电磁方法在铸造中的应用(四)——镁合金的工频熔化电磁搅拌电磁输送 第三篇 电磁输送（上）

一、概述在以往的镁合金铸造生产中,铸型的浇注,大多采用手提式浇注或活动坩埚浇注。当浇注50～70公斤的铸件时,往往需要2～3个人抬20多公斤的镁水,在有害的气氛下浇注,劳动强度大,生产效率低,质量也不易保持稳定。经常由于在坩埚中舀取金属或浇注操作不当,而造成氧化夹渣或熔剂夹渣等缺陷。因而,如何用机械或电磁的方法取代手工操作,     

发动机整体薄壁铝合金精铸件真空差压铸造

介绍了真空差压铸造工艺原理及控制难点,并以某型航空发动机排气端壳体这一代表性的精密铸件为例,对整体薄壁铝合金精铸件真空差压铸造中的浇注系统、铸型研制和浇注温度选择等关键技术进行了研究,并对存在的问题提出了解决途径和控制手段。结果表明,采用双通结构浇注系统,利用呋喃树脂砂型砂进行混制铸型,在(730±10)℃浇注温度下进行浇注,航空发动机复杂整体薄壁铝合金精铸件产品的疏松、气孔、夹杂等缺陷消除,组织致密,延伸率可达3.6%。     

细晶铸造真空炉及其应用

北京航空材料研究院研制了我国第一台细晶铸造真空炉,该炉可用铸型搅动法浇注整体细晶涡轮和双性能整体涡轮。细晶铸造能够改善铸件中低温下的力学性能。     

薄壁铸件及其反重力成形技术

介绍了薄壁铸件的概念和基本特征．根据传热学和流体力学原理,用集总参数法导出了考虑到耦合传输条件下反重力充型工艺参数的计算公式．研究表明,反重力充型参数与合金性质,铸件几何形状及铸件与铸型之间的热交换有关．给定浇注温度和铸型温度,可按所导出的公式计算出充型速度．     

内齿轮箱座铸造工艺优化与改进

针对内齿轮箱座铸件形状结构复杂、质量要求高的特点，通过对浇注系统进行优化改进、强化铸型冷却能力、改变合金凝固方式，并严格控制相关工艺参数，减轻了铸件缺陷，提高了铸件产品质量。     

铸件凝固温度场有限元分析中界面热阻处理

本文提出一种处理铸件与铸型界面热阻问题的虚拟界面单元法，并给出了有限元计算公式。由于该单元厚度（△l）和铸件/铸型的间隙无关，故可取铸件与铸型间接触表面作为界面单元。针对某一具体金属型铝合金活塞的铸造凝固过程，按考虑和不考虑铸件与铸型间热阻影响两种方法作了有限元计算，通过与实测值相比较。本文提出的算法其计算精度远高于不考虑铸件与铸型间热阻影响的计算结果。     

防止ZG35CrMnSi精铸件的脱碳

我厂生产的ZG35CrMnSi精铸件,过去由于脱碳问题得不到解决,曾造成大批报废。为了解决这一问题,成立了以工人为主体的三结合技术攻关小组。经过一段时间的试验和生产考验,在现有条件下,找到了防止铸件表面增碳和减少脱碳现象的熔化浇注及退火热处理工艺。一、改变浇注条件铸件的脱碳,首先是在浇注中形成。过去铸件脱碳严重,有的脱碳层深达0.9毫米,超过了部标准0.5毫米的要求,而且脱碳情况也不稳     

钢屑通气在复杂铸型中试用成功

我厂41车间生产的铸铁大墙板（外型尺寸817×817×56毫米）是喷水织机主要部件之一。其重量在300公斤左右,为复杂型腔的薄壁大零件。这种零件在造型时除有正确的木型和浇冒系统外,最重要的是要很好地解决铸型的通气问题。大墙板铸型内腔安放6个较大的复杂形状的砂芯和4个小型砂芯,在浇注铁水时,型腔内的气体需要充分排出,才能浇出合格的铸件。     

调压成型精铸技术

本成果为适用于航空、航天大型薄壁复杂铝合金熔模精密铸造。本成果的技术原理 :在充型前将上室 (置有铸型 )和下室 (置有合金液、保温坩埚和升液管 )造成一定的负压 ,然后根据铸件结构形状、工艺要求和铸型特点施压于下室 ,使液态金属在逆重力条件下 ,受控地进入铸型并充满型腔。继而在恒定的压差条件下 ,向上、下室同时施压 ,即对正在凝固的铸件和铸型外部同时施压 ,使铸件的凝固环境从接近真空状态按既定速度 ,变化到高压状态。待铸件凝固后 ,使上、下室的压力平衡。升液管和浇注系统中尚未凝固的金属液 ,在重力作用下返回坩埚中。本技术…     

