复合涂料消除呋喃树脂砂铸件表面产生脉纹缺陷的措施研究

1　前言近年来随着机械工业对铸件质量的要求不断提高 ,铸件行业迅速普及的呋喃树脂砂砂大量用于厚大铸件的铸造 ,但呋喃树脂砂砂型在浇铸时比水玻璃砂砂型容易产生脉纹缺陷 ,影响铸件表面质量 ,所谓脉纹是指铸件表面的网状金属肉瘤。2　脉纹产生机理一般来说树脂砂型在高温液态金属浇铸充型过程中铸型表面突然受到高温液态金属的接触、烘烤 ,将产生如下变化 :1)铸型表层的石英砂将产生α—β的相变 ,引起体积膨胀 ;2 )树脂粘结剂燃烧和分解产生气体 ,由于粘结剂的燃烧分解而降低铸型强度。由于铸型表面的变化不仅使铸型 (芯 )表面产生许多细小网状缝隙并使铸型表层的涂料随之产生裂缝 ,由于钢水在未凝固之前铸行表面就形成缝隙 ,钢水也随之渗入铸型裂缝 ,所以钢水最终凝固后 ,铸件表面将出现许多网状缺陷 ,俗称脉纹。3　呋喃树脂砂铸件产生脉纹缺陷的分析图 (1)中呋喃树脂为粘结剂的砂型和水玻璃为粘结剂的砂型受液态金属作用下的状态 ;根据图 (1) ,水玻璃砂砂型浇时液态时 ,砂型为收缩状态 ;而呋喃树脂砂砂型为膨胀状态。图 1　从图 (1)中可看出 ,以呋喃树脂为粘结剂的砂型 (芯 )膨胀量比水玻璃为粘结剂的砂型 (芯 )的大 ,...     

SPH-1型水基石墨涂料的研制和应用

本文讨论了以钠基膨润土和羧甲基纤维素钠(CMC)作为稠化剂,石墨、滑石粉、石英粉并用的SPH-1型水基石墨涂料的基本组成和性能。经二年多生产应用表明,具有成本低廉、制备简便、使用性能良好等优点,适用于油芯和粘土砂型(芯)烘模的铸铁件生产。油芯浸涂法生产的铸件表面粗糙度可达到R_a12.5～6.3um,刷涂法铸件表面粗糙度可达到R_a25um。文中对涂料组分综合作用与性能关系作了简要的讨论,认为钠基土、CMC和片状结构的石墨、滑石粉并用有助于涂料悬浮稳定性提高,而片状结构材料在砂型(芯)表面的定向平行排列形成光滑的涂料层,是提高铸件表面质量的原因之一。     

基于MAGMASOFT的大型铝合金叶轮铸造工艺模拟

设计了一种大型铝合金叶轮铸件的砂型铸造工艺方案。应用铸造模拟软件MAGMASOFT,对铸件的充型过程、卷气缺陷分布及温度场分布状况进行模拟计算。通过分析认为铸件产生缺陷的主要原因是口环处冒口设计不合理,提出应在口环处冒口加设保温套增加冒口的补缩作用。模拟验证结果表明,优化工艺后铸件缩孔、缩松问题得到有效解决。     

壁厚效应对砂型铸造ZA27合金组织与性能的影响

通过对不同壁厚的ZA27合金铸件在砂型铸造条件下凝固过程的观察，研究探讨了壁厚效应对砂型铸造ZA27合金组织、键全度和机械性能的影响。实验结果表明，随壁厚的加大，铸件键全度降低，由分散性缩孔趋向于集中性缩孔，显微组织有粗化趋势，机械性能降低；但随工艺因素的改变，壁厚效应可消除或消弱，在砂型铸造时严格控制其工艺参数，在壁厚小于60mm范围内均可获得优质铸件。     

选择性激光烧结覆膜砂铸型（芯）的固化机理

分析了激光束扫描烧结的物理模型和履膜砂受热固化的特点,研究了选择性激光烧结（SLS）覆膜砂铸型（芯）的成型条件,固化机理,以及SLS覆膜砂铸型（芯）的固化特点,介绍了用SLS法快速成形覆覆砂铸型,浇注铸件的工艺过程和实例。     

负压实型铸造砂型强度及型壁移动的影响因素

研究了影响负压实型铸造中砂型强度及型壁移动的工艺因素及其影响规律．结果表明：提高真空度或增加吃砂量都可以提高砂型内部压力而使其强度提高，并减少型壁移动；砂型侧面压力远远低于正面压力，通过振动可以提高砂型的侧面压力而有利于砂型在水平方向上的充填；实验得出的真空度、吃砂量与砂型内部压力、型壁位移及由液体产生的外部压力之间的定量关系，为制定铸造工艺参数以消除铸件冲砂缺陷、提高铸件尺寸精度提供了依据．     

