型芯抗弯强度的影响因素及空心型芯的制备技术
高温合金空心叶片用陶瓷型芯的研究进展
新视点ＮＥＷＯＢＳＥＲＶＡＴＯＮ高温合口～‘】Ｚ、．同皿。
面。
金空，ＳＤｔ片用陶瓷型芯的研究进展承ＲｅｖｉｅｗｏｆＣｅｒａｍｉｃＣｏｒｅｆｏｒＳｕｐｅｒａｌｉｏｙＨｏｌｌｏｗＢｌａｄｅ上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室王飞李飞刘河洲王俊孙宝德王飞上海交通大学材料科学与工程学院博士研究生．主要从事高温叶片成型用陶瓷型壳和型芯的研究工作。
提高航空燃气涡轮发动机的性能，首先是要提高涡轮的燃气温度，它决定了动力装置有效功率的实际提高，如燃气温度从１２００℃提高到１３５０℃，油耗率可降低８％。
采用铸造高温合金制成形状复杂的空心叶片可提高涡轮前温度，但由于金属熔・上海市科委２００８重大基础研究项目（０８ｄｊ１４００４０３）。
６０航牢啊造技术・２００９年第１９期由于陶瓷型芯的性能是决定叶片成品率和成品质量的关键因素之一，所以，多年以来发达国家对于陶瓷型芯的研究一直没有停止过，并且将其核心技术视为高度机密不予公开。
陶瓷型芯制造技术一直是空心叶片铸造中的瓶颈，它决定了叶片的尺寸精度、合格率和铸造成本，因此，不断改进陶瓷型芯材料和制造技术十分重要。
点的限制，在合金材料上提高叶片的承温能力目前已经接近极限…，仅依靠提高发动机热端部件材料的热强性已不能满足我们的要求。
因此，不断改善叶片的气冷结构、提高冷却效率已成为涡轮叶片设计与制造者追求的目标［２－３１。
空心气冷叶片是提高发动机涡轮前温度的重要技术之一。
叶片可采用高温合金近净形熔模精密铸造技术制造，该类技术包括近净形铸造工艺设计、熔模材料与精密成形技术、高温陶瓷材料与精密成形技术，高温合金浇注成形与凝固结晶控制技术、铸件后处理与专用工装研究，以及工艺过程中质量控制方法和表征技术研究。
铸造空心叶片的关键是先制造出能形成叶片复杂内腔的陶瓷型芯。
当前，叶片的冷却结构已由传统的对流、回流．撞击扎、气膜冷却等方式发展到高效发散气冷方式，冷却效率已由３００℃左右提高到６００℃以上川。
金属蜂窝夹层结构弯曲性能分析
金属蜂窝夹层结构弯曲性能分析引言金属蜂窝夹层结构因其轻质化、高强度、刚度优异、隔音性能好等特点被广泛应用于航空、汽车、船舶等领域。
其中的弯曲性能对于结构的性能极为关键，能够直接影响结构的使用寿命和安全性能。
因此，研究金属蜂窝夹层结构的弯曲性能分析具有重要的理论和实际意义。
本文将从金属蜂窝夹层结构弯曲特性的影响因素、理论计算方法以及实验验证三个方面来阐述其弯曲性能的分析。
一、金属蜂窝夹层结构弯曲特性的影响因素1.材料性能金属蜂窝夹层结构由两层金属板和一层夹层芯材组成。
其中金属板的材料对于结构的弯曲性能具有很大的影响。
大多数情况下，金属板的弯曲刚度和强度越高，蜂窝夹层结构的弯曲性能就越好。
2.夹层芯材夹层芯材的选择对于结构的弯曲性能也有很大的影响。
一般认为，夹层芯材的厚度约为金属板的1/20，通过选择不同的材料和结构可以达到不同的弯曲刚度和强度。
3.边界条件结构的边界条件指的是结构的支撑和加载方式。
对于金属蜂窝夹层结构，一般使用固定支撑和三点弯曲载荷。
二、理论计算方法对于金属蜂窝夹层结构的弯曲分析，通常采用两种理论计算方法，分别为单元法和板壳理论方法。
1.单元法单元法是基于有限元方法的一种计算弯曲性能的数值计算方法。
它将结构划分为若干个小单元，然后对于每一个小单元进行计算。
最终将得到整个结构的弯曲刚度和强度等性能参数。
2.板壳理论方法板壳理论方法将结构模型简化为平面板或者弯曲应力作用下的壳体，通过公式计算得到结构的弯曲应力和位移等参数。
该方法对于形状较为规则的结构适用性较强，并且计算过程简单。
三、实验验证除了理论计算方法，实验验证也是分析金属蜂窝夹层结构弯曲性能的重要手段。
