固液混合铸造的研究

采用作者自行发明的固液混合铸造技术制备了高硅铝合金和耐热铝合金。该工艺所制备的各种铝合金晶粒微细 ,合金力学性能明显优于传统铸造和半固态铸造合金 ,并且解决了高合金化铸件难以热加工的问题 ,使得很多新合金得以实际应用。固液混合铸造技术具有工艺简单、生产成本低廉、能成形复杂形状件和大件等优点 ,具有一定的工业应用前景     

AlSi7MgBe合金半固态坯料制备及其触变成形

采用近液相线半连续铸造技术制备AlSi7MgBe合金半固态坯料,研究制坯工艺以及二次加热温度和保温时间对半固态浆料微观组织的影响,通过组织与性能分析对AlSi7MgBe合金的半固态触变成形性进行了研究.研究结果表明,AlSi7MgBe合金采用近液相线半连续铸造,坯料具有均匀、细小的蔷薇状组织.当二次加热温度为595℃,保温15 min时,能够得到适合于进行半固态触变成形的球化组织.对近液相线半连续铸造AlSi7MgBe合金坯料进行半固态触变成形,可以获得轮廓清晰、组织致密的成形件,成形件的组织与性能得到改善,与液态模锻工艺相比,硬度提高20%.     

等离子熔积直接成形高温合金件组织结构研究

采用多种分析工具对等离子熔积直接成形高温合金件的微观组织和相组成进行了深入研究.光学显微镜和扫描电镜结果显示等离子熔积直接成形高温合金工艺具有快速凝固特性,其微观组织比真空铸造件细小且致密,熔积层无分层、气孔、夹杂等缺陷;电子探针测试表明熔积层成分比真空铸造件明显均匀、偏析小;利用X射线衍射分析了高温合金件在真空铸造和熔积前后的物相,结果表明,合金的主要强化相均为γ/γ＇,熔积层残余应力较真空铸造件大.等离子熔积直接成形组织结构能够满足高温合金零件的要求,优于现有的真空铸造工艺,具有良好的实用价值.     

外场作用下ZL201合金近液相线铸造与触变成形

采用电子显微镜、图像分析仪、维氏硬度计及电子拉伸机,研究了ZL201合金近液相线电磁铸造(NLEMC)的铸态显微组织,进行了触变成形实验,测试了成形件的力学性能.结果表明,NLEMC半固态合金坯料的组织为细小、均匀的等轴晶组织,其晶粒平均等积圆直径为68.8μm;触变成形件的维氏硬度及抗拉强度分别为116.2 HV和308 MPa,均优于电磁铸造和近液相线铸造的合金组织与触变成形件的性能;讨论了NLEMC晶粒细化的机理.     

半固态ZL116合金挤压成形与显微组织

采用电子显微镜、卧式挤压机及电子拉伸机,研究了ZL116合金近液相线铸造的铸态显微组织,进行了触变挤压成形实验,测试了成形件的力学性能.结果表明:用近液相线半连续铸造法可以制备出具有蔷薇状组织的ZL116合金半固态坯料,当在575℃进行二次加热时,有大量细小、分布均匀的硅颗粒出现,有利于合金的半固态成形;利用800 T卧式挤压机,触变挤压飞机用的合金支架,热处理后抗拉强度Rm值达320 MPa,断后伸长率A达到11.4%.     

带凸缘深锥形薄壁回转件旋压成形工艺分析

带凸缘深锥形薄壁回转件作为航空发动机钣金机匣类零件的一种,通常由锥形件和凸缘环2部分焊接组成,具有材料难成形、易破裂等特点。针对焊接易导致零件产生变形降低加工精度的难题,提出了多工步整体热旋成形零件方法。基于Simufact.forming软件,对高温合金GH3030进行4道次的热旋成形仿真,分析了应力应变场变化,发现零件锥形部分应力应变分布均匀,而凸缘环与锥形件过渡部分应力应变较大;芯模分段不同转速保持恒定线速度的成形方法可确保深锥形件的壁厚均匀性。分析结果表明,该多工步整体热旋成形工艺可行,为带凸缘深锥形薄壁回转件的旋压成形提供了理论基础。     

基于非占位涂料技术的砂型铸造精确成形技术

介绍了铸造技术的现状，提出利用快速成型技术和非占位涂料技术可提高砂型铸造的精密度，实现精确成形，并结合砂型铸造用制动鼓模样的制造实践，对这一技术的关键点进行了分析，与普通砂型铸造相比，指出了该技术的优势．     

