消失模鑄造液—液復(fù)合Al/Mg雙合金的界面研究
發(fā)布時(shí)間:2021-08-07 03:25
鋁合金與鎂合金擁有諸多優(yōu)點(diǎn),在航空航天、汽車、電子等領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛。然而,在很多情況下,單一材料往往難以完全滿足綜合性能的要求。如果將鋁合金和鎂合金相結(jié)合制備成Al/Mg雙合金,使鋁、鎂合金做到性能上優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),實(shí)現(xiàn)綜合性能的要求。消失模鑄造是一種適合生產(chǎn)復(fù)雜鑄件的近凈成形技術(shù),將消失模鑄造應(yīng)用于Al/Mg雙合金材料的制備可直接成形Al/Mg雙合金精密鑄件,具有較大的理論和實(shí)際意義。本文采用消失模鑄造液-液復(fù)合工藝來(lái)制備Al/Mg雙合金,通過(guò)設(shè)置中間金屬隔層來(lái)防止金屬液的混液現(xiàn)象,成功地實(shí)現(xiàn)了鋁合金和鎂合金的冶金復(fù)合。主要研究了隔層材料、隔層厚度及澆注溫度對(duì)消失模鑄造液-液復(fù)合Al/Mg雙合金界面的影響,分析了Al/Mg雙合金的宏觀形貌、微觀形貌、界面的物相組成與元素分布、缺陷特征、硬度以及結(jié)合強(qiáng)度等微觀組織和力學(xué)性能特征,并對(duì)Al/Mg雙合金的界面形成機(jī)理進(jìn)行了探討。采用消失模鑄造液-液復(fù)合工藝并設(shè)置鋁中間隔層成功制備了Al/Mg雙合金,得到了均勻致密且具有良好冶金結(jié)合的Al/Mg雙合金。鎂合金基體與鋁合金基體之間產(chǎn)生了兩個(gè)反應(yīng)層:靠近鎂側(cè)的反應(yīng)層是由Al12M...
【文章來(lái)源】:華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:80 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【圖文】:
表面合金化原理示意圖
華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文7圖1-2 試驗(yàn)工藝過(guò)程Fig. 1-2 The forming process of surface alloying1.3.2 消失模鑄造液-液復(fù)合碳鋼/高鉻鑄鐵襯板礦山生產(chǎn)中所使用的球磨機(jī)的主要易磨損部件是球磨機(jī)襯板。由于磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中,主要由襯板受到所運(yùn)輸物料和介質(zhì)的沖擊和磨損以及礦漿的腐蝕,所以形成了襯板的沖擊磨損,除此之外還有疲勞磨損、磨料磨損和剪切磨損以及化學(xué)腐蝕,使得襯板成為了礦山生產(chǎn)活動(dòng)中的主要磨損件和主要成本支出[34-38]。傳統(tǒng)使用的襯板一般由高錳鋼、合金鋼制造,其壽命普遍不到十個(gè)月,因此需要對(duì)耐濕磨襯板進(jìn)行技術(shù)改造。肖小峰等人用消失模鑄造雙液雙金屬技術(shù)開發(fā)出了碳鋼-高鉻鑄鐵的耐濕磨襯板,用于礦用球磨機(jī)[39]。成功的將高鉻鑄鐵的高耐腐蝕、高強(qiáng)度和耐磨損性能與碳鋼的高韌性和高延展性結(jié)合于一體,不僅解決了以往生產(chǎn)襯板時(shí)的硬度與韌性的矛盾,而且降低了生產(chǎn)成本。其工藝流程為先制作泡沫模樣,涂料,然后埋砂造型,澆注時(shí)先澆注高鉻鑄鐵
