砂型铸造的环境特征及铸造粘结剂的发展趋势

研究分析了目前广泛采用的几种典型砂型铸造方法（湿型粘土砂、呋喃自硬树脂砂、碱酚醛自硬树脂砂、CO2硬化水玻璃砂、酯硬化水玻璃砂）的环境特征,主要从产生的气体挥发物和旧砂回用性两方面分析它们的区别,从铸造粘结剂的角度讨论实现清洁生产、绿色铸造存在的问题,概述铸造粘结剂的发展趋势与方向。笔者认为,相当长时间内砂型铸造仍然是我国铸造生产的主要方式,少污染的无机粘结剂大量采用、低成本无排放的旧砂再生回用技术开发利用、铸造有害气体少量化及其无害化排放,应是我国铸造材料与技术进步的发展方向。     

复杂细长砂芯的成形性和溃散性特征研究

介绍了自主设计的一套用于复杂细长砂芯性能表征的芯盒模具,开展了复杂细长砂芯的成形性、溃散性及其表征方法的试验研究,结果表明:(1)随着射砂压力的升高,细长砂芯的完整成形性越好,砂芯的充填密度和抗弯强度增大;(2)随着粘结剂加入量的增加,砂芯完整成形性变化不大,充填密度先增大后减小,抗弯强度逐步增大;(3)随着砂芯受热温度升高,砂芯的残留强度逐渐降低,落砂量增大,砂芯易于溃散;(4)随着树脂粘结剂加入量增加,砂芯的残留强度增大,落砂量减少。     

激光粉末床熔融增材制造高导热银-铜异种金属界面的微观组织和显微硬度研究

银和铜由于其优异的高导电和导热(HETC)特性,被广泛应用于智能电子、可穿戴设备、医疗等关键领域。激光粉末床熔融(LPBF)技术是一种高精度制造异种金属部件的创新技术,拓展了银-铜在新兴高科技领域的应用。本研究采用LPBF技术成功制备无宏观缺陷的Ag7.5Cu/Cu10Sn/Ag7.5Cu银-铜异种金属样件,探究了Ag7.5Cu/Cu10Sn(A/C)和Cu10Sn/Ag7.5Cu(C/A)界面的微观组织对显微硬度的影响。研究发现,高导热基底增强了A/C和C/A界面结合区的熔池流动,减少了孔隙与裂纹缺陷,提高了界面结合强度。界面结合区的梯度晶粒阻碍了微裂纹的扩展,有利于减少裂纹缺陷,晶粒的各向同性使两个界面都具有良好的宏观力学性能。A/C界面更强烈的马兰戈尼对流形成了更宽的结合区,促进了元素的广泛迁移,减少了宏观偏析,使结合区的平均硬度(183.34HV)高于C/A界面的(134.27HV)。本研究为LPBF制备HETC异种金属提供了理论指导和工艺参考。     

铸造旧砂再生新方法、新进展及新期待

概述了现有旧砂再生方法的特点及其适用性,重点介绍了近年来国内外旧砂再生技术研究及应用的新方法、新进展,对这些新方法及特点进行了综合评价。未来铸造旧砂再生技术的发展趋势应该是:适于各类旧砂或混合旧砂的低成本再生回用工艺方法及设备的开发,以实现所有旧砂的合理再生和综合利用;干法(机械)再生相对简单,要重视热法、湿法、尤其是多种方法复合再生技术及装备的研发,应根据不同旧砂的性能特点采用不同的再生方法;热法再生的余热回用、水玻璃旧砂(碱酚醛树脂旧砂)再生的碱性物质回用、生物再生、超声波湿法再生、微波再生等新技术及应用,值得关注与期待。     

消失模铸造液-液复合Al/Mg双合金界面特征研究

通过设置铝隔层,利用消失模铸造实现了Al/Mg双合金的液-液复合。使用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)研究了Al/Mg双合金界面的组织特征。结果表明,铝隔层成功阻止了液态合金混液,被完全熔化,与液态合金一起发生冶金反应。镁合金和铝合金实现了良好的冶金结合,形成了均匀的反应层,其中镁合金侧反应层是由Mg_(17)Al_(12)相和δ-Mg相组成的共晶组织,铝合金侧反应层由连续分布的Al_3Mg_2相和颗粒状的Mg_2Si相组成。     

锌合金压铸用二元复合水溶性盐芯的制备与性能

针对复杂内腔锌合金压铸件难清理及型芯强度要求高的问题,以高熔点盐氯化钾和低熔点盐硝酸钾组成混合盐为制芯材料,采用熔融重力浇注工艺制备了高强度二元复合水溶性盐芯.对比分析了氯化钾盐芯、硝酸钾盐芯和20% KCl-80% KNO₃二元复合水溶性盐芯的性能特征.采用扫描电镜和X射线衍射等测试方法分析了水溶性盐芯的微观形貌与物相组成.研究结果表明:与单质盐芯相比,二元复合盐芯综合性能更佳,其表面基本无裂纹与褶皱,抗弯强度可达21.2 MPa,24 h吸湿率为0.568%,80℃的水溶速率可达208.63 kg·min-1·m-3.复合盐芯在裂纹扩展时走向发生了偏转,这是复合盐芯抗弯强度提高的主要原因.      