实验方法主要包括悬臂梁实验、三点弯曲实验、四点弯曲实验等。
1.悬臂梁实验悬臂梁实验是最为常用的实验方法之一，其原理是将一段蜂窝夹层结构的一端固定，另一端加上一个小重物作为载荷，通过测量结构的挠度、荷载力矩等参数来分析其弯曲性能。
2.三点弯曲实验三点弯曲实验是最为常见的实验方法之一，其原理是将蜂窝夹层结构两端固定，将载荷在结构中央的位置上进行施加，通过测量结构的弯曲位移、荷载力矩等参数来分析其弯曲性能。
熔模铸造新型型芯工艺
表2/! 性 能 硅质陶瓷型芯的基本要求 用于钴基合金和不锈钢 #"2 ( )"’ $"$# ( $"$2 ’# ( ’)
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用于真空浇注镍基合金 2"* ( !$"* $"$2 ( $"$; !< ( ’$ !";2 ( ’"$’ ’"*2 ( ’"#&
焙烧后强度 （3456 7*2’ / &2） 8 69: 线膨胀率 （室温 ( ;&$% ， 1） 孔隙率 （1） 体积密度（ 8 = 8 >+ ） 密度（ 8 = 8 >+*） 溶出性 反应性
第二节
一、硅质陶瓷型芯 () 型芯材料 （(）石英玻璃
陶瓷型芯
石英玻璃是硅质陶瓷型芯的基体材料。石英玻璃分透明的和不透明
的两种，前者密度为 *)*(+ , -#" ，后者介于 *)&* . *)&/+ , -#" 之间。石英玻璃是一种过冷 液体，比晶态石英内能高，稳定性差，有自发地向内能更低的晶态转变的趋势。但在常 温下由于它的粘度极大，内部质点很难重新排列。当加热到高温时，石英玻璃的粘度下 降，同时质点热运动动能增大，其内部质点就有可能重新排列，从非晶态转为晶态。一 般透明石英玻璃于 (*&&0 、不透明石英玻璃从 ((&&0 开始转变为方石英，此转变过程 称“析晶” ，同时体积增大。当冷却至 (/& . *1&0 时，方石英又由 !型转变为 "型，同 时体积缩小，见图 / 2 *。
多面体夹芯结构弯曲刚度影响因素分析
夹芯结构具有高比刚度、强度、轻质以及吸能等功能特性，有效提高了产品结构力学性能，被广泛应用于航空航天以及汽车等工程领域[1]。
目前，有关夹芯结构优化设计的研究主要集中在传统夹芯结构研究领域，如泡沫夹芯等，对新型多面体夹芯结构研究内容较少，且针对新型多面体夹芯结构研究主要集中于抗撞性能优化研究方面。
LIANG 等[2]研究了爆炸载荷作用下波纹夹芯结构的动态响应特性；QI [3]等研究冲击载荷方向不确定情况下，正四棱台薄壁结构参数对抗撞性指标的影响；龙四营等[4]利用Kriging 近似方法和遗传算法，以吸能最大为优化目标，对多面体夹芯结构进行了结构参数优化设计；刘家添[5]等以正则多面体夹芯结构为研究对象，通过建立碰撞数学模型，用ANSYS 分析了冲击角度、形状以及尺寸等参数变换对夹芯结构碰撞吸能特性的影响；宋延泽等[6]研究了在子弹冲击载荷作用下，泡沫夹芯结构抗撞击性能的影响。
以上研究缺少针对胞元结构变换参数等指标对弯曲刚度的影响方面的研究，导致设计的新型结构在性能方面存在一定不足。
本文以多面体夹芯结构为研究对象，通过仿真分析研究胞元结构变换参数、厚度对多面体夹芯结构抗弯特性影响以及变换规律。
分析认为，胞元变换参数对夹芯板弯曲刚度影响较大，且在胞元数量一定的情况下，一定范围内增加厚度可提高夹芯板的抗弯特性。
1 多面体夹芯结构模型1.1 基本模型创建图1为多面体夹芯结构基本胞元模型。
设定基本胞元模型为边长为c 的正四面体结构，经过变换可获得多种形状不同的结构[4]。
上下两张板配合组成多面体夹芯结构，H 为胞元高度，t 为板厚，c 胞元长度，夹芯板整体尺寸为b 1×b 2，结构如图2所示。
图3（a ）为胞元结构相似变换示意图，虚线三角形为基本胞元模型底面三角形，边长为c 。
