳充型和完全补缩,实现了镁合金舱体铸件的快速熔模铸造成形。     

常温自硬树脂砂在铝合金铸造上的应用

本文为三二六七厂铝合金铸造常温自硬树脂砂应用试验的总结。文章阐述了在所在地区气候条件下呋喃系自硬树脂砂的工艺性能及其试验情况,介绍了对工艺性能影响较大的诸因素的试验和参数的选择。文章还以铸件实例列举了铝合金常温自硬树脂砂的工艺参数、特点和经济效果。     

轻质高性能镁合金开发及其在航天航空领域的应用

镁合金是实际应用中最轻的金属结构材料,在航天航空、轨道交通、汽车、3C(computer,communication,consumer electronics)产品等领域具有广阔的应用前景。但镁合金材料强度偏低,尤其是高温强度,其抗蠕变性较差；镁合金铸件容易形成缩松和热裂纹,成品率低,镁合金变形件塑性加工条件控制困难,导致组织与力学性能不稳定。介绍了高性能镁合金材料(非稀土镁合金、含稀土镁合金、镁锂合金)及其成形技术(重力铸造、低压铸造、压铸、挤压铸造、半固态成形、塑性成形)的开发现状,综述了其在航天航空领域的应用状况,并展望了今后的发展趋势。     

先进镁合金材料及其在航空航天领域中的应用

文章介绍了上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心在先进镁合金材料与成型工艺的研究进展,重点介绍了JDM1和JDM2两种镁合金新材料的显微组织与强化机制,详细介绍了涂层转移精密铸造技术、大型铸件低压铸造技术、大型锻件成型技术和表面超声波阳极氧化技术等4种镁合金成型新工艺,最后介绍了JDM1和JDM2合金及成型新工艺在我国航空航天领域中的应用。     

高强耐热稀土镁合金研究进展

梳理了高强耐热镁合金的研究历程及现状。Mg-Gd(Y)-Ag和Mg-Gd(Y)-Zn系合金是目前强度最高的镁合金体系,铸造Mg-9.8Gd-2.7Y-2.0Ag-0.4Zr合金最优常温力学性能如下:抗拉强度(UTS),410 MPa;屈服强度(YS),300 MPa;延伸率(EL),2.3%。高强耐热稀土镁合金的大尺寸构件铸造工艺性亟需重点研究。总结了"固溶强化增塑"的合金设计、"高、低稀土镁合金"强韧性的设计与开发、"低稀土总量、多元合金"耦合强化设计、集成计算材料工程(ICME)等理念,对新型高强耐热铸造镁稀土合金的开发具有指导意义。     

航天先进轻合金材料及成形技术研究综述

轻合金是现代航天装备轻量化首选材料,高性能轻合金构件制造能力决定了我国航天装备的功能水平与竞争力。为推动先进轻合金材料及成形技术在航天领域的应用,对高性能轻合金材料、铸造、钣金成形、增材制造等技术领域在基础理论、工艺开发、装备研制、工程应用等方面的发展现状进行了梳理,提出了高强耐热铸造镁合金材料、高性能钛铝合金材料、高性能镁合金熔模精密铸造、数字化铸造、旋压成形、超塑成形、钛/铝合金电弧熔丝增材制造等相关技术的后续发展方向。     

CO2硬化水玻璃砂芯在铸造中的应用

通过普通粘土砂、常温自硬树脂砂、C0_2硬化水玻璃砂三种芯砂的性能对比试验,以及在金属型铸造薄壁铝合金铸件上的应用情况,展示了CO_2硬化水玻璃砂在铝合金铸件上的应用前景。     

航天领域镁合金标准体系建设研究与实践

对镁合金国际标准、国家标准以及行业标准进行了分析，并针对目前镁合金在航天领域的应用现状及后续发展，以“有标采标、无标制标”为原则，以支持镁合金在航天领域的应用为目的，对镁合金在材料研发、生产、产品应用等全过程进行梳理，构建了包含镁合金材料、铸造、检验检测、加工技术、表面处理等全链路的镁合金标准体系，同时也提出了部分关键标准，以供其他领域或相关人员参考和借鉴。     