AZ91D镁合金消失模铸造稀土改性研究

消失模铸造是一种近无余量、精确成形的新铸造技术,在镁合金零部件制造方面具有良好的应用前景。该文采用消失模铸造AZ91D合金,研究了Y对镁合金组织和性能的影响,并分析了Y对镁合金显微组织的细化机理和力学性能的强化机制。结果表明:微量Y的加入可显著细化合金基体组织,同时该元素的加入可使合金内形成方块状的Al6Mn6Y相和杆状的Al2Y相。当Y含量为1.5%时,合金综合力学性能最佳。此外,与常规AZ91D合金相比,含Y的AZ91D合金在固溶、时效后的合金硬度及抗拉强度明显升高,同时延缓合金时效过程,使得合金到达时效峰值所需时间有所延长。     

激光熔覆成形薄壁件离焦量和Z轴提升量选择方法

离焦量和Z轴提升量影响激光熔覆成形薄壁件的精度和效率,得到高精度薄壁件的关键是使Z轴提升量等于初始离焦量下的熔覆高度.为了解决高精度、高效率激光熔覆成形薄壁件问题,基于概率学构建了同轴送粉式激光熔覆系统的粉末分布密度模型,得到了不同负离焦量下熔覆高度计算公式并进行实验验证.提出了任意负离焦量和Z轴提升量下多层熔覆成形薄壁件高度的计算方法并进行实验验证.结果表明多层熔覆成形薄壁件高度的计算结果与实验结果基本一致,选择尽可能大并且能够形成自愈合作用的负离焦量,并使Z轴提升量等于该离焦量对应的熔覆高度计算值,可以得到成形效率高、精度高的薄壁件.     

薄壁陶瓷零件的挤出冷冻3D打印工艺

挤出冷冻3D打印工艺是一种适合于陶瓷零件的成型工艺.该工艺用于薄壁陶瓷零件成形时,由于这类零件空间结构支撑薄弱,在打印成型过程中极易发生变形,因此用ZrO_2膏体对薄壁陶瓷零件的挤出冷冻3D打印工艺进行了研究,探讨了薄壁中挤出体构成层数和薄壁倾斜角度对零件成形精度的影响.结果表明:同样的陶瓷零件,薄壁构成层数越多,零件的精度越高,可成形角度越大,但是成形效率大大降低.一般薄壁零件可采用二层挤出体的薄壁构成,在单挤出头无支撑的情况下可以在-20°～20°的倾斜角度精确成形.当零件要求更高的精度和倾斜角度更大的设计时,可以采用三层的薄壁构成.     

基于管材缩径工艺的薄壁件成形起皱失稳共性规律研究

空心薄壁件是高新技术工程领域越来越青睐的轻体结构件之一。而起皱失稳问题是薄壁件成形所面临的主要质量问题。因此,关于空心薄壁件成形过程中的塑性失稳起皱预测研究就显得尤为重要。本文基于薄壁件成形失稳起皱试验和理论研究现状,提出基于管材缩径成形研究薄壁件起皱失稳的共性规律。通过建立管材缩径起皱失稳时刻对应形貌的平衡微分方程,求解了缩径管材的临界失稳外压解析表达式。结合塑性成形理论分析了临界失稳主应变的分布特征,探讨了成形几何条件、材料参数等成形因素对零件成形抗皱性能的影响。结合工艺试验,证实了各参数的影响权重。通过本文的理论和试验分析最终确定:综合了材料强化系数和硬化指数影响的塑性切线模量对材料抗皱性的影响比重大于屈服应力对材料抗皱性的影响比重,对材料最终的起皱程度起主导作用。     

高锡青铜的挤压成形研究

本文分析了铸造青铜 ZQSn6-6-3合金制件的铸造组织,介绍了该合金挤压工艺试验的各种参数,并把挤压件的组织性能和铸造、液态模锻件的组织性能进行了对照比较。     

振动技术在金属材料铸造成形中的应用与发展

介绍了振动技术在铝、铜、铁等金属材料铸造成形中的应用研究现状,就振动类型和振动对铸造成形的机理作了阐述,分析了施加振动对金属铸造成形时金属内部组织改善、强度性能提高的原因,指出现有振动技术中存在的不足,介绍了多维振动铸造机的设计思路和研制进展情况。振动铸造实践证实,在金属材料的铸造成形工艺中施加多维振动能明显改善铸件的性能,提高铸造效率,多维振动铸造机的研制为今后多维振动技术的研究和应用提供参考。     

SCR成形Al-1.5Mg-0.3Sc合金线材的组织与性能

采用单辊搅拌冷却技术(SCR)制备Al-1.5Mg-0.3Sc(质量分数,%)合金线材,对比相同成分常规铸造工艺制备的合金,对SCR成形合金线材组织与性能进行了研究.结果表明:SCR成形Al-1.5Mg-0.3Sc合金的晶粒较常规铸造工艺制备合金的晶粒细小;常规铸造工艺制备的Al-1.5Mg-0.3Sc合金,金相试样腐蚀后,在合金晶界处出现黑色的、结构不规则的层片状、有弓形边界的Al3Sc沉淀物;SA合金线材520℃在线固溶、320℃时效3 h,抗拉强度为304 MPa,延伸率为18.9%,合金线材具有较高的强度和良好的塑性.     