压力条件下缩松判据的研究

缩松是铝合金铸件中常见的缺陷。在压力下凝固能够有效减轻铝合金铸件的缩松倾向。为此,从描述枝晶间流动的Ｄａｒｃｙ定律出发,推导出与压力（ＰＳＣ）、温度梯度（ＧＳＣ）及冷却速度（ＲＳＣ）有关的缩松判据ＧＳＣ】ＰＳＣ／ＲＳＣ〈＞ＫＣ,ＫＣ为判据临界值,应用于凝固过程数值模拟。实验结果与计算机模拟结果一致,验证了判据的正确性。该判据不仅适合于铸件在压力下凝固的情况,如低压铸造,同时也适用于普通重力铸造,如砂型铸造。     

铸型阻碍应力计算模型研究

依据金属凝固和收缩过程中铸型对铸件形成机阻力的机理及三种砂型的实测结果，建立了以加权量为特征量的铸型阻碍应力计算模型，揭示了铸型界面温度升至峰值的过程中，铸型阻碍应力急增长；其后随着铸型界面温度的降低，铸型阻碍应力增速率明显变慢。     

一种提高铸件凝固过程数值计算效率的方法

基于显式差分法,提出了一种占用内存少交能提高砂型铸件凝固过程数值计算效率的方法,采用一个数据块存储铸件／砂型系统的温度场以节省内存,对砂和铸件区域采用不同的时间步攻分别进行计算以提高计算速度,并选择适当的方法处理个个计算域的耦合问题,通过一个实例证明,该算法可使模拟计算速度提高１倍,而计算所得的铸件温度场几乎与传统算法一致。     

球墨铸铁液压件发热冒口的研究

耐高压的液压件采用球墨铸铁(简称“球铁”)材质是一项先进技术。但是球铁的补缩困难,特别是对薄壁、复杂的液压件,热节处易产生缩松而导致铸件的渗漏,这是采用球铁生产液压件的关键问题。我们采用发热冒口解决球铁液压件的补缩问题。研究结果表明:发热冒口套热损失率比普通砂型冒口降低53％,等效模数约为几何模数(砂型冒口的模数)的两倍。节约冒口金属的50～80％,解决了普通砂型冒口解决不了的球铁液压件的补缩问题。     

水冷铜模与砂模铸造M2钢显微组织对比

采用实验室25 kg高频真空感应炉熔炼M2钢,并用水冷铜模和砂模均浇铸为横截面100 mm×50 mm的M2钢铸锭,研究冷却速度对M2钢二次枝晶间距、渗透率、碳化物和晶粒尺寸及分布的影响.研究结果表明：M2钢凝固过程中,快的冷却速度能有效减小二次枝晶间距、渗透率、晶粒和网状碳化物的尺寸,同时可以改善晶粒和网状碳化物的分布和均匀性；砂模和水冷铜模M2钢铸锭的平均二次枝晶间距分别为42.5μm和21.6μm,平均冷却速度为1.06 K·s-1和12.50 K·s-1,平均渗透率分别为0.13μm2和0.035μm2.快的冷却速度能有效减轻中心碳偏析程度,砂模和水冷铜模模铸的M2钢铸锭中心碳化物面积分数分别为0.46和0.30,且其较各自的平均值分别增大38.7%和2.2%；水冷铜模铸锭平均晶粒尺寸(43.1μm)较砂模铸锭的平均晶粒尺寸(72.6μm)减小约40.7%,铸锭中心晶粒尺寸减小43.2%,且水冷铜模铸锭的晶粒尺寸较砂模铸锭均匀.文中获得了M2钢凝固过程中晶粒尺寸与冷却速度的关系式.     

电磁软接触连铸圆坯结晶器传热分析

针对电磁软接触连铸过程,建立了结晶器三维电磁场及温度场模型,研究了电流、电源频率、铸坯与结晶器间热流密度以及绝缘材料导热性能对温度场的影响.结果表明,在高频电磁场作用下结晶器壁温度相比传统连铸结晶器有所提高.当前计算条件下,频率和电流增大,结晶器壁峰值温度随之升高.热流密度的大小直接决定着结晶器壁的温度分布,热流越大,温度沿高度方向的不均匀性越明显,沿结晶器周向,由于材料不连续引起的温度梯度也越大.绝缘填缝材料的导热性能对结晶器壁温度分布有较大影响,导热性能差的绝缘材料使温度沿高度方向出现两个峰值,分别对应于切缝的两端,加大了铜壁的温度梯度.     

