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高压铸造用水溶性盐芯的研究

2020-12-08阅读(561)

高压铸造用水溶性盐芯的研究

论文摘要

水溶性盐芯溃散性好,便于清理,可应用在金属铸造中,但在内腔形状复杂铸件的挤压铸造过程中,现有的盐芯容易破碎。本文研究目的是研制用于铝合金挤压铸造的高强度的水溶性盐芯。本文采用金属型铸造工艺,研究了NaCl-Na2SO4、NaCl-Na2CO3和Na2CO3-Na2SO4二元盐芯的抗弯强度,以及陶瓷颗粒（晶须）增强NaCl和Na2SO4复合盐芯的抗弯强度,同时研究了盐芯的成形特征。主要结论如下:（1）二元盐芯表面粗糙度比单元盐芯的低。NaCl-Na2SO4和NaCl-Na2CO3二元系盐芯在凝固时会形成缩孔,而Na2CO3-Na2SO4二元系盐芯无缩孔。（2）NaCl-Na2SO4和NaCl-Na2CO3二元系盐芯的抗弯强度比单元盐芯的高,在亚共晶成分或过共晶成分处,强度最高。当Na2SO4成分为30mol%时,NaCl-Na2SO4二元系盐芯具有最高的抗弯强度20.9MPa,而当Na2SO4成分在40-90mol%之间时,NaCl- Na2SO4二元盐芯出现裂纹或断裂。当Na2CO3成分为30mol%时,NaCl-Na2CO3二元系盐芯具有最高的抗弯强度21.5MPa。Na2CO3-Na2SO4二元系盐芯强度较低,当Na2SO4成分为70mol%时,具有最高抗弯强度为5.8MPa。（3）Al2O3颗粒（48-75μm）增强NaCl和Na2SO4复合盐芯。复合盐芯表面存在折皱和凹凸,且Na2SO4复合盐芯折皱更多。颗粒的加入细化了复合盐芯等轴晶区晶粒。当颗粒加入量超过最大添加量时,复合盐芯会形成缩孔。Al2O3颗粒含量增加,则NaCl复合盐芯的线收缩率下降,Na2SO4复合盐芯的线收缩率先下降后上升。Al2O3颗粒的加入增加了复合盐芯的水溶时间。（4）复合盐芯的抗弯强度随增强体含量增加而增加。对Al2O3颗粒、SiO2颗粒、硼酸铝晶须分别增强NaCl盐芯,当Al2O3颗粒（48-75μm）含量为33.3wt%时,复合盐芯具有最高抗弯强度,达到20.2MPa。对Al2O3颗粒、MgO颗粒、SiO2颗粒、硼酸铝晶须分别增强Na2SO4盐芯,当SiO2颗粒含量为21.7wt%,复合盐芯具有最高抗弯强度,达到16.2MPa。（5）设计了一套用于制备复杂形状水溶性盐芯的挤压铸造模具。使用NaCl作基体盐,加入28.5wt%的Al2O3颗粒（48-75μm）作增强体,通过挤压铸造制备了一种形状复杂的水溶性盐芯,本体抗弯强度可达到21.29MPa。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 水溶性盐芯
  • 1.2 理想水溶性盐芯具备的性能
  • 1.3 水溶性盐芯的制备技术
  • 1.3.1 熔融浇注法
  • 1.3.2 压制烧结法
  • 1.3.3 常规粘结法
  • 1.4 水溶性盐芯制备技术的比较分析
  • 1.5 常用于水溶性盐芯制作的盐类
  • 1.6 本文的研究意义及研究内容
  • 1.6.1 本文的研究意义
  • 1.6.2 本文的研究内容
  • 第二章 二元盐芯的研究
  • 2.1 实验方法
  • 2.2 二元盐芯的成形特征
  • 2.2.1 二元盐芯的表面质量
  • 2.2.2 二元盐芯的凝固收缩性能
  • 2.3 二元盐芯的强度
  • 2SO4 二元盐芯的强度'>2.3.1 NaCl-Na2SO4二元盐芯的强度
  • 2CO3 二元盐芯的强度'>2.3.2 NaCl-Na2CO3二元盐芯的强度
  • 2CO3-Na2SO4二元盐芯的强度'>2.3.3 Na2CO3-Na2SO4二元盐芯的强度
  • 2.4 二元盐芯的微观组织
  • 2SO4 二元盐芯的微观组织'>2.4.1 NaCl-Na2SO4二元盐芯的微观组织
  • 2CO3 二元盐芯的微观组织'>2.4.2 NaCl-Na2CO3二元盐芯的微观组织
  • 2.4.3 二元盐芯的断口
  • 2.5 二元盐芯的强化机理分析
  • 2.6 本章小结
  • 第三章 无机盐-陶瓷复合水溶性盐芯的研究
  • 3.1 试验材料
  • 3.2 复合盐芯的制备工艺
  • 3.3 复合盐芯性能测试方法
  • 3.3.1 复合盐芯抗弯强度试验
  • 3.3.2 复合盐芯收缩率的测定
  • 3.3.3 复合盐芯的水溶性试验
  • 3.3.4 复合盐芯的吸湿性试验
  • 3.4 复合盐芯的铸造成形特征
  • 3.4.1 复合盐芯的表面质量分析
  • 3.4.2 复合盐芯的宏观组织分析
  • 3.4.3 复合盐芯的收缩分析
  • 3.4.4 复合盐芯的抗弯强度
  • 3.4.5 复合盐芯的水溶性分析
  • 3.4.6 复合盐芯的吸湿性分析
  • 3.5 陶瓷颗粒增强复合水溶性盐芯的机理研究
  • 3.5.1 复合盐芯的增强机理分析
  • 3.5.2 陶瓷颗粒增强复合盐芯的影响因素
  • 3.6 复合盐芯的循环使用
  • 3.7 本章小结
  • 第四章 复杂形状水溶性盐芯的制备
  • 4.1 复杂形状盐芯挤压模具的设计
  • 4.2 复杂形状盐芯的制备和分析
  • 4.2.1 复杂形状盐芯的制备
  • 4.2.2 试验结果分析
  • 4.3 模具改进后的试验结果
  • 4.4 本章小结
  • 全文结论
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间取得的研究成果
  • 致谢

    • 相关论文文献

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