Gel Casting of 316L Stainless Steel Powder Through Mold DIS Process

This paper presents the gel casting of metal powder by agar gelation through mold decomposed injection sculpture (DIS) process: verifying the feasibility and improving the processing parameters to prepare stable metal slurry and strong green body. The optimal processing parameters were achieved after investigating the effects of these parameters such as temperature, agar content, dispersant concentration, and solid volume loading. The rheological behavior of metal slurry and the character of formed green body were also investigated. The mixture and dispersion mechanism of metal slurry as well as the consolidation forming and sintering technology of green body were studied based on analysis of experimental results. The results show that the optimal pH range is 8.5–9.5 with the grain size distribution of 2–30 μm and 55% solid suspension, which can be prepared by adding proper dispersant (Polyvinyl Alcohol). The agar and dispersant content has great effect on the properties of slurry. When 1.0 wt.% dispersant and 0.7 wt.% agar content (referred to dry solid) are adopted, stable metal slurry with viscosity less than 1 Pa · s and green body with bending strength of 2.7 MPa are obtained. The sintered bodies with uniform structure, relative density of 90%, and yield strength of 150 MPa are prepared at 1300°C/30min in vacuum. This process can be applied in rapid prototyping of complex shape metal products such as rotor blades.     

Numerical simulation on the rheo-diecasting of the semi-solid A356 aluminum alloy

The effect of injection pressure, piston velocity, and the forming temperature of semisolid slurry on the filling behavior of the semi-solid A356 aluminum alloy was investigated by simulation methods. The simulation results show that these processing parameters have an important effect on the filling behavior of the semi-solid A356 aluminum alloy. The slurry flows steadily in the cavity when the injection pressure, the piston velocity, and the forming temperature are low, but it is prone to turbulent flow when the injection pressure, the piston velocity, and the forming temperature are much higher. Therefore it is necessary to determine the appropriate processing parameters to get a steady flow of the slurry in the cavity.     

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%.     

机械产品的绿色化途径分析

分析了机械产品的绿色化重要性,以金属机械产品零件为例,在分析机械产品制造工艺系统对环境影响的基础上,分析了机械产品零件绿色制造工艺途径和绿色回收途径．提出了机械产品全生命周期具有生态的最大寿命,绿色途径的生态外延涉及经济、企业管理等领域,认为绿色途径的研究是可持续发展的重大课题．     

凝胶注模成型钛-生物玻璃多孔生物复合材料研究

采用凝胶注模成型工艺制备了钛-生物玻璃复合材料坯体,研究了pH值、分散剂、固相含量(钛和生物玻璃在料浆中的质量分数)等因素对料浆和复合材料坯体性能的影响,对坯体的力学性能进行了测试,借助扫描电镜分析了坯体的微观组织.试验结果表明,料浆的pH值应控制在8.5～9.5的范围内;聚丙烯酸铵的浓度为2vol%时,料浆的流动性最好;采用搅拌法制备的复相料浆固相含量达到50%,复合材料坯体的抗弯强度达到40MPa;由于生物玻璃的加入,使得多孔生物材料表面的生物活性提高.     

SLS间接法制造金属零件生坯强度研究

选择性激光烧结(SLS)间接制造金属零件过程中,生坯强度是一项重要指标.以正交试验为手段,研究了SLS工艺参数(激光功率、扫描速度、扫描间距和切片层厚)对生坯强度的影响.讨论了粉末材料自身物性对于生坯强度的影响.对于一些强度影响因素的作用定性地建立了模型.结果表明,SLS过程中粘结剂降解行为、热熔后粘结剂的流动性、生坯片层内和片层间粉末粘结一体化程度以及粉末材料的热物性和粉末组分的均匀程度与生坯强度直接相关,可以通过选择适宜的粘结剂材料和优化调节SLS工艺参数来提高生坯强度.     

Study on Semi-solid Rheocasting Forming for Magnesium Alloy by Mechanical Stirring

In this paper the effect of pouring temperature of magnesium melt, preheating temperature of the barrel of screw mixer and shear rate on the solidified microstructures of semi-solid slurry was investigated by mechanical stirring method. The appropriate processing parameters of slurry preparation were obtained. The mold filling for thin walled casting was examined. Results indicated that the solid volume fraction of non-dendritic structure increased with decrease in pouring temperature of magnesium melt and ...     

