水平悬浮电磁铸造悬浮特性研究

设计和建立了水平交流悬浮电磁铸造装置，实验研究了金属在交变电磁场中悬浮的特点．测定了磁场分布和悬浮力，考察了主要因素的影响规律．结果表明，除电流外，屏蔽宽度、金属所处位置和屏蔽－金属液回路的电阻值也对悬浮力有较大影响．     

铝薄板电磁铸造工艺参数的数值优化

通过对铝薄板电磁铸造过程中温度场的数值模拟研究了逆流导热距离、冷却水量、浇注温度和液柱高度等对铸造速度的影响。结果表明：（１）浇注温度和液柱高度影响不大;（２）本工艺条件下,逆流导热距离每增加５ｍｍ,稳态铸速降低０．５ｍｍ／ｓ;（３）冷却水量增加一倍,稳态铸速提高０．２ｍｍ／ｓ。计算所得的铸速曲线适合于电磁铸造的实时控制,为进一步优化铸造工艺奠定了良好的基础。     

电磁铸造系统稳定性的数值分析

采用互感耦合模型对电磁铸造中的液柱高度和弯液面形状进行了数值计算。分析了液柱高度和弯液面形状对系统稳定性的影响。考察了电压和频率对系统电流的影响规律。计算结果表明,在其他工艺条件不变时,只要电压或频率的变化量小于±2％,系统是稳定的。     

电磁铸造中的磁场分布

依据磁场和电磁压力的测量与计算结果，分析感应器结构、电流和屏蔽位置等对电磁场分布的影响；以半悬浮金属液柱的成型与稳定为准则，优化感应器结构，确定最佳控制参数，并分析了感应器内磁感应强度的衰减规律．结果表明：斜边感应器以倾角４５°为最佳；最佳感应器电流为４４００～４８００Ａ；最佳屏蔽位置上△ｈ＝１２．５～１８．５ｍｍ；感应器内磁感应强度呈指数规律衰减．     

电磁铸造中感应热的测量与计算

通过模拟铸锭温度分布的实验分析，依据焦尔效应反算出电磁铸造中半悬浮金属液柱内感应电流密度的分布，探讨了感应器电流对液柱内感应电流密度的影响；实验确定了ＥＭＣ铸锭的透入深度，估算出感应加热功率的量值，分析其对ＥＭＣ过程并悬浮金属液柱温度的影响。研究结果与理论计算基本吻合。     

消失模铸造工艺因素对液态金属充型能力影响的述评

综述消失模铸造金属液充型能力的研究成果，从传热、传质角度分析各工艺因素对充型能力的影响。消失模铸造金属液的充型过程是由泡沫模样的热分解速率及分解产物的逸出速率之间的动平衡所控制的，凡是影响传热、传质的工艺因素都对充型能力有影响。     

低频电磁场对传统热顶铸造6063铝合金凝固过程的影响

在传统热顶铸造过程中施加低频电磁场,使用热电偶测量了稳定铸造阶段从铸锭中心到边部不同位置的冷却过程,得到了铸锭内部的温度分布,分析了低频电磁场对传统热顶铸造6063铝合金凝固过程、宏观组织和表面偏析层厚度的影响.实验表明:低频电磁场使铝熔体产生的强制对流使熔池内的温度分布更加均匀,促进了铝熔体过热的散失,使熔池内的温度低于6063铝合金的液相线温度,提高了熔池内部形核质点的数量,在没有添加细化剂条件下使铸锭宏观组织均匀细小,降低了液穴深度.铝熔体流动速度的加快能增强石墨环与铝熔体之间的换热,使结晶器内铸锭表面初始凝壳点位置上移,减小了铝熔体与结晶器的有效接触高度,提高了铸锭的表面质量.     

薄壁零件制造新工艺的应用

本文介绍了石膏型真空压力熔模精密铸造的特点，以及利用石膏型真空压力熔模精密铸造工艺制造某研究室复杂、薄壁铝合金零件-屏蔽盒的全过程，针对性地分析了石膏型精密铸造技术推广应用的适用性。     

气膜对铝合金半连铸液穴形状及表面质量的影响

利用气膜连铸技术对6063铝合金熔体液穴形状、熔体与结晶器接触高度、初凝壳形成位置点以及液穴深度进行了研究.结果表明:与热顶铸造相比,气膜铸造降低了结晶器的有效散热长度,增加了熔体金属与结晶器接触高度,初凝壳形成位置点降低,液穴平直.初凝壳高度降低,减少了由铸锭的回热现象,偏析瘤和冷隔消除,铸锭表面质量明显提高.     