基于ProCAST的镁合金惯组支架砂型铸造工艺研究

为实现镁合金惯组支架的高效率、高质量研制,使用ProCAST软件仿真优化ZM5镁合金惯组支架铸造工艺。通过对充型、凝固过程进行分析,发现铸件内部的3条薄壁筋板易出现浇不足、冷隔缺陷,圆弧面内侧厚壁筋条易出现缩孔、缩松等缺陷。经过优化设计,通过采取增加薄壁筋板厚度、调整内浇道位置、改变厚壁筋板上侧冒口结构等措施,较好地避免了上述铸造缺陷的产生,获得了合格的支架铸件。数值模拟仿真技术可应用于绝大多数航天构件的铸造过程分析,实现构件快速研制。     

镁合金铸件缺陷搅拌摩擦修复工艺方法

针对航天器铸件缺陷率高,修复难度大的现状,提出采用搅拌摩擦加工技术实现缺陷修复的新方法。首先制备了含缺陷的AZ91D镁合金试板,并以此作为实验材料进行了搅拌摩擦修复工艺实验,在旋转速度为500r/min,前进速度100mm/min,下压量为1.5mm的工艺参数下,修复区域成形良好。修复前后X射线照片表明,搅拌摩擦加工技术有效修复了镁合金试板中的铸造缺陷。最后对航天器铸件中常见的T形结构和角形结构开展了对应的实验研究,在现有条件下,采用自制简易夹具,可以完成T形结构和角形结构的搅拌摩擦加工。研究结果表明,采用搅拌摩擦方法修复航天器铸件缺陷从技术上是可行的。     

Ce元素含量和铸造方法对AZ91-2Ca合金微观组织与力学性能的影响

在AZ91-2Ca合金中分别添加0.5%,1.0%和1.5%的Ce元素,采用重力铸造制备合金并结合组织性能分析,优化出最佳Ce含量。对最佳成分合金进行不同浇铸温度的压力铸造,对比研究Ce含量和铸造方法对AZ91-2Ca合金微观组织和力学性能的影响。研究表明:在重力铸造条件下,随Ce含量提高,合金组织明显细化,强化相Al_4Ce含量逐渐增加,进而改善了力学性能。当Ce含量为1.5%时,强度和延伸率均达到最大值。在压力铸造条件下,随浇铸温度由640℃提高到700℃,压铸AZ91-2Ca-1.5Ce合金微观组织不断细化,Al_4Ce相分布均匀,700℃压铸合金综合性能最高,抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为191 MPa,157 MPa和1.7%。相比于重力铸造,压力铸造可进一步提高该合金的强度,从而为解决高Ca阻燃镁合金阻燃效果和力学性能之间的矛盾提供了新思路,促进了该合金在航空航天和汽车领域的应用。     

变形镁合金在军品上的应用

镁合金具有密度小的优势，随着其耐热、耐蚀性能的提高，将用来替代耐热铝合金、钛合金零件。特别是密度最小的Mg–Li合金，具有很高的强度、韧性和可塑性，是航空航天及重要运输工具很有发展前途的材料。由于镁及镁合金耐冲击，经过多年研究和开发，其耐蚀性能可与铸造铝合金相当，在兵器等各种军用领域有广泛应用前景。如照明弹用镁粉，穿甲弹用高比强镁合金弹托材料，变形镁合金可用于制造战术导弹舱段、副翼蒙皮、壁板、加强框、舵面、隔框等零件。 变形镁合金在军品上的应用@李宝蓉     