水平连铸二冷区喷水冷却过程数学模拟

根据成都无缝钢管厂水平连铸的生产实践，建立了铸坯凝固冷却过程数学模型，通过数学模拟仿真，找出铸坯在不同的结晶器冷却强度和不同的喷水量条件下凝固冷却过程的温度场变化，凝壳的生长规律及液芯长度等与浇注参数（拉速、浇注温度）的关系，为改善和稳定浇注过程，提高铸坯质量提供依据。     

板坯连铸结晶器异常预报方法研究

结晶器是钢水凝固成型的核心设备,其内部的传热和摩擦直接决定铸坯的表面裂纹和满钢等各类异常.是实现高效连铸的关键因素.基于功率法检测到的板坯结晶器摩擦力实测数据,对摩擦力的异常预报方法进行了研究.建立了以BP人工神经网络为基础的异常预报模型,并开发出相应软件.对应现场的异常记录,离线预报结果表明:软件能够对满钢、水口断裂及液位波动等各类异常进行预报,并具有一定的预报提前量.证明了方法的可行性,并显示出极大的应用潜力.     

Effective Factors on Forming Precision in Patternless Casting Manufacturing Technique

The patternless casting manufacturing (PCM) technique, which adopts a new concept of double scanning method, combines the principle of discreteness and deposition with resin-bonded sand technique. This paper is to evaluate the dimensional accuracy of sand mould on PCM. The two important factors—the liquid penetration rule in the space of particles and the shape and dimension of the agglomeration unit body, which influence the process parameters such as scanning speed, layer thickness, liquid flux on dimension accuracy, and surface qualities, were investigated systematically, thus the theoretical basis for these parameters was provided. Experiments on rapid manufacturing of sand mould were carried out, and the results of the free penetration and the constraint penetration well verified the relationship of the two factors and the process parameters.     

连铸过程中钢液增氮影响因素的试验研究

研究了中包覆盖剂及连铸结晶器保护渣对82B及35K钢液吸氮的影响,结果表明:只要连铸钢液与大气接触就会增氮;熔点高于连铸钢液温度的中包覆盖剂不利于防止钢液吸氮;在同样的条件下,35K钢液吸氮量比82B大.     

提高结晶器铜管通钢量的研究

分析了结晶器铜管使用条件、制造工艺，得出结晶器铜管通钢量与冷却水流量、温度、水质及铜管制造质量等因素有关的结论。提出了相应的对策，使结晶器铜管平均通钢量从612t／支提高到1938t／支，效果良好。     

超低渗砂岩储层钻井液损害机理研究分析及解决方法---以库车北部构造带吐格尔明段为例

超低渗储层物性较差,在钻井过程中极易发生损害,致使储层渗透率下降。为深入剖析超低渗储层的钻井液损害情况,以塔里木油田吐格尔明段超低渗储层位研究对象,进行了钻井液损害机理的研究以及解决方案的设计。该层段钻井液损害值在54%~64%左右,对储层伤害较为严重。将钻井液损害细分为固相损害和液相损害两种方式,采用了扫描电镜对污染端岩心切片进行比较观测,利用恒速压汞等手段方法定性定量分析不同损害类型对储层的影响的程度。结果表明：液相侵入为主要损害方式,所占比重约80%,固相侵入为次要损害方式,所占比重约20%。测定了固相侵入深度约为25~30mm。设计对照实验,提出了添加胶束封堵剂HSM、抑制剂HAS以及防水锁剂HAR-D等措施来解决液相侵入损害的问题,发现滤液损害降低了20%,水敏损害降低60%,水锁损害降低40%以上,数据证明了所提出的方案能够有效的降低钻井液对超低渗储层的伤害。     

板坯连铸结晶器内温度/应力场耦合模型

考虑结晶器铜板中水槽的结构尺寸和分布、结晶器锥度对铸坯温度场和变形的影响,建立了连铸结晶器内热和应力状态的有限元耦合分析模型.利用该模型模拟了结晶器内钢水凝固过程温度分布和铜板的热机械变形,结果与实际符合较好.     

非晶态合金Fe-Co-B-Si-Nb的制备与性能

采用铜模吸铸法,制备出管状非晶态合金Fe36Co36B20Si4Nb4.X-射线衍射分析与差示扫描量热曲线DSC分析表明,Fe36Co36B20Si4Nb4完全是非晶态,具有很强的玻璃形成能力,并确定了它的热力学参数.采用互感的方法,交流电作为励磁电源,测量了非晶态合金Fe36Co36B20Si4Nb4的有效磁导率,分析了影响有效磁导率的因素.