面向绿色制造的金属表面热处理工艺规划决策问题研究

在对金属表面热处理工艺的资源环境特性和加工时间、加工质量、加工成本、资源消耗、环境影响5个绿色制造目标特性分析的基础上，对面向绿色制造的表面热处理工艺中的决策问题进行了研究，并结合某工件表面热处理加工中的热处理设备选择问题进行了案例分析。     

钨极气体保护焊金属原型技术工艺

介绍了基于钨极气体保护焊(GTAW)的金属原型技术成型工艺及其实验系统组成,对GTAW成型过程进行分析,得到了与金属零件成型相关的焊接工艺参数,通过实验与数学建模得到了关键参数(焊接电流、焊接速度、送丝速度)与焊缝几何尺寸的关系,根据快速成型的特点及要求,优化了焊接工艺参数并进行了三维金属零件的堆积实验.结果表明:用该工艺参数制造的金属零件成型较好,表面均匀,能够满足金属原型制造的要求.     

凝胶注模成型ZTA坯体影响因素的研究

通过测量含不同种类和质量分数粉末浆料的粘度，坯体的密度和线性收缩率，研究了用凝胶注模成型的ZTA陶瓷坯体的影响因素。结果表明，复相悬浮体系统远比单相系统复杂得多。ZrO2和(2ZrO2 SiO2)质量分数增加都能够使浆料的粘度增大，原因是同一悬浮系统中不同粉体颗粒表面的双电层厚度不同。A12O3悬浮体系统和(2ZrO2 SiO2)可以部分相容，和纯ZrO2则相容性很差。固相质量分数和引发剂质量分数都会影响坯体的线性收缩率和密度。浆料的黏度在其中起了重要作用。     

凝胶注模成型固化过程及其影响因素——陶瓷浆料凝胶点测定及其影响因素的研究

凝胶注模成型工艺中 ,凝胶点是表征陶瓷浆料固化机理的重要参数 .在陶瓷浆料固化过程中 ,浆料温度开始升高的转折点被称为凝胶点 ,它是浆料开始固化的标志 .凝胶点决定了陶瓷浆料浇铸的可操作时间 ,因此它的测定与调控对于控制整个工艺有着极为重要的作用 .本文采用自行设计的实验装置测定了氧化铝陶瓷浆料的凝胶点 ,并研究了不同工艺条件对凝胶点的影响机理     

基于有限体积模拟的模锻优化设计

在锻造等金属大变形的工艺设计中,相关参数的确定很大程度上依赖于经验公式,而有限元法在金属大变形过程数值模拟中有明显的局限性,且模拟结果难以验证.本文基于有限体积法模拟了一典型开式模锻过程,并在通用经验值允许的范围内,根据模拟结果调整工艺设计中的参数设置,有效避免了一种锻件常见缺陷.通过分析变形过程特定时段的变形区形状、分流面的变化及变形力分布曲线,结合相关塑性理论验证了模拟结果的正确性,实现了工艺优化设计.研究证明理论预测与数值模拟相"拟合"的方法可以代替实验用于指导生产实践.     

有机硅浆渣处理的新方法

有机硅浆渣焚烧是一种新型无污染处理方法,解决了有机硅浆渣造成的安全和环境问题。简要分析了几种目前国内外对有机硅浆渣的处理方法,重点论述了有机硅浆渣焚烧技术。     

表面氧化物含量对SiC浆料黏度影响的研究

研究了表面杂质对SiC浆料黏度和固相含量的影响,利用HF酸洗可有效降低SiC微粉表面SiO2和金属氧化物含量,从而提高SiC微粉的表面Zeta电位.试样SiC1的Zeta电位由酸洗前的60.71mV升高至酸洗后的72.49mV,试样SiC2的Zeta电位由酸洗前的55.728mV升高至酸洗后的63.546mV.HF酸洗还可破坏SiC微粉表面羟基结构,并以F-取代OH-的位置,使SiC表面由亲水性变为疏水性.Zeta电位的提高可使SiC微粉充分分散并保持稳定;表面疏水可大量释放出因氢键作用而与SiC表面牢固结合的吸附水,使之可自由流动.二者综合作用,可大大降低SiC浆料的黏度并提高固相含量.通过HF酸洗,试样SiC-1和SiC-2的浆料在黏度小于1Pa·s时,φ(SiC-1)、φ(SiC2)可分别达到61%和51%,基本满足胶态成型的需要.     

垃圾填埋场防渗浆材阻滞性能的实验研究

针对垃圾填埋场防渗的特殊要求,通过大量正交试验研究,研制了一种膨润土-水泥-粉煤灰（BCF）浆材,包括S型、N型和Z型3种类型。采用自己开发的专利产品柔壁渗透仪对浆材进行了阻滞性能测试。浆材结石体对CODcr、氨氮和磷的阻滞率均达到了82％以上,对酞酸酯和常见重金属离子的阻滞率均在99．6％以上。提出了渗滤沉积作用和吸附滞留作用是浆材结石体对污染物的阻滞机理。     

粒度对浆体管道输送稳定性的影响

针对长距离浆体管道输送过程中存在着输送稳定性的问题,分析了管道输送的主要影响因素,运用实验的方法论述了颗粒级配对浆体输送稳定性的影响.结果表明管道输送选用的颗粒级配是否合理是非常关键的,它的优化将影响一系列管道输送参数,优化浆体的粒度组合,可减小粗颗粒的沉降速度,以制止其分选沉降,从而提高浆体的输送稳定性.因此,选用合理的颗粒级配作为浆体的输送粒级是可行的,也是安全可靠的.     

