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数字化无模冷冻铸造成形方法研究 被引量:5
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作者 单忠德 杨浩秦 +1 位作者 刘丰 王怡飞 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期4321-4328,共8页
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... 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。 展开更多
关键词 无模成形 冷冻铸造 微观组织 绿色铸造
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基于酯硬化碱性酚醛树脂的无模砂型打印 被引量:4
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作者 赵洪锋 单忠德 +1 位作者 刘丰 臧勇 《铸造》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期309-312,318,共5页
选择一种酯硬化碱性酚醛树脂进行单道砂型打印和基础零件打印。针对阶梯痕问题,将无模砂型打印成形技术与切削加工技术结合,进行了无模砂型复合成形实验。实验结果表明:打印单道砂型时,随着预混固化剂含量的增加,砂型截面固化宽度增大,... 选择一种酯硬化碱性酚醛树脂进行单道砂型打印和基础零件打印。针对阶梯痕问题,将无模砂型打印成形技术与切削加工技术结合,进行了无模砂型复合成形实验。实验结果表明:打印单道砂型时,随着预混固化剂含量的增加,砂型截面固化宽度增大,固化厚度减小;随着喷头移动速度的增大,砂型固化截面固化宽度与厚度都减小;基于酯硬化酚醛树脂的无模砂型打印是可行的;基于打印与切削的无模砂型复合成形技术,可以增大砂型打印分层厚度,提高打印效率,解决砂型打印表面的阶梯痕问题。 展开更多
关键词 无模铸造 砂型打印 砂型切削 复合成形
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冷冻铸造A356铝合金微观组织分析 被引量:2
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作者 杨浩秦 单忠德 +1 位作者 刘丰 王怡飞 《工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第8期1331-1337,共7页
基于数字化无模冷冻铸造精密成形技术实现了冷冻砂型的快速成形,对其浇注A356高温铝合金获得冷冻铸造平板试件.采用电子探针显微分析技术对冷冻铸造和树脂砂型铸造铸件微量元素的分布进行了表征,同时对冷冻铸造和树脂砂型铸造铸件断裂... 基于数字化无模冷冻铸造精密成形技术实现了冷冻砂型的快速成形,对其浇注A356高温铝合金获得冷冻铸造平板试件.采用电子探针显微分析技术对冷冻铸造和树脂砂型铸造铸件微量元素的分布进行了表征,同时对冷冻铸造和树脂砂型铸造铸件断裂形貌进行了分析.结果表明,冷冻铸造Si元素在铝基体相中的溶解度较树脂砂型铸造显著提高,冷冻铸造较树脂砂型铸造试件中Mg元素分布均匀,树脂砂型铸造试件中出现较多的Mg元素成分偏析区;冷冻铸造试件断裂方式为韧性和脆性的混合断裂模式,树脂砂型铸造试件的断裂形貌为解理台阶破坏形貌和长方状的撕裂结构形貌,合金偏向于脆性断裂. 展开更多
关键词 冷冻铸造 无模成形 绿色铸造 成分分布 断口形貌
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冷冻砂型高精高效制备过程研究 被引量:2
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作者 杨浩秦 单忠德 +1 位作者 刘丰 王怡飞 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期1254-1259,共6页
对采用数字化无模铸造精密成形技术制备铸造用冷冻砂型的高精高效成形过程进行了研究,基于砂型尺寸精度控制和局部瞬态热场分析对冷冻砂型的切削加工参数进行联合约束,优化得到适于冷冻砂型加工制造过程的工艺参数,在切削刀具进给速度10... 对采用数字化无模铸造精密成形技术制备铸造用冷冻砂型的高精高效成形过程进行了研究,基于砂型尺寸精度控制和局部瞬态热场分析对冷冻砂型的切削加工参数进行联合约束,优化得到适于冷冻砂型加工制造过程的工艺参数,在切削刀具进给速度100 mm/s、主轴转速4000 r/min、切削深度4 mm、切削宽度12.8 mm条件下,通过数字化无模成形技术制备出的冷冻砂型尺寸精度较高,冷冻砂型切削区域局部瞬态温度较低,该切削参数适用于冷冻砂型的长时稳定低温制备加工过程,可实现冷冻砂型的高精高效制造。 展开更多
关键词 无模成形 绿色铸造 瞬态温度 低温制备
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Hybrid forming mechanism of patternless casting and laser cladding
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作者 Zhongde SHAN Fuzhen SUN Yang LIU 《Frontiers of Mechanical Engineering》 SCIE CSCD 2019年第4期393-401,共9页
