科技成果简介

该项技术是国外工业发达国家近年来的一项新科研成果。它是把普通石膏铸造和熔模精密铸造结合起来,用石膏型代替熔模的陶瓷型壳。铝合金采用大气熔炼,真空浇注,压力下结晶,从而得到了     

改善石膏型铝铸件表面质量的途径

论述了石膏型铝合金铸件最常见的表面铸造缺陷的产生原因及防止方法。采用添加剂对石膏浆料进行改性和制定合理的石膏型制作工艺，提高石膏铸型的综合性能，有效地改善石膏型铝合金铸件的表面质量。     

基于RT技术的石膏型快速金属模具的研制

阐述了将RP原型技术与石膏型精密铸造相结合制造石膏型快速金属模具的可行性,介绍了石膏型快速制模和浇注的工艺过程及其关键技术.     

铝合金熔模石膏型精密铸造工艺及发展

本文综述了铝合金熔模石膏型精密铸造的发展,对熔模石膏型用石膏混合料及其制备工艺进行了较详细的叙述,为发展我国熔模石膏型精密铸造提供了一条途径。 熔模石膏型铸造薄壁复杂的铝合金铸件近几年来引起国内铸造界的重视。虽然这种技术国外四十年代已经得到发展,但今天在电子、航空等部门中生产高精度和良好表面光洁度的复杂薄壁铝合金铸件方面具有引人注目的地位。 熔模石膏型,它是把普遍熔模铸造法的熔模和普通石膏型法利用石膏作为铸型材料结合在一起,所得铸件既有普通熔模铸造那样的复杂性,又有普通石膏型铸造的那种表面光洁度和壁薄程度。但在型材、具体制备工艺、浇注方式等方面又具有其独特性。     

基于RT技术的石膏型快速金属模具的研制

阐述了将RP原型技术与石膏型精密铸造相结合制造石膏型快速金属模具的可行性,介绍了石膏型快速制模和浇注的工艺过程及其关键技术.     

熔模石膏型材料及其性能的研究

本文根据目前我国石膏生产状况和耐火材料资源,对以β半水石膏为粘结剂,石英粉、铝矾土、滑石粉和石棉粉为主要填料的熔模石膏型混合料配比及其性能进行了研究,并生产出一批高精度的薄壁(0.7mm)铝合金铸件,光洁度可达(?)5～(?)6,尺寸公差可控制在±0.05mm。     

8毫米波导弯头的石膏型精铸技术

重点论述了８ 毫米波导弯头石膏型熔模铸造工艺过程中可溶型芯、蜡料、石膏及其混合料的性能对铸件质量的影响， 并给出了最佳的材料成分配比及有关的工艺参数。     

真空搅拌石膏浆料及灌制铸型对铸件表面凸出物的消除

本文就真空下搅拌石膏浆料及灌制石膏型时,真空度对浆料中气体含量的减少以及浆料对蜡模的包覆充填作用进行了研究,并提出了合理的真空度工艺参数。按此参数控制所制得的石膏型浇铸出的铸件表面光洁度好。 在大气环境中搅拌石膏浆料、灌制石膏铸型,由于浆料中存在大量气体以及蜡模凹槽,拐角等处气体对浆料充填的反作用,使得铸件表面往往存在突出物,如“铝豆”、“结疤”(如图6、7)。消除这种缺陷的措施一是在大气环境下灌制石膏型时边浇灌石膏浆料边拿着直浇道蜡棒上下运动。但这种方法对小铸件有效,对比较大的铸件却无能为力。另一方法是在真空下搅拌石膏浆料、灌制铸型〔1〕。那么搅拌浆料和灌制铸型时真空度多高为好?对铸件表面缺陷消除的有效性如何?所见文献中均未给出,这正是本文所要解决的问题。     

双组元离心式喷注器10 N发动机偏工况试验

根据国内外同类发动机研制经验,双组元10 N发动机在入口压力为0.8~2.2 MPa范围内,入口压力偏差会使发动机真空比冲、燃气温度等性能产生较大变化。为了获得双组元离心式喷注器10 N发动机在落压推进系统要求的入口压力范围内性能,通过采用小流量喷雾试验台和42 km高模试验台,对偏工况条件下的冷态性能及热试性能进行试验研究。试验结果表明:该发动机额定入口压力1.58 MPa时真空比冲为2881 N·s/kg;当入口压力在0.6~2.5 MPa变化时,对应真空推力从4.7 N增加到14 N,落压比为3;入口压力0.6 MPa时真空比冲为2600 N·s/kg,入口压力2.5 MPa时真空比冲为2956 N·s/kg;入口压力在0.6~2.5 MPa试验范围内,发动机燃烧室壁温均低于材料许用温度,表明发动机热设计优良,可满足双组元落压推进系统对姿控发动机的性能需求。     

低压铸造的模糊控制

提出了用于低压铸造的 Fuzzy- PI冲型压力控制系统 ,二维模糊控制器的输入为冲型压力误差和误差变化率 ,输出为驱动执行机构的电压量。 PI作用的引入提高了系统的响应速度和静态精度。     