铝板坯半连续铸造充型过程三维流场与温度场耦合数值模拟

利用CFD商用软件Flow-3d对铝板珏半连续铸造充型过程中流场与温度场耦合作用下的凝固过程进行了数值模拟。分析了铝板坯半连续铸造充型过程中流场和温度场对凝固的影响，得到了流场、温度场的分布图和充型过程中自由表面的位置和形状图。表明合适的浇注速度可形成理想的充型模式和温度分布，避免某些铸造缺陷。     

压力下真空密封铸造工艺研究

提出了一种新的铸造工艺压力下真空密封铸造,用这种工艺铸造出了薄壁、高精度、表面光洁的黑色金属铸件·试验表明,压力下真空密封铸造的铸型有很高的抗压强度,比高压造型铸型、V法铸型的抗压强度高3～4倍,可达650kPa以上;充型过程中压力下真空密封铸型的型腔内形成了较大的负压,在负压的抽吸作用下金属液有很强的充型能力·     

固液混合铸造对高铬铸铁抗拉强度的影响

采用固液混合铸造制备了高铬铸铁并对其机械性能进行了研究,结果表明:高铬铸铁中的碳化物比普通铸造的细小,形貌圆整,分布均匀.同时通过改进固液混合铸造工艺,使试样的抗拉强度有了显著提高,由普通铸造的524 MPa提高到707 MPa.     

改进铸坯表面质量的电磁连续铸造研究进展

导出了钢电磁铸造的理论基础,综述了国外此课题的研究现状;发现在铸型外侧施加电磁场抑制了液体金属弯月面的变形,改变了金属液的初期凝固状态,改善了铸坯的表面质量,金属液的缓冷却凝固和润滑剂流路动压的降低被认为是改善连铸坯表面质量的主要原因。采用改变铸型结构和施加电磁场的方法,可望实现此铸造方法的工业应用。     

复合管离心铸造工艺中的渗流传热过程

通过分析离心力场作用下铝熔液在Al2O3短纤维多孔介质内的渗流传热现象，考虑离心惯性力对渗流传热过程的影响，建立了多孔介质渗流传热模型，研究分析了复合管铸造工艺中离心渗透过程的流场和温度场瞬态变化规律，计算结果表明，在渗透区域，随时间的延长，渗透前沿不断推进，复合层温度逐渐上升，在未渗透的多孔预型区，固相颗粒温度基本不变，转速和孔隙率对渗流速度场的影响较大，对温度场的影响相对较小，进口处渗透速度很高，会形成急速的紊流状态，使复合材料内部形成气孔，研究结果对于离心铸造的工业设计及开发复合材料具有一定的指导作用。     

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     

固液混合铸造ZA12合金的组织研究

采用固液混合铸造技术制备ZA12合金,研究合金熔体过热度、粉末加入量和粉末粒度等工艺参数对固液混合铸造ZA12合金组织的影响,并与金属型铸造、半固态铸造组织进行对比研究.结果表明:固液混合铸造组织相对金属型铸造铸态组织与半固态组织,枝晶完全破碎,初生相组织明显细化并偏向于团球状,且分布较为均匀;工艺参数对合金组织有很大影响,在过热度为40 ℃,粉末加入比例为0.3,粉末粒度为200-400目 (38～74)条件下,合金的组织细小、分布均匀,初生相含量也较低;3种工艺制备的ZA12合金的组织都是由η-Zn相、β-AlZn相及少量α-Al相组成.     

高强度铝合金的铸造性能及其影响因素的研究

文章主要是通过实验来对两种高强度铝合金不同温度下的流动性、体收缩等铸造性能进行比较,分析了影响铝合金铸造性能的各种因素。经过分析得出,影响合金流动性和体收缩的主要因素是合金的成分、浇注温度及合金液中含有的夹杂物。     

干砂消失模铸造工艺过程及铸件质量控制

总结了干砂消失模铸造技术的研制经验，探讨了主要工艺因素对消失模铸造工艺过程的影响，介绍了典型铸件的干砂消失模铸造工艺和技术经济效果。     

硬质合金-球墨铸铁复合铸造

进行了硬质合金-球墨铸铁复合铸造工艺试验，观察了结合区的显微组织，比较了硬质合金复合铸造前后的硬度。结果表明：采用合适的复合铸造工艺，可以保证这两种金属之间实现良好的冶金结合，硬质合金的组织及性能基本不发生改变。     

钢/铁双金属复合材料的离心铸造工艺及界面控制

利用复合离心铸造工艺制备了碳钢／高铬铸铁双金属复合材料钻井泵缸套，确定了复合离心铸造的工艺参数，设计了阶梯升温的热处理工艺，并对内套材料的组织和性能进行了测试．研究表明：所设计的17CrMoCu高铬铸铁内套材料的耐磨性明显优于原工艺所用的18Cr高铬铸铁；选择合理的参数（铸型转速、金属液浇注温度、2种金属液浇注时间间隔）以及加入防氧化剂，可使碳钢与17CrMoCu达到牢固的冶金结合，且内、外套之间没有出现裂纹、气孔、夹杂等缺陷；采用阶梯升温的热处理工艺，可以避免双金属缸套在热处理时出现裂纹等缺陷．