In accordance with the requirement of manufacturing dies quickly and economically,a hybrid forming method of stamping dies for automobile panels is proposed.The method combines digital patternless casting and high-pow... In accordance with the requirement of manufacturing dies quickly and economically,a hybrid forming method of stamping dies for automobile panels is proposed.The method combines digital patternless casting and high-power laser cladding.An experimental study is conducted on the hybrid forming process and its trial production and application in the manufacturing of stamping dies for typical panels.Results prove that the laser cladding layer exceeds HRC60(Rockwell hardness)and thus meets the production efficiency requirement of automobile dies.The rate of defects is well controlled.Compared with traditional technology,this technology has remarkable advantages and advancement. 展开更多
关键词 patternless casting laser cladding hybrid forming rapid tooling
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优质高效砂型/芯复合成形工艺研究 被引量:5
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作者 刘丽敏 单忠德 +1 位作者 杨颜绮 顾兆现 《铸造技术》 CAS 2019年第12期1281-1285,共5页
基于无模铸造精密成形技术提出了一种数字化砂型挤压切削一体化复合成形方法,选取两个典型件作为研究对象,研究了砂型挤压成形数字化建模,优化了切削成形路径;通过实验对比研究了砂型切削成形工艺和砂型挤压/切削复合成形工艺。结果表明... 基于无模铸造精密成形技术提出了一种数字化砂型挤压切削一体化复合成形方法,选取两个典型件作为研究对象,研究了砂型挤压成形数字化建模,优化了切削成形路径;通过实验对比研究了砂型切削成形工艺和砂型挤压/切削复合成形工艺。结果表明,砂型挤压/切削复合成形工艺所获砂型的节砂量约34%~39%,节时约50%~55%,验证了砂型挤压/切削复合成形工艺可作为优质、高效、绿色砂型制造方法。 展开更多
关键词 无模铸造精密成形技术 砂型挤压/切削复合成形工艺 数字化建模 成形路径优化 节砂量
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数字化挤压梯度砂型性能及补压距离研究
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作者 姜二彪 单忠德 +1 位作者 程光 杨浩秦 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期118-125,共8页
作为一种新的无模铸造成形工艺,挤压切削一体化成形技术突破常规铸型制造方法,给梯度砂型的制备提供了新思路。在梯度砂型成形过程中,对砂型型面层的补压会引起其强度、透气性能及型面层厚度的变化,进而影响铸件性能。针对该问题,从强... 作为一种新的无模铸造成形工艺,挤压切削一体化成形技术突破常规铸型制造方法,给梯度砂型的制备提供了新思路。在梯度砂型成形过程中,对砂型型面层的补压会引起其强度、透气性能及型面层厚度的变化,进而影响铸件性能。针对该问题,从强度、透气性和切削力等方面对不同型腔深度的梯度砂型型面层进行了研究。结果发现,对于相同型腔深度砂型,补压位移对砂型型面层性能影响很大,当补压位移在2~12 mm范围内时,补压位移越大,则砂型型面层强度越高,透气性越小,切削力越大。综合考虑砂型型面层透气性、强度和切削力,得到了不同型腔深度砂型的最优补压距离,并通过ZL114A铝合金浇注试验验证了梯度砂型的优越性。 展开更多
关键词 无模铸造 梯度砂型 近净成形 挤压成形
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数字化砂箱型砂填充路径规划及工艺试验研究 被引量:3
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作者 张帅 单忠德 +1 位作者 顾兆现 张杰 《铸造》 CAS CSCD 北大核心 2016年第8期713-717,共5页
为实现自硬树脂砂砂型数字化柔性近净成形过程中型砂填充砂箱路径的合理规划和提高砂型造型质量,研究了填砂路径间距,获得了填砂路径间距的有效范围和常见的填砂路径。通过仿真和试验分析了填砂器运动速度与砂型充型效果之间的关系,为... 为实现自硬树脂砂砂型数字化柔性近净成形过程中型砂填充砂箱路径的合理规划和提高砂型造型质量,研究了填砂路径间距,获得了填砂路径间距的有效范围和常见的填砂路径。通过仿真和试验分析了填砂器运动速度与砂型充型效果之间的关系,为提高砂型造型效率和优化砂型造型质量提供了理论依据。 展开更多
