大尺寸多层喷射沉积6066Al/SiC_p/Gr复合材料管坯的制备

采用多层喷射沉积技术与双喷嘴雾化系统制备了外径为 6 5 0mm ,内径为 30 0mm ,长为 80 0mm的大尺寸6 0 6 6Al/SiCp/Gr颗粒增强复合材料管坯 ,并成功挤压外径为 35 0mm ,内径为 2 5 0mm的管材 .在大尺寸管坯制备工艺中 ,喷射距离较短 ,金属液流率较大 ,以保证喷射流具有较高液相比例 ,与固相沉积坯表面结合良好 ,避免层间开裂 .与传统喷射沉积工艺相比 ,多层喷射沉积复合材料坯冷速较高 ,但致密度稍低 ,平均致密度约为 (88± 3) % .采用双环复合雾化器结构以粉包液的方式在雾化前加入增强颗粒 ,操作简单 ,影响工艺因素少 ,能实现增强颗粒的均匀连续加入 ,适用于大尺寸喷射沉积复合材料的连续制备 .分析了多层喷射沉积大型管坯制备工艺中有待解决的一些问题 ,为工业化制备大尺寸喷射沉积复合材料奠定了实验基础     

高性能耐热铝合金管材的制备及性能

通过多层喷射沉积方法制备了300mm／150mm×500mm(外径／内径×长)耐热铝合金管坯,并对管坯的显微结构及不同加工状态材料性能进行了检测和分析．管坯显微结构细小均匀,除Al12(Fe,V)3Si外,无其它相析出．管坯经过挤压后,密度由85．9％提高到99．8％;室温强度由210MPa提高到456MPa;高温强度由111MPa提高到181MPa．挤压管旋压后,室温强度略有降低,高温强度无差别．旋压管径425℃,3h退火后,室温强度下降约5％,高温强度差别不大．实验结果表明,多层喷射沉积耐热铝合金管坯具有良好的加工性,该技术适合于制备耐热铝合金材料．     

多层喷射沉积的传热凝固规律研究

在传统的喷射沉积工艺理论研究的基础上,研究了多层喷射沉积工艺中雾化与沉积阶段特有的传热凝固规律.由于多层喷射沉积的凝固特征为液相分数很高的雾化颗粒流在固态的沉积表面高速碰撞铺展成薄层,粘结和急冷凝固有机结合,使得多层喷射沉积坯的冷却速度不仅远大于传统喷射沉积坯的冷却速度,而且大于气体雾化粉末颗粒的冷速.文章采用GrantP.S理论对多层喷射沉积坯进行了热流分析.根据公式进行传热计算,得出了多层喷射沉积坯的冷却速度为1.3×104～1.2×106K/s.另外,根据铝合金沉积坯二次枝晶臂间距与冷却速度关系,得出枝晶臂间距为0.6μm,对应冷却速度为5×105K/s.同时坯料的显微组织特征支持了传热计算结果.     

多层喷射沉积制备Al-Fe-V-Si合金管坯

为开发制备高性能Al Fe V Si耐热铝合金的新型工艺 ,研究了用多层喷射沉积制备该合金管坯的规律 ,探讨了熔体温度、雾化气压、喷射高度等工艺参数对管坯组织结构的影响 .研究结果表明 ,通过工艺优化可以制备性能优异的耐热铝合金管坯 .挤压加工后的性能为 :在 2 5℃ ,σb =44 9MPa ,δ =7.6 % ;在 35 0℃ ,σb =1 85MPa ,δ =6 .0 % .这与用粉末冶金方法制备的相近 ,且明显高于用传统喷射沉积工艺制备的该材料性能 .     