铝合金薄壁铸件砂型涂料

型号研制任务的发展对铸件结构重量提出了更为苛刻的要求,为此,在进一步提高合金性能,改善铸件质量的同时,必须大力采用薄壁结构铝、镁合金铸件并为其付诸实现创造必要的工艺条件。由于这类铸件具有尺寸大、壁厚小、结构复杂等特点,因而给铸造成型带来很大困难,故解决成型质量问题就成为铸造大型薄壁铸件的一项重要课题。从改变充型过程中金属液与铸型之间的热交换条件角度出发,在铸型表面熏涂乙炔     

Al-Li-Mg-Si合金时效行为及力学性能的研究

研究了加入1. ７％ Ｌｉ对Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｉ合金的时效析出行为及拉伸性能的影响,用Ｌｉ－ｖ 模型阐述了Ｌｉ使Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｉ合金时效下行为发生转变的机制：Ｌｉ与空位优先结合,抑制了位错环的形成及Ｓｉ, Ｍｇ 原子的扩散和聚集,从而推迟和限制了Ｇ．Ｐ．区的形成,因此, Ａｌ－Ｌｉ－Ｍｇ－Ｓｉ合金中δ'相是主要强化相,Ｍｇ２Ｓｉ相只有经长时间的人工时效才能在基体中均匀析出。探讨了形变时效对Ａｌ－Ｌｉ－Ｍｇ－Ｓｉ合金组织和性能的影响,结果表明,时效前的预变形显著提高了Ａｌ－Ｌｉ－Ｍｇ－Ｓｉ合金的时效硬化速率和峰值强度,同样变形６０％ 的Ａｌ－Ｌｉ－Ｍｇ－Ｓｉ合金与不含Ｌｉ的合金相比,具有相近的强度和延伸率,但前者具有较低的密度和较高的弹性模量,因此,Ａｌ－Ｌｉ－Ｍｇ－Ｓｉ合金表现出良好的应用前景。     

超高温NiAl合金锥形薄壳件制备成形一体化新工艺

针对NiAl合金板坯制备及板坯成形锥形薄壳件存在的材料流动及组织性能控制困难的问题,提出了一种制备成形一体化新工艺。该工艺是将塑性成形和反应合成在同一工步中,即先将Ni/Al叠层箔置于模具中进行塑性成形,随后对成形的Ni/Al叠层箔原位加热加压反应合成NiAl合金薄壳件。采用三维扫描仪及Geomagic Studio/Qualify对锥形薄壳件的形状精度进行了分析,采用扫描电子显微镜( Scanning Electron Microscope, SEM )和电子背散射衍射( Electron Backscatter Diffraction, EBSD )技术对其微观组织进行了表征,并对构件的高温力学性能进行了测试。结果表明,采用该新工艺制备的锥形薄壳件成形效果良好,整体型面偏差尺寸在±0.1 mm以内;构件沿轴截面壁厚平均偏差为0.012 mm,沿横截面壁厚平均偏差为0.072 mm,构件轴截面壁厚分布均匀性及组织成分均匀性高于横截面。构件高温力学性能稳定,1000 °C时平均屈服强度为77.8 MPa,平均抗拉强度为82.6 MPa。NiAl合金构件的微观晶粒形貌与Ni箔的初始热处理状态及Ni/Al箔的初始厚度有关,未退火的Ni箔将延缓粗晶区晶粒的长大,减小初始箔材厚度可实现晶粒的进一步细化。     

Al—7%Si合金综合处理及其力学性能的研究

在有效的熔体处理基础上，对Al-Si合金进行适当的微合金化处理，可明显提高Al-Si合金的力学性能，本文通过对Al-7%Si合金精炼，细化，变质处理后，加入Mg,Zr ,V等元素，使合金力学性能大幅度提高。     