工艺参数对半固态流变铸-锻6061合金成形性的影响

采用分析软件测定6061合金冷却曲线,用手工搅拌法制备半固态6061合金,制备不同温度下的水淬试样,测试了不同温度下的初生固相率。利用H1F100型伺服驱动压力机及杯型实验模具,进行半固态6061合金流变铸-锻成形,研究了合金温度、成形压力、上型温度、保持时间等工艺参数对半固态6061合金成形性的影响。结果表明:在一套模具内实现铸造和锻造是可行的,合金温度以及上型温度越高,制件的成形性越好。本实验条件下,当半固态合金温度为642~645℃、上型预热温度为200~300℃时,随着保持时间的增加,半固态6061合金铸-锻成形试样容易产生冷隔等铸造缺陷。     

基于快速成形技术的汽车覆盖件金属模具制造

为获得高质量的汽车覆盖件金属模具 ,提出了基于快速成形 (RP-Rapid Prototyping)技术的快速金属模具制造技术。分析了 RP技术的离散 /堆积成形原理 ,给出了采用RP技术制造非金属原型的工艺过程 ,介绍了基于并行处理技术的超大型 L OM-160 0快速成形系统。该系统采用非线性有限元对凝固过程中铸件的尺寸精度进行数值模拟 ,通过动态信息反馈优化原型尺寸 ,详细介绍了无焙烧陶瓷型精密铸造技术的工艺及机理。基于 RP技术的汽车覆盖件金属模具制造系统是一种全新的闭环控制模具设计与制造系统 ,经实际生产验证 ,取得良好的效果     

薄壁深杯形件多工艺复合旋压成形机理研究

针对传统的薄壁深杯形件成形流程长、效率低、质量控制难的问题,提出采用拉深-流动多工艺复合旋压方法实现此类零件的高效短流程精确制备。基于Abaqus有限元软件建立了SPHC热轧钢薄壁深杯形件拉深-流动多工艺复合旋压成形有限元模型,研究了深杯形件复合旋压成形时的应力应变分布及材料流动行为,揭示了复合旋压的成形机理,结合复合旋压成形试验,验证了有限元模拟的准确性。结果表明：采用多工艺复合旋压工艺可实现深杯形零件的单道次旋压成形,并可获得成形质量良好的薄壁深杯形零件。按照材料变形状况,多工艺复合旋压可分为拉深旋压阶段、流动旋压起始阶段和复合旋压稳定阶段;在流动旋压起始阶段最大等效应变随旋压的进行而急剧上升;在稳定旋压阶段最大等效应变出现在已成形区域,其变形状态为轴向与切向拉伸、径向压缩,而过渡区域为轴向拉伸、径向与切向压缩。流动旋压起始阶段,贴模区域材料向口部的轴向流动随着拉深旋压用与流动旋压用旋轮间的轴向错距量的增大而增大。在复合旋压稳定阶段,坯料与拉深旋压用旋轮接触的外侧区域受三向压应力,而内侧区域受到三向拉应力的作用,坯料与流动旋压用旋轮接触区域受三向压应力作用。为保证旋压成形质量,旋压...     

航空钣金薄壁结构件液压成型工艺研究

航空钣金件因其质轻、低成本等特点广泛应用于航空制造领域,其成型工艺主要包括橡皮囊成形、液压胀形、冲压成形等,钣金成形工艺一直是航空制造领域研究的热点。根据零件结构特征选择不同的钣金成形工艺。该文以液压成型的标准原理和技术特点为基础,根据复杂薄壁件结构特征,对复杂薄壁航空钣金件成形过程进行分析,得出可能出现褶皱及问题的地方,提供分析方法供读者借鉴。     

大块非晶合金热塑性成形的研究进展

介绍了大块非晶合金的特性及其应用,对大块非晶合金的热塑性成形原理、技术及其研究进展进行了详细的综述,并展望了大块非晶合金热塑性成形的发展趋势。     

压力成形轮形件的非均质现象

以A356铝合金车轮为例,研究低压铸造、铸旋和挤压铸造3种压力成形工艺下轮形件的组织和性能不均匀现象.结果表明:压力成形轮形件的非均质程度随着压力的提高而减轻,但是非均质的分布随着压力所用方式和压力的高低而变得更加复杂,加压铸造轮形件的晶粒度和力学性能沿径向和纵向都表现出非单调的变化规律;加压成形条件下,显微组织的细化机理包括冷速细化、压力细化和流变细化,细化效果随压力增大而增大;在挤压铸造、铸旋和低压铸造3种工艺中,挤压铸造轮形件的组织和力学性能均匀性最好,低压铸造最差.