消失模铸造液—液复合Al/Mg双合金的界面研究
发布时间：2021-08-07 03:25
铝合金与镁合金拥有诸多优点,在航空航天、汽车、电子等领域应用非常广泛。然而,在很多情况下,单一材料往往难以完全满足综合性能的要求。如果将铝合金和镁合金相结合制备成Al/Mg双合金,使铝、镁合金做到性能上优势互补,实现综合性能的要求。消失模铸造是一种适合生产复杂铸件的近净成形技术,将消失模铸造应用于Al/Mg双合金材料的制备可直接成形Al/Mg双合金精密铸件,具有较大的理论和实际意义。本文采用消失模铸造液-液复合工艺来制备Al/Mg双合金,通过设置中间金属隔层来防止金属液的混液现象,成功地实现了铝合金和镁合金的冶金复合。主要研究了隔层材料、隔层厚度及浇注温度对消失模铸造液-液复合Al/Mg双合金界面的影响,分析了Al/Mg双合金的宏观形貌、微观形貌、界面的物相组成与元素分布、缺陷特征、硬度以及结合强度等微观组织和力学性能特征,并对Al/Mg双合金的界面形成机理进行了探讨。采用消失模铸造液-液复合工艺并设置铝中间隔层成功制备了Al/Mg双合金,得到了均匀致密且具有良好冶金结合的Al/Mg双合金。镁合金基体与铝合金基体之间产生了两个反应层:靠近镁侧的反应层是由Al12M...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
表面合金化原理示意图
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文7图1-2 试验工艺过程Fig. 1-2 The forming process of surface alloying1.3.2 消失模铸造液-液复合碳钢/高铬铸铁衬板矿山生产中所使用的球磨机的主要易磨损部件是球磨机衬板。由于磨机运转中，主要由衬板受到所运输物料和介质的冲击和磨损以及矿浆的腐蚀，所以形成了衬板的冲击磨损，除此之外还有疲劳磨损、磨料磨损和剪切磨损以及化学腐蚀，使得衬板成为了矿山生产活动中的主要磨损件和主要成本支出[34-38]。传统使用的衬板一般由高锰钢、合金钢制造，其寿命普遍不到十个月，因此需要对耐湿磨衬板进行技术改造。肖小峰等人用消失模铸造双液双金属技术开发出了碳钢-高铬铸铁的耐湿磨衬板，用于矿用球磨机[39]。成功的将高铬铸铁的高耐腐蚀、高强度和耐磨损性能与碳钢的高韧性和高延展性结合于一体，不仅解决了以往生产衬板时的硬度与韧性的矛盾，而且降低了生产成本。其工艺流程为先制作泡沫模样，涂料，然后埋砂造型，浇注时先浇注高铬铸铁
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文8图1-3 消失模铸造原理图：（a）步骤1:填砂、紧实 （b）步骤2:浇注高铬铸铁 （c）步骤3:浇注碳钢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-液复合法生产双金属复合锤头如图1-4所示为使用液-液复合方法生产双金属复合锤头的铸造工艺图[40-45]。复合工艺流程为:先制作EPS模样，然后将经稀盐酸清洗烘干的钢结构(其作用是隔离两种金属液)置于EPS模样中，钢结构制成箱型结构，一端开口 ，要求在浇注高铬铸铁时，钢结构不能被熔穿。粘浇注系统后，刷涂料三次并在40℃下烘干，进行浇注。而且浇注顺序采用先浇注高铬铸铁、后浇注高锰钢的方式。
【参考文献】：
期刊论文
[1]浇注温度对消失模铸造固-液复合Al-Mg双合金界面层的影响[J]. 李广宇,樊自田,蒋文明,江再良,刘鑫旺,刘富初. 特种铸造及有色合金. 2017(05)
[2]Mg/Al液固双金属复合材料的界面及相组成[J]. 赵成志,李增贝,张贺新,杜德顺,符策鹄,余娇娇. 哈尔滨工程大学学报. 2014(11)
[3]真空低压消失模壳型铸造和消失模铸造铝合金组织和性能对比[J]. 蒋文明,樊自田,刘德均. 中国有色金属学报. 2013(01)
[4]消失模铸造技术现状及发展趋势[J]. 樊自田,蒋文明. 铸造. 2012(06)
[5]铝(镁)合金消失模铸造近净成形技术研究进展[J]. 樊自田,蒋文明,赵忠. 中国材料进展. 2011(07)
[6]国内消失模铸造关键性功能型设备和生产线的现状和展望[J]. 高成勋,孙黄龙,戴亚坤,刘伟明. 铸造设备与工艺. 2010(05)