不同浓度料浆流变特性与混合骨料级配相关性试验

为了探究混合骨料配比及粒径级配对料浆流变特性的影响,首先对矿山充填常用的废石和棒磨砂及其混合骨料进行粒径分析,并得到相应的特征粒径.其次采用流变仪对不同骨料配比、不同质量分数条件下的料浆进行测定,采用H-B流变模型拟合出相应的流变参数.然后对流变参数和流变特性进行分析,并基于最小二乘法研究骨料粒径级配与料浆流变特性的相关性.最后对料浆稳定性进行讨论,并通过建立力学模型确定了混合骨料不沉降离析的临界粒径范围为13.8~21.6mm.试验结果表明:料浆屈服应力和表观黏度均随料浆质量分数的增大而增大;随着剪切速率的增大,料浆流变特性表现出不同的模型特性;料浆流变特性参数与骨料粒径级配的相关性随着特征粒径值的增大而增大.随着质量分数的提高,料浆屈服应力与骨料粒径级配相关性逐渐减弱,而表观黏度与之相反,质量分数和骨料粒径级配对料浆稳定性有很大影响.     

凝聚剂与絮凝剂改善细粒煤泥压滤的研究

针对某选煤厂煤泥水中的细粒含量多、处理困难的特点,从煤泥水中颗粒凝聚和絮凝机理出发,通过理论分析和试验研究,选用2种凝聚剂和絮凝剂对煤泥水进行絮凝沉降试验,使煤泥水中的煤泥颗粒絮凝成较大的絮团而快速沉淀,达到固液分离的目的。根据试验结果确定药剂的种类,凝聚剂和絮凝剂的最佳药剂配比及合理的药剂添加制度,结果表明：凝聚剂(明矾 氯化铝)用量1．5kg／t干煤泥,聚丙烯酰胺用量50g／t干煤泥进行絮凝沉降试验,沉降效果最好。通过现场应用,降低了洗水浓度,实现了清水洗煤,有效改善了压滤效果,提高了选煤效率。从环保及应用方面为细粒煤泥水的处理与利用提供了一条有效的途径和广阔的发展前景。     

载流体导热性能对相变微胶囊悬浮液层流传热特性的影响

以低熔点液态金属为载流体的相变微胶囊悬浮液（MEPCM-LM）作为散热工质,是解决高热流密度芯片散热的一种新的技术手段。针对以低熔点液态镓作为载流体的相变微胶囊悬浮液,考虑轴向导热的影响,采用等效比热法对相变微胶囊悬浮液在等热流密度圆管内的层流传热特性进行数值模拟,并与以水为载流体的相变微胶囊悬浮液（MEPCM-W）的传热能力进行比较。结果表明：对于MEPCM-LM悬浮液,轴向导热主要在热入口段产生较大影响,且随x/r0减小而增大;Peb0数越小,轴向导热的影响越大;轴向导热促进了悬浮液中相变颗粒的相变吸热,对换热的强化效果更显著。相较于MEPCM-W悬浮液,MEPCM-LM悬浮液相变更快,对流换热系数更高,可采用更短的流道而获得较大的传热能力。     

两级固结堵漏井筒压力的变化规律

常规固结堵漏浆体驻留性差、井筒留塞难。现场采用两级固结堵漏工艺,在固结堵漏浆体前向漏失层注入高黏稠浆体,以提高浆体驻留性。但对堵漏作业过程中井筒压力变化规律认识不清,井筒压力精细控制不足,工艺参数如排量、浆体体积等的确定缺乏理论指导,这些仍然是固结堵漏工艺优化面临的关键问题之一。基于浆体在裂缝中一维径向流动模型,建立了多级固结堵漏动力学模型,提出临界压差和压差比两个参数表征浆体的驻留性。以高黏稠凝胶浆+水泥浆两级固结堵漏工艺为例,分析裂缝宽度、排量、浆体体积及比例对井筒压力的影响,厘清堵漏过程中与环空液面高度变化与井筒压力的关系。研究表明：裂缝宽度越小,堵漏过程中井筒与地层压差、临界压差越大,浆体更容易驻留。增加浆体体积和高黏稠浆体比例,有助于浆体驻留,但实际堵漏应综合考虑浆体驻留、漏层裂缝封固以及成本等多因素。浆体排量越大,压差比越大,不利于浆体驻留。环空液面高度变化可以判断漏失地层井筒压力变化,现场应加强环空液面高度的监测。