激光3D打印铁基块体非晶复合材料

Fe基非晶合金因强度高、硬度高、软磁性能优异等优势,得到人们极大关注。然而,目前实验室和工业领域利用铜模铸造法所能制备的Fe基非晶合金尺寸仍然较小,这严重制约了Fe基非晶合金作为结构材料在工业领域的实际应用。激光3D打印技术的出现为解决上述问题提供了难得的契机。然而,目前国内外的研究中,利用激光3D打印技术制备Fe基非晶合金存在较为严重的裂纹,所以无法利用该技术成型大尺寸的样品。在Fe基非晶合金中引入塑性较好的第二相来吸收热应力,防止在激光3D打印过程中发生开裂,能成功打印出大尺寸的Fe基非晶合金复合材料。通过上述方法成型的大尺寸Fe基非晶合金复合材料,宏观上没有裂纹发生且成型性良好,但微观上仍在局域发现微小裂纹。由于Cu将Fe基非晶合金包裹在中间,所以这些局域的微裂纹没有扩展,也没有贯穿整个材料,打印的Fe基非晶合金复合材料成型性没有受到较大影响。     

铝合金薄壁铸件压力结晶及性能的研究

 提高铝合金铸件致密性的一种有效工艺是压力下结晶,即铸件在结晶凝固期间,使之处于大于大气压力的环境中,迫使液体金属在枝晶间流动来补充显微缩孔和缩松。一般认为这项工艺只适用于较厚大的铸件,对薄壁铸件因凝固过快而无效。航天、航空工程中许多铝合金铸件的断面为薄壁或超薄铸,对铸件内部组织的致密性有一定要求。     

铸造铝合金波导用可溶性石膏型芯材料

根据铸造铝合金波导成形的基本特征,提出了采用硫酸镁和金属盐B作为可溶性石膏型芯材料的添加剂,研究了添加剂加入量、工艺因素对石膏混合料的影响。指出:硫酸镁可提高高温强度;金属盐B可提高室温干强度;采用烧结方法有利于提高型芯的性能。采用ZS—1可溶性石膏型芯,可铸出内腔尺寸精度和电气性能很高及高等级表面粗糙度的铝合金波导。     

低温复杂结构件特种成形工艺

研究了等离子旋转电极制备低温钛合金球形粉末的特性,采用热等静压成形工艺,制备低温钛合金粉末冶金材料,并对比分析了组织与性能.以低碳钢为材质,加工装配专用芯模,开展粉末冶金TA7 ELI钛合金构件净成形技术研究,实现了大尺寸、薄壁、半封闭式火箭发动机低温转子高性能、高可靠性的整体净成形.结果表明:等离子旋转电极制备的低温钛合金球形粉末,具有非常高的球形度和振实密度,粒径分布可依据需求控制在一定范围内,非金属夹杂含量每千克不超过20个;粉末冶金低温钛合金材料性能全面达到同批次锻件性能水平,微观组织呈等轴状;粉末冶金低温钛合金氢泵叶轮已通过了发动机型号低温全程试车考核.     

飞机吊舱雷达天线罩的研制

通过对树脂传递模塑 (RTM )用 45 0 3A双马来酰亚胺 (BMI)树脂的改性 ,筛选出一种新型改性BMI天线罩用树脂 ,既保持了原树脂的介电性能 ,又满足了手糊玻璃钢成型工艺的要求。用它成功地研制出飞机吊舱雷达天线罩 ,达到了技术性能指标 ,并介绍了它的成型工艺方法和模具设计     

电场均匀化对 2091Al-Li 合金的显微组织及力学性能的影响

 应用扫描电镜（SEM）及电子探针（EPMA）研究了强电场作用下Al-Li合金的均匀化过程。实验结果表明，强电场加速了2091Al-Li合金的均匀化过程，但是随着电场作用时间的增加，发生了镁、铜原子的上坡扩散，导致镁、铜原子的非平衡偏聚。因此，电场及非电场的联合处理方法是一个有效的均匀化处理制度。同时，还研究了强电场均匀化对显微组织及力学性能的影响，发现强电场均匀化促进T1相的形核，抑制δ‘和S’相析出，提高了Al-Li合金的屈强比。     

Sc和Zr复合微合金化在Al—Mg合金中的存在形式与作用

研究了微量Sc和Zr复合合金化对Al Mg合金显微组织与拉伸性能的影响。结果表明 :Sc和Zr复合微合金化可显著提高Al Mg合金的强度。Al Mg Sc Zr合金凝固过程中形成的初生Al3 (Sc ,Zr)复合粒子具有极强的晶粒细化作用 ,次生Al3 (Sc,Zr)质点与Al Mg Sc合金中次生Al3 Sc质点相比析出密度大大增加、分布更加均匀弥散、抑制再结晶的能力更为强烈。Sc和Zr复合微合金化大大促进了微量Sc在Al Mg合金中的强化作用。由于Zr的价格比Sc便宜很多 ,采用Sc和Zr复合微合金化可减少铝合金中Sc的加入量 ,从而降低合金的成本。