[7]铝镁合金消失模铸造技术研究及应用新进展[J]. 樊自田,赵忠,蒋文明. 铸造设备与工艺. 2009(05)
[8]镁合金负压消失模铸造充型过程的研究[J]. 刘子利,吴国华,丁文江,卢晨,朱燕萍. 铸造. 2002(04)
[9]环境扫描电镜及其应用[J]. 邵曼君. 物理. 1998(01)
[10]高温环境扫描电镜（KYKY1500）Ⅰ.成像原理及仪器特点[J]. 余健业,谢信能,刘廷壁,邵曼君,黄兰友. 电子显微学报. 1997(01)
本文编号：3326982
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
表面合金化原理示意图
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文7图1-2 试验工艺过程Fig. 1-2 The forming process of surface alloying1.3.2 消失模铸造液-液复合碳钢/高铬铸铁衬板矿山生产中所使用的球磨机的主要易磨损部件是球磨机衬板。由于磨机运转中，主要由衬板受到所运输物料和介质的冲击和磨损以及矿浆的腐蚀，所以形成了衬板的冲击磨损，除此之外还有疲劳磨损、磨料磨损和剪切磨损以及化学腐蚀，使得衬板成为了矿山生产活动中的主要磨损件和主要成本支出[34-38]。传统使用的衬板一般由高锰钢、合金钢制造，其寿命普遍不到十个月，因此需要对耐湿磨衬板进行技术改造。肖小峰等人用消失模铸造双液双金属技术开发出了碳钢-高铬铸铁的耐湿磨衬板，用于矿用球磨机[39]。成功的将高铬铸铁的高耐腐蚀、高强度和耐磨损性能与碳钢的高韧性和高延展性结合于一体，不仅解决了以往生产衬板时的硬度与韧性的矛盾，而且降低了生产成本。其工艺流程为先制作泡沫模样，涂料，然后埋砂造型，浇注时先浇注高铬铸铁
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文8图1-3 消失模铸造原理图：（a）步骤1:填砂、紧实 （b）步骤2:浇注高铬铸铁 （c）步骤3:浇注碳钢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-液复合法生产双金属复合锤头如图1-4所示为使用液-液复合方法生产双金属复合锤头的铸造工艺图[40-45]。复合工艺流程为:先制作EPS模样，然后将经稀盐酸清洗烘干的钢结构(其作用是隔离两种金属液)置于EPS模样中，钢结构制成箱型结构，一端开口 ，要求在浇注高铬铸铁时，钢结构不能被熔穿。粘浇注系统后，刷涂料三次并在40℃下烘干，进行浇注。而且浇注顺序采用先浇注高铬铸铁、后浇注高锰钢的方式。
【参考文献】：
期刊论文
[1]浇注温度对消失模铸造固-液复合Al-Mg双合金界面层的影响[J]. 李广宇,樊自田,蒋文明,江再良,刘鑫旺,刘富初. 特种铸造及有色合金. 2017(05)
[2]Mg/Al液固双金属复合材料的界面及相组成[J]. 赵成志,李增贝,张贺新,杜德顺,符策鹄,余娇娇. 哈尔滨工程大学学报. 2014(11)
[3]真空低压消失模壳型铸造和消失模铸造铝合金组织和性能对比[J]. 蒋文明,樊自田,刘德均. 中国有色金属学报. 2013(01)
[4]消失模铸造技术现状及发展趋势[J]. 樊自田,蒋文明. 铸造. 2012(06)
[5]铝(镁)合金消失模铸造近净成形技术研究进展[J]. 樊自田,蒋文明,赵忠. 中国材料进展. 2011(07)
[6]国内消失模铸造关键性功能型设备和生产线的现状和展望[J]. 高成勋,孙黄龙,戴亚坤,刘伟明. 铸造设备与工艺. 2010(05)
[7]铝镁合金消失模铸造技术研究及应用新进展[J]. 樊自田,赵忠,蒋文明. 铸造设备与工艺. 2009(05)
[8]镁合金负压消失模铸造充型过程的研究[J]. 刘子利,吴国华,丁文江,卢晨,朱燕萍. 铸造. 2002(04)
[9]环境扫描电镜及其应用[J]. 邵曼君. 物理. 1998(01)
[10]高温环境扫描电镜（KYKY1500）Ⅰ.成像原理及仪器特点[J]. 余健业,谢信能,刘廷壁,邵曼君,黄兰友. 电子显微学报. 1997(01)
本文编号：3326982
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