镁合金基体螺纹扭拉特性及重复使用性研究

针对镁合金基体螺纹连接问题,采用试验装置研究了高强耐热镁合金螺纹连接结构的扭拉关系及多次重复使用性能,分析了带钢丝螺套及不带钢丝螺套情况下镁合金螺纹连接结构的扭拉破坏形式、扭矩系数、螺纹副摩擦系数及重复使用性能等,研究结果为镁合金螺纹的力矩量化控制提供了依据,对于镁合金螺纹连接结构的设计和使用具有指导意义。     

弹体涂料更新工艺研究

通过对相关涂料的物理机械性能，防腐蚀性能，工艺性能的对比，筛选研究试验，确定了既能用于ＺＭ－５铸造镁合金，又能用于其它铝镁合金的单组分，自干型的三防（耐湿热，耐盐雾，耐霉菌）涂料－９６３＃，９６９＃过氯乙烯专用涂料。     

镁合金表面冷喷涂铝合金与铝基复合涂层组织和耐蚀性研究

为提高镁合金表面耐蚀性,用冷喷涂技术在ZM5镁合金表面制备AA5083铝合金涂层与AA5083/20vol.%Al_2O_3铝基复合涂层。采用光学显微镜、扫描电镜(SEM)和显微硬度测试仪等分析手段研究涂层形貌组织和性能,并结合电化学测试技术对涂层的抗腐蚀性能进行了评价。评价结果表明:冷喷涂铝合金涂层组织致密,铝基复合涂层中Al_2O_3与AA5083颗粒分布均匀;2种涂层显微硬度均大于ZM5镁合金基体且抗腐蚀性能优于ZM5镁合金,腐蚀电位相比镁合金基体有所提高,腐蚀电流相比镁合金基体降低一个数量级。利用冷喷涂技术制备的AA5083铝合金涂层与AA5083/20vol.%Al_2O_3铝基复合涂层,组织致密,涂层硬度较高,均可显著提高镁合金表面耐蚀性。     

镁合金新材料及制备加工新技术发展与应用

镁合金是国际公认的最有潜力的轻量化材料之一,被誉为“21世纪绿色工程金属”,其突出的结构减重效果有望解决我国关键装备和重大工程中迫切的轻量化问题。本文综述了近年来镁合金新材料的发展、镁合金制备加工新技术进展以及镁合金的应用发展现状,对当前镁合金领域存在的缺点进行了总结,并对镁合金未来发展重点及主要任务进行了展望。     

镁合金蒙皮蜂窝板在卫星结构上的应用

为了进一步降低卫星结构质量,采用镁合金替代铝合金成为新一代蜂窝结构蒙皮。基于Reissner剪切理论,探究蜂窝结构蒙皮材料变化对单板力学性能的影响。基于PatranNastran软件分析并对比了使用铝合金和镁合金蒙皮蜂窝板结构的典型卫星平台的力学性能。由于余量较大,提出减小面板厚度使结构进一步减重的可能性。试验结果显示,卫星在符合设计标准情况下最高减重达30.7%,因此镁合金蒙皮蜂窝结构值得在卫星中推广使用。     

镁合金变形细化晶粒的研究现状

介绍了镁合金塑性变形的结构特性,综述了镁合金通过等通道角挤压、挤压、轧制、锻造和拉拔等塑性成形技术,进行细化晶粒的最新研究进展.探讨了关于镁合金塑性成形领域亟待解决的问题,展望了镁合金塑性成形细晶技术的发展方向.利用各种变形方法细化晶粒以求获得优异性能是镁合金发展中的一大趋势.     

冷硬树脂砂性能及其影响因素研究

对脲醛呋喃树脂砂的性能以及影响诸因素进行了研究。研究结果表明:304#树脂砂常温抗压强度在硬化 9～10 小时出现最大值。可使用时间与可脱模时间之比为 0.44;可用树脂和催化剂的加入量来调整其固化速度;环境湿度和温度及原砂对 304#树脂砂的硬化特性有很大影响。