经过相似变换获得灰色部分的三角形A ，A 为相似变换后的胞元模型底面，边长为a ，B 为其顶面,其中a /c 为相似变换系数s 。
混凝土芯样制件对抗压强度影响因素的探讨
混凝土芯样制件对抗压强度影响因素的探讨作者：柏江涛来源：《环球市场》2019年第35期摘要：此文简单介绍了钻芯法原理与标准，详细分析了抗压强度试验及要求，并研究了具体的试验方法。
关键词：钻芯法;影响因素;抗压强度一、钻芯法原理及要求钻芯法试验是通过钻机钻取芯样，将芯样制件后进行抗压试验，以取得芯样抗压强度。
在研究中还发现，芯样试件的直径数值与工程的安全有着直接关系。
经过计算可以了解到，在工程中使用的芯样试件直径与骨料直径有直接关联。
二、芯样工程尺寸、制件规定目前很多工程对芯样试件规定了具体的数值，加工之后的高度必须要大于芯样试件的平均直径的0.95倍，在实际工作时需要结合实际情况进行分析。
在工作中发现试件的端面与轴线形成的角度有一定规律。
实际工作中形成的角度不在规律范围之内会使工程出现偏差影响后续工作效果，工作人员一定要将这两部分形成的角度控制在2°内[1]。
三、抗压强度试验及要求1.在加工试件时需要遵守国家出台的相关文件，实际尺寸必须满足文件中的要求。
2.混凝土芯样试件抗压强度fcu，cor的计算公式为：fcu，cor=4F/πd2四、制件的重要因素在芯样试件制件的过程中，端面与轴线的垂直度、端面的不平整度很容易被检测人员忽视，从而影响到芯样抗压强度的判定，因此文章着重对这两个因素进行比较分析[2]。
五、试验方案（一）芯样选取选用混凝土灌注桩钻芯的芯样进行试验。
基桩混凝土强度等级为C30，钻取龄期为54d，钻芯孔数为3孔，芯样直径约为87mm，每孔芯样长度约为25m。
在各孔上、中、下部位，在同一深度部位（相差0.5m范围内）挑选出骨料分布均匀、胶结好、长度约为2m的芯样进行截取，共截取9段芯样进行加工。
（二）芯样加工将截取的每段芯样分成3组，1组加工成符合试验要求（要求1）的6块试件，1组加工成垂直度不符合要求（要求2）的6块试件，1组则加工成端面平整度不符合要求（要求3）的6块试件，则9段芯样共计加工162个试件。
陶瓷型芯的强化研究综述
陶瓷型芯的强化研究综述陆丽芳1庞佳敏2武振飞2张弘毅2(1江苏久吾高科技胜份有限公司，南京211808;2江苏省陶I研究所有限公司，宜兴214221)摘要陶瓷型芯主要应用于航空发动机形成空心涡轮叶片的复杂空腔结构，陶瓷型芯既要有较好的常温强度保证运输和可操作性，又要有较好的高温性能以承受高速蜡液和高温金属液的冲击。
本文综述了制备陶瓷型芯基体时和烧结后对陶瓷型芯的增强方法。
关键词陶瓷型芯；矿化剂；纤维；高温增强；常温增强〇前言航空发动机作为飞机的心脏，具有较高的技术 门槛，需要做到极其精密。
目前，世界上只有少数几 个国家能够独立研制出性能优异的航空发动机。
航 空发动机的作用是为飞行器提供飞行动力，发动机 性能的重要衡量指标是推重比[1]。
推重比越大，飞行 器的推力越大，增加发动机推力最有效的方法是提 高涡轮前进口温度根据美国涡轮发动机技术计划，将提升发动机推重比到201如此高的推重比将 使得发动机合金在接近熔化的温度下使用，此时合 金的承温能力和隔热措施都不能满足使用要求。
因此,只有通过改变涡轮叶片的内腔结构，将冷空气在 空心叶片中流通，达到冷却又不影响工作温度的目 的'空心涡轮叶片的内腔结构极其复杂，简单的机 加工已不能完成，只有依靠熔模铸造技术才能实现 [\而陶瓷型芯是熔模铸造复杂内腔空心叶片的关键 '陶瓷型芯的性能和精密铸件的合格率与产品的质 量具有直接的联系。
陶瓷型芯构造复杂，不仅要避免制造及运输过 程中的机械损伤，还要承受在熔模铸造各个阶段的 热压冲击。
前期压蜡膜时，高温蜡液高速冲击陶瓷型 芯;叶片浇注时，受到高温金属液的冲击。
在如此恶 劣的环境下，陶瓷型芯要不发生断裂、破损。
因此，陶瓷型芯要具有足够的强度。