关键词 无模铸造 近净成形 砂型造型 填砂路径 路径规划
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Method for near-net forming of a sand mold with digital flexible extrusion technology
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作者 Shuai Zhang Zhong-de Shan +1 位作者 Jing-wei Ji Zhao-xian Gu 《China Foundry》 SCIE 2017年第6期492-497,共6页
In order to further improve the precision forming efficiency of a sand mold digital patternless casting and reduce the amount of sand mold cutting, a method for near-net forming of the sand mold with digital flexible ... In order to further improve the precision forming efficiency of a sand mold digital patternless casting and reduce the amount of sand mold cutting, a method for near-net forming of the sand mold with digital flexible extrusion technology was put forward. The theory, optimization algorithm and technology for sand mold nearnet forming were studied. Experimental results show that the sand mold forming efficiency can be increased by 34%, and the molding sand can be reduced by 44%. The method for near-net forming of a sand mold with digital flexible extrusion technology can effectively promote the application of digital patternless casting technology in the mass production of castings and thus greatly improves the efficiency and automation of sand mold manufacturing. 展开更多
关键词 patternless casting technology near-net forming sand mold flexible extrusion technology geometric packing
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基于复杂铸件无模复合成形技术高精度铸型组装控制方法研究 被引量:2
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作者 洪海春 杨文亮 +4 位作者 魏宗磊 徐继福 沈鑫 张鵾 单宝珍 《铸造技术》 CAS 2020年第10期925-929,共5页
采用复杂铸件无模复合成形技术快速制作砂型模具,通过设置3D打印检具直接控制铸型组装精度和砂型坎合结构间接控制铸型组装精度两组对比试验,研究了两种控制方式的组装精度误差。通过扫描分析研究了砂型组装后型芯的偏心距D。结果表明,... 采用复杂铸件无模复合成形技术快速制作砂型模具,通过设置3D打印检具直接控制铸型组装精度和砂型坎合结构间接控制铸型组装精度两组对比试验,研究了两种控制方式的组装精度误差。通过扫描分析研究了砂型组装后型芯的偏心距D。结果表明,通过3D打印检具直接控制组装精度的方式,偏心距误差值最小,可获得组装精度较高的铸型。 展开更多
关键词 复杂铸件无模复合成形技术 砂型模具 3D打印检具 坎合结构
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无模铸造成形技术在材控专业人才培养中的应用 被引量:1
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作者 朱福先 卢雅琳 +1 位作者 周金宇 左健民 《江苏理工学院学报》 2014年第6期115-118,共4页
基于先进的无模铸造成形技术,开展了材料成型及控制工程专业的人才培养应用与实践。将无模铸造成形技术应用于铸造工艺实验、专业认知实践、毕业设计、大学生创新计划等教学环节,提高了人才培养质量,培养了学生的创新意识,提升了学生工... 基于先进的无模铸造成形技术,开展了材料成型及控制工程专业的人才培养应用与实践。将无模铸造成形技术应用于铸造工艺实验、专业认知实践、毕业设计、大学生创新计划等教学环节,提高了人才培养质量,培养了学生的创新意识,提升了学生工程实践能力。 展开更多
关键词 无模铸造 材料成型及控制工程 人才培养
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