多层喷射沉积制备耐热铝合金管坯热流分析(Ⅱ) --沉积过程热流分析

通过建立沉积阶段热流分析模型，对多层喷射沉积制备耐热铝合金管坯过程中喷射流沉积后的凝固和冷却进行了分析．喷射流沉积后与基体／沉积坯的传导热交换占热输出率的90％以上，在沉积过程中，沉积面的温度变化呈周期性的升降．计算结果表明，多层喷射沉积采用移动坩埚式扫描方式，延长了喷射流沉积时间间隔，喷射流沉积后可以获得10^3K／s以上的冷却速度。     

基于GA-BP神经网络的喷射成形锭坯形貌调控技术

随着现代技术的发展，在汽车和航空航天等领域都在追求材料的轻量化，而材料的高强度高韧性是轻量化的基础。7000系铝合金（Al-Zn-Mg-Cu系铝合金）具有高强度、高硬度、良好的耐腐蚀性能等优点，其中7055铝合金是所有铝合金中强度最高的。喷射成形工艺是7055铝合金常用的制备方法。铝合金锭坯在沉积过程中的稳定生长是喷射成形工艺制备形貌一致、沉积质量均匀的大规格锭坯的基础。受喷射成形过程中众多工艺参数变化的影响，现有的理论模型难以满足实际生产过程中质量控制要求。文中通过所采集的喷射成形过程工艺历史数据与锭坯沉积表面直径的相关性分析，结合BP神经网络与遗传算法，构建锭坯直径的GA-BP神经网络预测模型及生长速度调控模型；根据工艺参数的实时波动，计算直径变化量，作为输入层导入经过训练的速度调节神经网络模型，对沉积基底的升降速度进行优化调控，使得锭坯沉积生长形貌均匀稳定。最后采用该方法对锭坯沉积生长速度调控工艺进行实验分析。结果表明，通过该工艺参数优化方法制备的大规格锭坯直径尺寸偏差在5%以内，验证了生长速度调节的可行性。     

雾化器对喷射成型的影响

喷射沉积工艺作为一种新兴的快速凝固技术,已经被广泛应用于研究和开发各种高性能的快速凝固材料,近年来发展非常迅速。通过对喷射沉积工艺参数的分析和调整,着重研究了喷射成型过程中,雾化器摆动,以及沉积器旋转速度对制备圆锭的成型性的影响。结果发现,改变雾化器摆动角度(θ≠0),可以改变沉积坯的几何形状。要获得较好的盘、柱状沉积坯,雾化器摆动起始位置一定要在水平位置。在雾化器摆动的条件下,改变沉积器抽拉速度V()可以有效改善沉积坯的几何形状。     

非树枝晶铝合金材料研究

通过研究 ,阐明了获得理想非树晶铝合金组织的关键是冷却速度和搅拌强度的良好匹配 ,采用电磁搅拌 水平半连续铸造方法制备非树枝晶铝合金 ,研究了浇注温度 (中间包温度 )、拉坯速度、冷却速度、电磁搅拌强度等工艺条件对非树枝晶组织的影响 ,以及热处理前后合金组织、性能的变化 ,制备出尺寸为 Φ80 mm×30 0 0 mm的半固态铝合金连铸坯 ,其性能为 σb=31 5.0 2 MPa,δ=1 6.43% .通过对纳米晶在过热熔体中行为的研究 ,创造性地将 Al- Si纳米晶作促变形核剂制备非树枝晶铝合金 .结果表明 ,该法具有操作简便、工艺设备简单等特点 ,是一条全…     

坩埚移动式喷射共沉积制取铝基复合材料的技术

提出了坩埚移动式喷射共沉积制备铝基SiC颗粒增强复合材料的装置和方法,并与传统的喷射共沉积装置进行了比较.在SiC颗粒增强相加入方法中,新工艺采用了双环缝复合雾化器和螺杆给料负压引流输送装置,解决了大尺寸、高SiC体积百分比复合材料坯制备技术问题.通过上述装置已经制备出Φ800×1000mm,SiC含量为20wt%,重达1t的铝基复合材料.经后续挤压、锻造加工,制备出了性能优异的6000Al/SiCp,FV0812Al/SiCp,7075Al/SiCp的大尺寸复合材料.讨论了喷射共沉积过程中金属液体对SiC颗粒的捕获机理、喷射共沉积过程中的传热与凝固特征,分析了SiC颗粒的加入对金属液粒凝固的影响.     

