数字化无模冷冻铸造成形方法研究

来源期刊：稀有金属材料与工程2020年第12期

论文作者：单忠德 杨浩秦 刘丰 王怡飞

文章页码：4321 - 4328

关键词：无模成形;冷冻铸造;微观组织;绿色铸造;

摘    要：提出了一种数字化无模冷冻铸造成形方法。其原理是用纯水做砂型铸造用粘接剂,预混适量水分的型砂颗粒通过低温冻结后形成冷冻砂坯,然后进行基于减材制造成形原理的冷冻砂型切削的新技术。揭示了包覆型砂颗粒的水膜通过低温相变后冻结成冰晶粘接桥的微观形貌演化规律,发现冷冻砂型的强度是由冰晶颗粒和型砂颗粒的界面结合作用产生的,并且随着冷冻温度降低,砂型抗拉强度显著增加。同时系统地开展了A356铝合金在冷冻砂型中的凝固成形机理研究,包括冷冻砂型中铸件凝固的铸态微观组织、成分分布及力学行为。结果表明:随着凝固速率提高,组织中初生α-Al相的二次枝晶臂间距（SDAS）显著减小,晶粒明显细化,Si元素在基体中的溶解度增大。试件抗拉强度、塑性值和微观硬度值均显著升高,金属构件尺寸精度可达CT8级。