蒋文明
,
樊自田
,
廖德锋
,
赵忠
,
董选普
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2010.08.014
针对真空低压消失模壳型铸造工艺中采用的薄壳在失模中易于开裂现象,对失模工艺进行系统研究,考察失模方式、温度对薄壳失模的影响,并结合EPS泡沫材料热失重分析和泡沫模温度场分布规律,分析薄壳开裂机制.结果表明:随炉升温失模过程中,型壳失水收缩缓慢,强度逐渐提高,型壳不易开裂;高温400℃以上直接放入失模,型壳放入不久均开裂,主要由于型壳急速失水收缩受阻所致,而经长时间预烘型壳高温直接放入失模,型壳不开裂;低温250～300℃直接放入失模,型壳收缩相对较慢,主要受到泡沫模的膨胀力作用,膨胀力与失模温度,时间及泡沫模有关.得到低温直接放入时模样厚度与失模温度关系式,模样越厚,所需失模温度越低.
关键词:
消失模壳型铸造
,
失模
,
开裂
,
收缩
,
膨胀力
赵忠
,
罗强
,
樊自田
,
董选普
稀有金属材料与工程
在Mg9AlZnY合金基础上添加不同含量Gd元素,采用消失模铸造成形,研究其组织性能变化.结果发现,随着Gd含量的增加,Mg9AlZnY合金中的β-Mg17Al12相形成数量显著减少,并由连续网状结构转变为断续状和颗粒状结构.含Gd的Mg9AlZnY合金组织主要由α-Mg固溶体、β-Mg17Al12相和分布在α-Mg晶界的少量棒状Al2Y相和块状Al2Gd相组成.Al2Y和Al2Gd相热稳定性好,在高温下对晶界具有钉扎作用,防止晶界滑移,提高了晶界的高温强度.当Gd含量在0.9％(质量分数)左右时,经T6热处理后室温的抗拉强度为235 MPa,200℃高温抗拉强度为156 MPa,分别比Mg9AlZnY合金提高了11.9％和28.9％.
关键词:
镁合金
,
消失模铸造
,
稀土
,
组织
,
性能
陈东风
,
董选普
,
樊自田
,
马戎
材料热处理学报
采用消失模铸造工艺,进行了镁合金表面制备合金化/陶瓷化复合层研究.选用金属铝粉作为合金化主要元素,PbO-ZnO-Na2O系低温玻璃粉为制备陶瓷涂层的主要材料.在真空度为-0.06 MPa,温度为800℃条件下浇注,在基体的表面形成了一定厚度合金化/陶瓷化复合层,用来提高基体的耐磨和耐蚀性.扫描电镜、线扫描分析、能谱分析用于研究复合层的微观组织结构和成分分布.与单一的表面陶瓷化相比,表面的陶瓷层和合金层形成良好的结合界面.显微硬度测试表明,从表面至基体复合层的硬度成梯状分布,硬度值的变化与单一的内瓷层相比有一个过渡区,合金层有利于提高表面陶瓷层与基体的界面结合质量.
关键词:
消失模铸造
,
镁合金
,
复合层
,
结合界面
,
显微硬度
陈东风
,
董选普
,
张雄
,
徐倩
,
樊自田
功能材料
以AZ91D合金为基体,金属铝粉作为主要的合金化元素,自制了性能优良的合金化涂料,利用消失模铸造工艺制备了表面复合材料.在温度780℃、负压度-0.02MPa条件下进行浇注,研究发现在镁合金基体表面有大量的新相生成,利用扫面电镜和电子能谱对组织进行分析,当合金化涂料厚度从0.3mm增加到0.5mm时,复合层的厚度也随之增加,可达到300微米,并且组织均匀、致密.硬度测试和模拟海水腐蚀试验表明,表面复合层最高硬度可以达到基体的3倍左右;并且腐蚀速率与铸态的AZ91D相比降低了5倍左右.
关键词:
镁合金
,
消失模
,
显微硬度
,
复合材料
陈东风
,
董选普
,
马戎
,
樊自田
,
张磊
功能材料
利用消失模铸造工艺,以PbO-ZnO系低温玻璃粉作为主要的陶瓷化材料,进行了镁合金表面陶瓷化研究.利用SEM、XRD、线能谱分析和极化曲线等手段研究了镁合金表面陶瓷涂层的组织结构、相组成和元素的分布,测试了陶瓷层的耐腐蚀性能.结果表明,在基体的表面形成厚度为40～80μm左右的陶瓷涂层,涂层的主要成分有低温玻璃粉组成,并且成分组成由表层到基体变化明显,与基体之间形成了良好的结合界面.通过电化学性能测试表明,表面陶瓷层的腐蚀电位大幅度的提高,腐蚀电流密度降低,经过表面陶瓷化的镁合金耐腐蚀性能得到了提高.