可编程控制器在多层喷射沉积制备管坯工艺中的应用

多层喷射沉积是一种新型的喷射沉积工艺 .对制备大厚壁管有着其优越性 ,但存在着开头难以保证的缺点 .作者分析了开头难以保证所形成的原因 .介绍了QA2 2 1 2系列可编程控制器在解决多层喷射沉积管坯形状问题中的应用 ,可更加有效地控制管坯的形状     

水平连铸钢坯凝固过程的计算机仿真

在介绍水平连铸机基本结构和工作原理的基础上分析了水平连铸钢坯凝固过程的传热特点,依据传热定律建立了描述水平连铸钢坯凝固过程的数学模型,并对其进行了仿真计算,得到了实际相吻合的结果。     

合金钢连铸坯动态凝固过程数值模拟

针对合金钢连铸坯凝固过程中存在的疏松、偏析、裂纹等问题,以现场实际连铸机为研究对象,依据200mm×200mm合金钢的连铸工艺,建立了铸坯凝固传热数学模型,确定了边界条件,初始条件,不同冷却段的表面热流,以及所研究钢种的物性参数·特别是通过把坐标系建在连铸坯之上,解决了计算整个铸坯纵断面上在不同过热度、不同拉速、不同时间、不同位置上动态凝固过程的温度场问题·模拟计算结果与实际铸机上的测试结果吻合较好,从而为调整连铸工艺参数,确定连铸坯末端电磁搅拌器安装位置及电磁参数,提高连铸坯质量找到依据·     

雾化喷射沉积成形中沉积体内的凝固过程（Ⅱ）——Al—Cu合金的计算

根据已知的喷射沉积成形沉积体内的凝固模型，地典型的Ａｌ－Ｃｕ合金进行了计算分析，结果表明，工艺参数和材料的热物性对沉积体内的凝固过程有明显影响，在沉积质力学条件（沉积前雾化锥的热力学状态）相同的情况下，沉积表面的温度随工艺参数和热物性发生显著变化。     

37Mn5连铸圆坯凝固过程数学模拟

为控制油井管用连铸圆坯质量,基于薄片移动法建立了连铸圆坯凝固传热数学模型,并应用ProCAST软件对37Mn5钢Φ150mm连铸圆坯凝固过程进行了数学模拟,铸坯表面温度模型预测结果与工业试验测温结果相一致.模拟结果表明,在过热度为(20±5)℃,拉速为2.5m.min-1条件下,可以控制结晶器出口坯壳厚度、铸坯液芯长度和铸坯表面温度在合适的范围内,有利于防止铸坯表面裂纹和内部裂纹等缺陷的产生和保证浇铸安全,并实现较高的生产率.     

喷射成形技术的发展概况及展望

喷射成形工艺流程短、成本低、沉积效率高、制造系统灵活柔性,是一种极富有发展前景的近终形成形快速凝固技术.介绍了喷射成形技术的发展历程;叙述了喷射成形在铝合金、钢铁材料、镁合金、铜合金、高温合金、金属基复合材料的研究与应用情况;阐述了多层喷射成形技术和原位反应雾化喷射沉积成形技术,对喷射成形技术进行了评价和展望.     

电磁铸造对金基合金微观组织和溶质分布的影响

为了更好地提高金基合金镀膜产品的性能,分别采用电磁铸造和传统模铸工艺制备了真空溅射靶材用Au-Cu系多元金基合金,研究了电磁场对该金基合金显微组织和各溶质元素分布的影响.结果表明:和传统模铸相比,采用电磁铸造技术制备的金基合金其凝固组织的枝晶化程度明显降低,各溶质元素的偏析程度也在很大程度上得到了抑制,并对在电磁场作用下金基合金凝固组织的细化机理和溶质元素的分布规律进行了探讨.     

多层喷射沉积过共晶Al-Si-Cu-Mg合金的微观组织及力学性能

多层喷射沉积技术具有冷速快、工艺简单、氧化程度低、制备的材料组织细小且分布均匀等特点．而使高硅铝合金充分发挥实用价值的关键是细化初晶硅．作者用多层喷射沉积技术制备了过共晶Al-Si-Cu-Mg合金,并与传统的铸态冶金制备的相同化学成分的合金进行了比较．对合金的沉积坯、热挤压处理后的微观组织进行了观察与分析．结果表明,多层喷射沉积合金的初晶硅大小只有25μm左右．并对合金的拉伸性能、扫描断口进行了测试与观察,提出了合金的强化与断裂机制．