華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文8圖1-3 消失模鑄造原理圖:(a)步驟1:填砂、緊實(shí) (b)步驟2:澆注高鉻鑄鐵 (c)步驟3:澆注碳鋼Fig. 1-3 Schematic illustration of the LFC process: (a) step 1: sand filling and compaction; (b)pouring high chromium cast iron; (c) pouring carbon steel1.3.3 液-液復(fù)合法生產(chǎn)雙金屬?gòu)?fù)合錘頭如圖1-4所示為使用液-液復(fù)合方法生產(chǎn)雙金屬?gòu)?fù)合錘頭的鑄造工藝圖[40-45]。復(fù)合工藝流程為:先制作EPS模樣,然后將經(jīng)稀鹽酸清洗烘干的鋼結(jié)構(gòu)(其作用是隔離兩種金屬液)置于EPS模樣中,鋼結(jié)構(gòu)制成箱型結(jié)構(gòu),一端開口 ,要求在澆注高鉻鑄鐵時(shí),鋼結(jié)構(gòu)不能被熔穿。粘澆注系統(tǒng)后,刷涂料三次并在40℃下烘干,進(jìn)行澆注。而且澆注順序采用先澆注高鉻鑄鐵、后澆注高錳鋼的方式。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]澆注溫度對(duì)消失模鑄造固-液復(fù)合Al-Mg雙合金界面層的影響[J]. 李廣宇,樊自田,蔣文明,江再良,劉鑫旺,劉富初. 特種鑄造及有色合金. 2017(05)
[2]Mg/Al液固雙金屬?gòu)?fù)合材料的界面及相組成[J]. 趙成志,李增貝,張賀新,杜德順,符策鵠,余嬌嬌. 哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(11)
[3]真空低壓消失模殼型鑄造和消失模鑄造鋁合金組織和性能對(duì)比[J]. 蔣文明,樊自田,劉德均. 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2013(01)
[4]消失模鑄造技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 樊自田,蔣文明. 鑄造. 2012(06)
[5]鋁(鎂)合金消失模鑄造近凈成形技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 樊自田,蔣文明,趙忠. 中國(guó)材料進(jìn)展. 2011(07)
[6]國(guó)內(nèi)消失模鑄造關(guān)鍵性功能型設(shè)備和生產(chǎn)線的現(xiàn)狀和展望[J]. 高成勛,孫黃龍,戴亞坤,劉偉明. 鑄造設(shè)備與工藝. 2010(05)
[7]鋁鎂合金消失模鑄造技術(shù)研究及應(yīng)用新進(jìn)展[J]. 樊自田,趙忠,蔣文明. 鑄造設(shè)備與工藝. 2009(05)
[8]鎂合金負(fù)壓消失模鑄造充型過(guò)程的研究[J]. 劉子利,吳國(guó)華,丁文江,盧晨,朱燕萍. 鑄造. 2002(04)
[9]環(huán)境掃描電鏡及其應(yīng)用[J]. 邵曼君. 物理. 1998(01)
[10]高溫環(huán)境掃描電鏡(KYKY1500)Ⅰ.成像原理及儀器特點(diǎn)[J]. 余健業(yè),謝信能,劉廷壁,邵曼君,黃蘭友. 電子顯微學(xué)報(bào). 1997(01)
本文編號(hào):3326982
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表面合金化原理示意圖
華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文7圖1-2 試驗(yàn)工藝過(guò)程Fig. 1-2 The forming process of surface alloying1.3.2 消失模鑄造液-液復(fù)合碳鋼/高鉻鑄鐵襯板礦山生產(chǎn)中所使用的球磨機(jī)的主要易磨損部件是球磨機(jī)襯板。由于磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中,主要由襯板受到所運(yùn)輸物料和介質(zhì)的沖擊和磨損以及礦漿的腐蝕,所以形成了襯板的沖擊磨損,除此之外還有疲勞磨損、磨料磨損和剪切磨損以及化學(xué)腐蝕,使得襯板成為了礦山生產(chǎn)活動(dòng)中的主要磨損件和主要成本支出[34-38]。傳統(tǒng)使用的襯板一般由高錳鋼、合金鋼制造,其壽命普遍不到十個(gè)月,因此需要對(duì)耐濕磨襯板進(jìn)行技術(shù)改造。肖小峰等人用消失模鑄造雙液雙金屬技術(shù)開發(fā)出了碳鋼-高鉻鑄鐵的耐濕磨襯板,用于礦用球磨機(jī)[39]。成功的將高鉻鑄鐵的高耐腐蝕、高強(qiáng)度和耐磨損性能與碳鋼的高韌性和高延展性結(jié)合于一體,不僅解決了以往生產(chǎn)襯板時(shí)的硬度與韌性的矛盾,而且降低了生產(chǎn)成本。其工藝流程為先制作泡沫模樣,涂料,然后埋砂造型,澆注時(shí)先澆注高鉻鑄鐵