充气条件下陀螺马达的温升特性研究

空间惯性部件常采用充气转子结构,充气压力的大小将直接影响转子结构的气动阻力矩和传热特性,进而影响整个部件的功耗和散热条件。以典型的充气转子系统—一种液浮陀螺仪的陀螺马达为对象,测定了其在从真空到一个大气压条件范围内不同充气压力下工作时特定位置的温升。针对同样对象和条件,采用商用ANSYS-CFX软件进行了流-热耦合分析数值仿真。实测和仿真结果一致地显示出:温升随充气压力增大而减小,且与真空条件相比,充入1个大气压空气将使温升下降约6℃。     

石膏型的干燥焙烧过程

本文对石膏型干燥机理进行了阐述,并采用称量法对熔模石膏型的干燥法、温度分布及干燥过程中温度变化进行了测试,提出了石膏型低温干燥,高温焙烧的工艺方案。     

甲烷/氧气双组元微型推力室的实验研究

为研究微小推力室的工作特点,建立了双组元微小推力室的地面实验装置和数据采集系统。在内径为4mm,喉部直径为0.4mm的微小推力室内,采用氧气和甲烷气体作为推进剂进行了点火热试车,实时测量燃烧室压力和壁面的温度分布。实验结果表明,在富燃工况下,随着混合比的升高,燃烧温度和燃烧室压力逐渐升高;当混合比一定时,随着总流量的增加,燃烧室压力增加,微小推力室的推力和比冲也在升高。微小推力室的真空推力达到120mN,真空比冲达到了240s。     

200-1000km轨道极高真空分子屏尾区压力的数值计算

计算了在200～1000 km 低轨道自由飞行的平板型分子屏后实验区的压力分布。计算中考虑了分子屏和翼材料出气对实验区压力的影响。结果表明:分子屏提供了非常好的极高真空环境。但轨道高度从200 km 升高到1000 km 时,压力降低不大。     

超音速环形蒸汽引射器启动特性试验研究

为考察超音速环形蒸汽引射器启动特性,在地面试验台上,对采用不同蒸汽喷嘴的超音速环形蒸汽引射器模型启动关机过程中参数动态变化趋势进行了试验研究。试验结果表明:随着蒸汽喷嘴扩张角(0～20°)的增加,真空舱内极限真空压力增加,环引最小启动压力变化不明显,且关机段最小失稳压力低于启动段最小启动压力。     

变推力发动机高模试验真空压力测量技术研究

变推力发动机高空模拟试验中真空压力是关键参数,对于76 km高空环境试验系统,真空压力测量的准确性是判断发动机能否点火的重要依据。重点介绍了真空压力测量技术在承担76 km高空环境试验中的应用,研究了试验环境下高真空计的分段测量,以及真空计的安装工艺、测量工艺和现场校准技术,实现了76 km真空压力的准确测量。     

宽量程真空规校准装置的性能研究

文章研制了一种新的真空规校准装置,复合采用了动态比对法、静态比对法和静态膨胀法,满足了拓宽量程的需求。该装置可以对量程在1×105～5×10-4 Pa范围内的各类真空规进行校准,具有结构简单、操作方便、检定效率高、实用性强的特点,尤其适用于大量常规校准。装置本底压力、压力稳定度、静态膨胀容积比等主要技术指标符合国际标准化组织和国内有关真空标准的规定。     

环形引射器两相流动数值模拟

蒸汽引射器是上面级火箭发动机进行高空模拟试验时获得真空的重要设备。采用数值模拟方法,通过Fluent对氢氧火箭发动机高空模拟试验用环形蒸汽引射器内部流场进行了研究,分析水蒸气两相流动及不同的入口工况和结构尺寸对极限真空压力的影响。考虑水蒸气的两相流动,在数值模拟中加入了水蒸气的凝结相变模型,并通过试验数据开展了模型验证,验证结果为:加入相变模型后极限真空压力降低,仿真结果更接近试验数据。在此基础上,研究了喷嘴入口工况和引射器结构尺寸对极限真空压力的影响,仿真结果表明:在引射器能够启动的条件下,降低蒸汽入口总压或提高入口总温,减小喷嘴出口壁厚或增大混合室直径,均能降低引射器的极限真空压力。因此,若想提高引射器真空度,可以通过改变入口工况或调整引射器结构尺寸来实现。     

火箭发动机高空模拟用无二次流引射器的实验研究

为确定真空舱——扩压器装置内喷管出口位置对起动压力比和舱压比的影响,进行了无诱导流的引射器的特性试验。用锥型和特性两种喷管,将一个不变直径扩压器与几种第二喉道扩压器组合成型面不同的引射器,研究了这些组合下喷管出口面位于扩压器区域及位于真空舱区域内的两种情况。用 Korst 流动模型,作了简单的分析,近似地解释了所观察到的这种真空舱压变化与喷管出口位置之间的相互关系。结果表明;当锥型喷管和扩压器相对位置合适时,引射器起动压力此和分离压力比的实验值与用 German 等人的方法得到的计算值基本一致。     

石膏型熔模铸造主要设备的研制

系统介绍了石膏型熔模铸造主要设备的技术规格、设备示意图、结构特点和各项设备在石膏型熔模铸造中的作用等内容。设备先进、实用、方便。解决了微波器件和结构件的铸造。提高了产品的质量，扩大了石膏型熔模铸造生产能力、满足了工艺要求。