关键词:
镁合金
,
消失模铸造
,
表面陶瓷涂层
,
低温玻璃粉
张磊
,
董选普
,
李继强
,
王爱华
,
罗可
,
樊自田
中国有色金属学报
研究时效处理对挤压态Mg-15Gd-3Y合金显微硬度及力学性能的影响,采用透射电镜对时效析出相的形态进行分析.结果表明:225 ℃、14 h时效时合金获得最高硬度,为135 HV,此时,晶内弥散析出许多纳米β′亚稳相,且与基体有着良好的共格匹配性,使合金获得较高强度和硬度,同时塑性降低;在225 ℃、70 h过时效作用下,纳米β′亚稳相原位长大成β稳定相,且与基体失去共格匹配性,降低合金的强度和硬度,同时塑性有所回升;合金的最高强度出现在200 ℃、100 h时效处,此时,抗拉强度达到446.67 MPa,合金中的β′亚稳相呈蠕虫状,沿亚晶界分布,有效地阻碍亚晶界和位错的运动,从而强化合金.
关键词:
镁合金
,
挤压镁合金
,
Mg-15Gd-3Y合金
,
时效强化
,
显微组织
,
力学性能
李风光
,
唐世艳
,
刘富初
,
樊自田
航空材料学报
doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2016.6.014
为了解决氧化铝基陶瓷型芯不易脱芯的难题，加入一定量的淀粉作为成孔剂。以白刚玉粉为基体材料、石蜡和蜂蜡为增塑剂、二氧化硅粉和氧化镁粉为矿化剂，采用热压注法制备氧化铝基陶瓷型芯；制备工艺参数如下：浆料温度为90℃、热压注压力为0.5 MPa、保压时间为25 s；研究不同淀粉加入量对氧化铝基陶瓷型芯性能的影响。结果表明：在烧结过程中，样品中淀粉的烧失，增大了氧化铝基陶瓷型芯内部的孔隙率；随着淀粉加入量的增加，氧化铝基陶瓷型芯的室温抗弯强度降低、显气孔率增大、溶失性增大、体积密度减小；经1560℃烧结2.5 h后，淀粉加入量为8%的氧化铝基陶瓷型芯综合性能最好，其室温抗弯强度为24.8 MPa、显气孔率为47.98%、溶失性为1.92 g/h、体积密度为1.88 g/cm3。
关键词:
氧化铝基陶瓷型芯
,
淀粉
,
室温抗弯强度
,
显气孔率
,
溶失性
董选普
,
樊自田
,
黄乃瑜
材料科学与工程学报
doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2005.03.009
采用X射线光电子能谱技术(XPS)对消失模镁合金铸件的表面成分进行了测定,结果表明消失模镁合金铸件表面元素成分为Mg、Al、C、O、Si;结合对镁合金液和消失模样界面间的化学反应分析,揭示了消失模镁合金铸件表面是由MgO、Al2O3、SiO2和无定型C等组成的一层薄膜,即消失模镁合金铸件表面的Al2O3-SiO2-MgO-C复合膜;该复合膜对提高镁合金表面的防腐蚀性有很好的作用;提出了镁合金消失模表面膜的结构模型.这些结果表明,消失模技术作为镁合金零件的成形方法具有独特的优势.
关键词:
镁合金
,
消失模铸造
,
表面膜
樊自田
,
蒋文明
,
赵忠
中国材料进展
阐述了铝（镁）合金消失模铸造技术的研究现状，着重介绍了铝（镁）合金消失模铸造在金属液充型、振动凝固、压力凝固以及消失模壳型铸造等技术方面的最新研究进展。研究表明，铝（镁）合金在消失模铸造过程中，需重点解决针孔、缩松等缺陷，提高液态合金的充型能力和铸件的力学性能；通过采用振动凝固和压力凝固的手段，可以提高金属液充型能力、细化组织、提高组织致密性，明显提高铸件力学性能。真空低压消失模壳型铸造技术，可以解决普通消失模铸造易于出现的孔洞和夹杂等缺陷以及浇不足和浇注温度高等问题，是一种生产复杂薄壁高质量铝、镁合金精密铸件的新方法。
关键词:
铝镁合金
,
消失模铸造
,
振动凝固
,
压力凝固
,
消失模壳型铸造
李继强
,
樊自田
,
王元庆
材料导报
镁合金由于其具有密度小,比强度、比刚度高,减振性、导热性、电磁屏蔽和抗辐射能力强,易切屑加工,易回收,资源丰富等一系列优点,成为21世纪最具开发前景的轻质结构材料,但由于镁合金合金系列少、强度低,限制了镁合金应用的范围.概述了近几十年AZ91镁合金的增强改性研究进展状况,分析了变质、机械震动、熔体混合等物理改性方法和添加Ca+Si(Re)、Cd+MM、Y、Sc等化学改性方法的原理及其优缺点,讨论了各种物理及化学改性后对AZ91镁合金组织性能的影响.
关键词:
AZ91镁合金
,
变质
,
合金化