華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文8圖1-3 消失模鑄造原理圖:(a)步驟1:填砂、緊實(shí) (b)步驟2:澆注高鉻鑄鐵 (c)步驟3:澆注碳鋼Fig. 1-3 Schematic illustration of the LFC process: (a) step 1: sand filling and compaction; (b)pouring high chromium cast iron; (c) pouring carbon steel1.3.3 液-液復(fù)合法生產(chǎn)雙金屬?gòu)?fù)合錘頭如圖1-4所示為使用液-液復(fù)合方法生產(chǎn)雙金屬?gòu)?fù)合錘頭的鑄造工藝圖[40-45]。復(fù)合工藝流程為:先制作EPS模樣,然后將經(jīng)稀鹽酸清洗烘干的鋼結(jié)構(gòu)(其作用是隔離兩種金屬液)置于EPS模樣中,鋼結(jié)構(gòu)制成箱型結(jié)構(gòu),一端開口 ,要求在澆注高鉻鑄鐵時(shí),鋼結(jié)構(gòu)不能被熔穿。粘澆注系統(tǒng)后,刷涂料三次并在40℃下烘干,進(jìn)行澆注。而且澆注順序采用先澆注高鉻鑄鐵、后澆注高錳鋼的方式。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]澆注溫度對(duì)消失模鑄造固-液復(fù)合Al-Mg雙合金界面層的影響[J]. 李廣宇,樊自田,蔣文明,江再良,劉鑫旺,劉富初. 特種鑄造及有色合金. 2017(05)
[2]Mg/Al液固雙金屬?gòu)?fù)合材料的界面及相組成[J]. 趙成志,李增貝,張賀新,杜德順,符策鵠,余嬌嬌. 哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(11)
[3]真空低壓消失模殼型鑄造和消失模鑄造鋁合金組織和性能對(duì)比[J]. 蔣文明,樊自田,劉德均. 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2013(01)
[4]消失模鑄造技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 樊自田,蔣文明. 鑄造. 2012(06)
[5]鋁(鎂)合金消失模鑄造近凈成形技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 樊自田,蔣文明,趙忠. 中國(guó)材料進(jìn)展. 2011(07)
[6]國(guó)內(nèi)消失模鑄造關(guān)鍵性功能型設(shè)備和生產(chǎn)線的現(xiàn)狀和展望[J]. 高成勛,孫黃龍,戴亞坤,劉偉明. 鑄造設(shè)備與工藝. 2010(05)
[7]鋁鎂合金消失模鑄造技術(shù)研究及應(yīng)用新進(jìn)展[J]. 樊自田,趙忠,蔣文明. 鑄造設(shè)備與工藝. 2009(05)
[8]鎂合金負(fù)壓消失模鑄造充型過(guò)程的研究[J]. 劉子利,吳國(guó)華,丁文江,盧晨,朱燕萍. 鑄造. 2002(04)
[9]環(huán)境掃描電鏡及其應(yīng)用[J]. 邵曼君. 物理. 1998(01)
[10]高溫環(huán)境掃描電鏡(KYKY1500)Ⅰ.成像原理及儀器特點(diǎn)[J]. 余健業(yè),謝信能,劉廷壁,邵曼君,黃蘭友. 電子顯微學(xué)報(bào). 1997(01)
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