超声振动辅助塑性成形及形性预测研究进展

随着微机电系统等领域的快速发展,对零件成形精度与性能的要求日益增加。超声振动辅助塑性成形是一种典型的能场辅助塑性成形工艺,相比于传统塑性成形工艺,具有流动应力低、材料成形能力高、界面摩擦少、成形质量较好等优势,被广泛应用于难成形材料加工、微成形、复杂构件成形等塑性成形过程。然而,由于不同塑性成形工艺中金属的变形行为特性存在较大差异,对塑性成形质量与成形性能进行预测有利于实现成形过程的形性协同控制。介绍了超声振动辅助塑性成形在体积成形工艺（镦粗、挤压、拉拔等）与板料成形工艺（拉伸、拉深、渐进成形、冲压等）中的应用及发展概况,讨论了超声振动对材料塑性变形过程中宏观表现与微观演化的影响。在已有研究基础上,重点分析了超声振动辅助塑性成形过程中成形能力预测（流动应力、成形极限等方面）和成形性能预测（表面性能、力学性能、微观组织等方面）的研究进展,为金属零部件成形高质量形性调控提供理论参考,并展望了超声辅助塑性成形工艺的发展趋势。     

微波硬化表面包覆低共熔体锂盐水玻璃砂抗吸湿性初步研究

介绍了一种在水玻璃砂型表面生成低共熔体锂盐包覆层的方法.首先在水玻璃砂型表面喷涂0.38LiOH-0.62LiNO3混合锂盐饱和水溶液,再将喷涂后的砂型放入微波炉加热硬化,因为配比的混合锂盐共熔点温度只有175.7℃,饱和水溶液中的溶质在微波加热时迅速析出,溶质在微波作用下在砂型表面形成低共熔体.经过低共熔体锂盐表面包覆处理的砂型微波硬化温度能达到370℃,远高于普通微波硬化砂型(110℃),因而包覆处理的砂型强度更高;在相对湿度为98％ ～100％恒湿条件下存放4h后,表面包覆处理的砂型强度较未处理的提高了将近2倍.SEM分析表明,混合锂盐在砂型表面和内层之间的过渡层上生成了一层致密低共熔体物质,该物质阻挡了水分的入侵而保护了内部高强度的粘结桥.     

超声振动辅助微挤压成形界面摩擦特性研究

基于超声振动辅助微挤压成形过程摩擦特性表征需求，将超声振动辅助双杯挤压实验拆分为超声振动辅助正杯挤压和反杯挤压两个部分。通过超声振动辅助T2紫铜正杯挤压和反杯挤压的对比成形实验研究了不同超声振动模式辅助微挤压成形过程中试样-模具型腔间的界面摩擦特性，并提出一种量化评价新方法来评估超声振动辅助微挤压成形试样-模具型腔间摩擦应力及摩擦因数的变化规律。结果表明，微挤压成形应力降低值和试样-模具型腔间的摩擦应力降低值都随着超声振幅的增大而增大，且随着工具超声振动、工具-工件复合超声振动和工件超声振动的不同超声振动模式顺序依次增大。     

玻璃纤维增强KNO3基水溶性盐芯的组织与性能

以70%KNO_3-30%KCl(摩尔分数)为水溶性盐芯的基体材料,采用搅拌法制备了玻璃纤维增强的KNO_3基水溶性盐芯。对比分析了不同含量的玻璃纤维对盐芯的抗弯强度、冲击韧性、水溶速率和吸湿率的影响,采用扫面电镜和能谱仪分析了玻璃纤维增强KNO_3基水溶性盐芯的微观组织特征。结果表明:随着玻璃纤维含量的增加,盐芯的抗弯强度和冲击韧性不断增大,水溶速率和吸湿率逐渐减小。当玻璃纤维质量分数为30%时,盐芯具有最大的抗弯强度和冲击韧性,分别为(38.85±0.61)MPa和(2.13±0.1)k J/m~2,水溶速率仍高达(476.5±12.0)g/(min·m~2),吸湿率为(0.085±0.007)%。微观分析表明:玻璃纤维均匀地分布于盐芯基体中,显著细化了KCl初生相,其平均晶粒尺寸从57.89μm降低到24.13μm,这是盐芯主要的强化机制。裂纹在盐芯内部扩展过程中遇到玻璃纤维发生偏转,断口有纤维拔出现象出现,这是盐芯主要的韧化机制。