多材质混合砂型性能及其对A356铝合金凝固组织的影响研究

多材质混合铸型能提高砂型铸造性能,改善其热物性参数,降低铸造成本,满足高端复杂铸件的高性能铸造需求,因此系统地开展多材质砂型铸造性能和铸件微观组织变化规律的研究具有重要意义。通过将石英砂颗粒分别与铬铁矿砂颗粒、锆英砂颗粒进行不同比例的混合造型,得到各比例下多材质砂型的性能变化规律,优选出适用于复杂铸件铸造性能和热物性能兼备的型砂配方,实现砂型铸造性能可控、热物性可控、价格可控优势。同时研究混合砂型对A356铝合金铸件二次枝晶臂间距(SDAS)的影响规律,结果表明：经过50%石英砂+50%锆英砂混合的多材质砂型的SDAS比纯石英砂砂型铸件缩短了23.64%,经过50%石英砂+50%铬铁矿砂混合的多材质砂型的SDAS比纯石英砂砂型铸件缩短了13.16%。因此,混合一定比例的锆英砂和铬铁矿砂颗粒可有效改善砂型的铸造性能和铸件的微观组织,可实现高端复杂铸件的高质量制造。     

基于酯硬化碱性酚醛树脂的无模砂型打印

选择一种酯硬化碱性酚醛树脂进行单道砂型打印和基础零件打印。针对阶梯痕问题,将无模砂型打印成形技术与切削加工技术结合,进行了无模砂型复合成形实验。实验结果表明:打印单道砂型时,随着预混固化剂含量的增加,砂型截面固化宽度增大,固化厚度减小;随着喷头移动速度的增大,砂型固化截面固化宽度与厚度都减小;基于酯硬化酚醛树脂的无模砂型打印是可行的;基于打印与切削的无模砂型复合成形技术,可以增大砂型打印分层厚度,提高打印效率,解决砂型打印表面的阶梯痕问题。     

点滴瓶长杆注射模具设计

分析了点滴瓶长杆的结构特点,确定了模具结构设计,并对模具的浇注系统、顶出机构作了说明.     

预埋内流道模具铸造工艺研究

预埋内流道模具在铸造过程中,预埋管道壁薄(2⁶ mm),管细(106 mm),管细(10²0 mm),在高温下容易出现坍塌变形,造成内流道堵塞,不能保证内流道的流通性。针对这一问题,采用数值模拟分析内流道模具的铸造工艺,分别以无填充介质(空心管)、锆英砂、铁粉、氩气四种媒介填充无缝钢管(准18 mm×4 mm),得到管道不同位置在浇铸过程中的温度-时间曲线,采用试验验证数值模拟的可靠性。结果表明:在浇铸过程中,空心管在2 min左右达到峰值1 369℃,管道产生坍塌变形;管道内充填锆英砂时,在实验条件下,管道没有出现坍缩变形,保证了管道的流通性。     

B1500HS钢低冷速形变下的力学性能与Hall-Petch关系

采用Gleeble热模拟试验,结合光学显微镜观察、硬度测试及计算分析方法,研究了超高强钢冷轧钢板B1500HS在低冷速(不大于40℃/s)变形下的微观组织和力学性能,并归纳总结了B1500HS钢的显微硬度与晶粒尺寸之间的Hall-Petch关系。结果表明,在热模拟试验中,变形温度的降低、冷却速度的增加或应变速率的增加,都可以细化铁素体晶粒,提高材料力学性能;B1500HS钢的显微硬度HV和晶粒尺寸d之间的Hall-Petch关系可表达为:HV=-290.8+0.987 d-1/2,经验证,对晶粒尺寸在3.3~4.7μm范围的超高强钢B1500HS钢板材,其显微硬度的计算值与测量值偏差较小,Hall-Petch关系具有很好的适用性。     

点滴瓶长杆注射模具设计

分析了点滴瓶长杆的结构特点．确定了模具结构设计，并对模具的浇注系统、顶出机构作了说明．     

微细切削技术及微型机床的发展

微细切削技术是一种快速低成本的微小零件机械加工方式,是未来制造技术的发展趋势,被列为21世纪重点发展的关键技术.综述了微细切削技术的新技术及微型机床、微型工厂的发展过程及其趋势.     

3D打印连续纤维复合材料丝材的成形规律

针对3D打印连续纤维增强热塑性树脂复合材料,研究了热塑性树脂在螺杆挤出过程中的流动机理和在纤维界面的浸渍行为,揭示了螺杆转速和牵引速度对复合丝材成形直径和纤维含量的影响规律。提出使用实际浸渍时间和理论完全浸渍时间来共同表征树脂对纤维的浸渍程度,观察复合丝材断面的形貌可知,高浸渍程度的丝材内部空隙较少,树脂和纤维结合更紧密。进行3D打印成形测试,当丝材的浸渍程度从17.25%提高到40.02%,样件的拉伸强度可从132 MPa提高到160 MPa,提高约21%。对样件进行动态力学性能分析(DMA)测试,试验结果表明浸渍程度高的复合材料成形件具有高的存储模量和损耗模量,表明其纤维和基体间的界面结合程度得到了提高和改善。     

船舶分段多工位协同制造系统数学模型研究及应用

针对船舶分段制造生产过程中存在的生产计划柔性差、异常信息处理不及时、系统变化响应速度慢等问题,提出针对生产过程工位级的协同控制系统,通过开展协同模型分析,多工位间协同动态调整机制,构建多工位协同系统制造数学模型,采用案例对协同结果进行验证。通过应用多工位协同数学模型可有效提高生产计划精度和柔性,实现船舶制造车间互联互通,对提高船舶制造生产效率具有重要意义。     

基于快速原型的热喷涂直接金属模具制造技术

提出其于快速原型的热喷涂快速制造硬质模具技术，其原理是根据产品要求和反馈数据制作RP原型作为母模，然后通过转换制得过渡模为基模，在基模上用等离子喷涂和电弧喷涂制造出高硬度金属壳型，最后在壳型内补铸低熔点合金，获得最终注塑模具。该模具具有良好的导热性、耐腐蚀、耐高温和高机械性能，制模时间可大大缩短。