浇注了不同碳当量的高压油缸端盖球铁件,采用金相、拉伸和硬度测试方法,分析了铸件石墨形态、球化率和力学性能。研究结果表明：碳当量在4.03%～4.17%范围时,随着碳当量的升高,石墨的圆整度明显增加;当碳当量达到4.31%时,石墨出现衰退现象。碳当量为4.17%时,高压油缸端盖铸件的抗拉强度和硬度值达到峰值,分别为585 MPa和234 HB。高压油缸端盖铸件的屈服强度随着碳当量的增加呈减小趋势,碳当量从4.03%增加到4.31%时,屈服强度从480 MPa降至358 MPa。

介绍了铸铁连铸型材从实心到空心的发展过程,论述了铸铁空心型材的铸态组织及其力学性能。事实表明,铸铁空心型材具备了"高致密、零缺陷、近终形、强韧兼备"的特性,为制造液压油缸配副零件(如密封端盖、承压环、止推环、扶正套、导向套等)提供了最佳坯材。

球铁油缸,材质QT500-7,铸件重101 kg,外径φ270 mm,内径φ220 mm,壁厚25 mm,高750 mm,一端球面封口。采用立浇工艺,封口向上。原工艺为阶梯浇注系统,在铸件上部安放1个φ120 mm×200 mm冒口,因冒口下缩孔、浇口引入处缩松,缸壁气孔、夹渣,渗漏废品率54%。为了消除铸造缺陷,新工艺根据均衡凝固原理,采用以顶注为主的浇注系统补缩无冒口工艺,用收缩模数法设计直浇道、横浇道、内浇道尺寸,经批量生产验证,消除了缩孔、缩松、气孔、夹渣缺陷。机加工后经250 MPa×5 min水压试验无渗漏。工艺出品率从77%提高到88%。表明采用收缩模数法计算浇注系统尺寸,用浇注系统补缩的无冒口工艺是可靠的。

Q12Y-20×2 500B剪板机油缸铸件,材质QT500-7,由φ310 mm×220 mm圆柱段和外径φ310 mm、内径φ170 mm、长520 mm的套筒段组成,总长740 mm,重325 kg。原采用顺序凝固工艺,将热节圆柱段放在上部,在其上安放1个φ360 mm×300 mm冒口,工艺出品率59%,结果冒口下铸件产生黑斑铸造缺陷,力学性能不合格。后采用均衡凝固工艺,用收缩模数法计算补缩式浇注系统,将套筒段放在上面,取消大冒口,生产实践表明工艺出品率85.4%,消除了黑斑铸造缺陷,达到QT500-7力学性能要求,生产稳定。机械加工后油缸组织致密,无缩孔、缩松缺陷,经32 MPa耐压试验,保压30 min无渗漏、证明均衡凝固工艺技术上是可靠的。

采用选择性激光烧结成形增材制造技术制备AlSi10Mg发动机气缸盖,对比测试了气缸盖产品和拉伸试棒在T6热处理前后的硬度、抗拉强度和断后伸长率的变化。利用激光粒度仪对AlSi10Mg粉末的粒度尺寸分布特征和粒形形貌表征的检测分析,借助金相显微镜和扫描电子显微镜对气缸盖的微观组织特征、共晶硅晶粒和固溶体晶粒的大小进行研究,并对其组织形貌与力学性能之间的对应关系进行了分析探讨。结果表明,热处理前后AlSi10Mg增材制造产品的硬度、抗拉强度和伸长率分别为126 HBW、445 MPa、6.5%和85.8 HBW、335 MPa、11%。

研究了车用发动机大型六缸气缸盖复杂薄壁铸铁件采用湿型粘土砂型铸造工艺,应用传统底注式进气侧浇注系统、中注式排气侧浇注系统,铸件出现严重的气孔、浇不足、冷隔等问题。结果表明,采用顶注式浇注系统,铸件合格率高、工艺出品率高,具有良好的技术经济效果,能降低浇注温度、铸件表面质量良好。

针对人工除渣工作环境恶劣、劳动强度大、存在较大安全隐患等弊端,通过对现有清理用气动式机械手捞渣叉连接臂、连接套、捞渣叉面形状、捞渣叉面与捞渣叉杆夹角等进行设计改造,将电炉熔炼中的捞渣作业由人工变为机械手操作。结果表明,改进后的气动助力捞渣机械手可降低捞渣作业的劳动强度、改善操作者的工作环境、提高捞渣作业的安全性、提高生产效率。有效解决了电炉人工除渣带来的各种弊端,具有推广应用价值。

采用PLC对Y32-200四柱式万能液压机进行了改造,使液压机实现自动和手动操作,提高液压机自动化程度,改造后的液压机具有保压延时,运行平稳,控制精度高等特点。

介绍了三机三流直弧型连续弯曲/矫直板坯连铸机核心装备技术,开发了大容量T型中间罐、重载高低轨式中间罐车、板坯内外弧液压振动装置和L形立式扇形段传动装置。结果表明,三流板坯连铸技术可靠、稳定,实现了大型冶炼炉—连铸—热轧带钢生产节奏的合理匹配,可提高单台铸机产量至300万t,进而减少铸机数量,降低了钢厂的基建投资和后续生产的消耗;开发的新型连铸机,实现了板坯生产的准高效化,符合钢铁工业绿色、低碳发展的趋势。

阐述和分析延伸技术，并提出了具有实际意义的叶片模等分整体设计新思路。通过简单延伸技术转换，将模块叶片槽、内外径等整体加工，按叶片等份进行开料，再加工切割面，从而获得角度均一、符合要求的等分模块。延伸技术的应用有效解决单一叶片模块加工引起的误差，提高加工效率，为精密铸造等分模具提供新的加工途经。