本文主要从陶瓷型芯基 体材料和后期补强两个方面讨论对陶瓷型芯的增 强。
1陶瓷型芯■材料增强陶瓷型芯主要包括硅基陶瓷型芯和铝基陶瓷型 芯，主要从向基体中添加纳米矿化剂和纤维两个方面来增强。
室温强化对陶瓷型芯强度的影响
室温强化对陶瓷型芯强度的影响陶瓷型芯是一种常见的模具，由于其高温、耐腐蚀和耐磨损的特性，被广泛应用于铸造、锻造等领域。
然而，陶瓷型芯的强度是制约其应用的重要因素，因此对其强度进行强化是十分必要的。
本文旨在探究室温强化对陶瓷型芯强度的影响。
室温强化指在常温下引入外部因素来提高材料强度的方法。
常见的室温强化方法包括加热退火、轧制、镀膜等。
然而，这些方法并不适用于陶瓷型芯，因为陶瓷型芯不能承受高温的处理和减少明显的应力等。
因此，室温强化对于陶瓷型芯来说可以考虑从以下几个方面入手：一、添加钎料添加适量的钎料可以改善陶瓷型芯的强度。
钎料通常是岩石、矿物或其他材料碎屑，具有良好的耐久性和稳定性。
通过加入钎料，可以填充陶瓷型芯中的缺陷，增强其结构完整性，提高陶瓷型芯的强度和耐久性。
添加钎料的方法可以选择机械研磨或化学合成等方法，并通过调节钎料的尺寸、形状等参数来控制陶瓷型芯的强度。
二、表面微处理表面微处理可以在不改变陶瓷型芯基础结构的前提下，通过对其表面进行微观处理来提高其强度。
这些微观处理可以包括撞击、切割、研磨等方式，使得陶瓷型芯表面产生微观的变形和塑性变形，从而改善其抗裂纹扩展性和抗弯曲强度。
此外，表面微处理还可以用于改善陶瓷型芯的附着性和耐磨性，提高其使用寿命。
三、选择合适的制备工艺制备工艺的选择直接影响陶瓷型芯的性能和强度。
不同的制备工艺可以产生不同的微观结构和晶粒大小，从而影响陶瓷型芯的强度和耐久性。
因此，选择合适的制备工艺是提高陶瓷型芯强度的重要步骤。
制备工艺可以包括粉末冶金、溶胶-凝胶、离子注入等。
总之，对于陶瓷型芯来说，室温强化是提高其强度和耐久性的有效方法。
在选择强化方法时，应根据陶瓷型芯的材料和应用情况来选择最合适的方案。
同时，制备工艺的选择也是影响强化效果的重要因素。
因此，需要通过科学的研究和试验来确定最佳的强化方案，以提高陶瓷型芯的性能和使用寿命。
新型管材的抗弯强度分析及优化设计研究
新型管材的抗弯强度分析及优化设计研究随着科技的不断进步，新材料的研究和应用也越来越多。
新型管材作为一种重要的材料，在建筑、机械工程等领域得到了广泛的应用。
本文主要研究新型管材的抗弯强度分析及优化设计，以期为实际的工程应用提供一定的参考。
一、新型管材的特点与应用新型管材是指在传统的管材基础上增加了新的材料、改变了材质结构或者采用了新的制备工艺等方面进行改进和创新的管材。
其最大的特点是具有更高的强度、更好的耐腐蚀性、更好的延展性和更轻的重量等。
新型管材的应用领域非常广泛，如建筑、机械工程、航空航天、汽车工业等。
例如，在建筑中，新型管材广泛应用于钢结构、铝合金体育场馆、管道工程等领域；在汽车工业中，新型管材可以用于车架、车身、排气管等零部件；在机械工程中，新型管材则可以用于航空发动机零部件、风力发电机塔等。
二、新型管材的抗弯强度分析新型管材的抗弯强度是新型管材的重要机械性能指标之一。
而抗弯强度的大小又决定了新型管材的使用范围和强度等级。
因此，对新型管材的抗弯强度进行研究是非常有必要的。
新型管材的抗弯强度可以通过理论计算、试验等方法进行分析。
其中理论计算是最常用的方法之一。
理论计算主要通过公式推导、数值计算等方法进行计算和预测。
1. 理论计算方法新型管材的抗弯强度计算是根据弹性力学理论进行计算的。
由于管材在弯曲的时候内部会受到拉伸和压缩应力的作用，因此计算时需要采用梁的弯曲理论和管材的截面特性。
弯曲力矩的计算公式为：M= σ*W其中，M是弯曲力矩，σ是管材截面的抗弯强度，W是截面模量。
弯曲应力的计算公式为：σ=My/I其中，σ是弯曲应力，M是弯曲力矩，y是截面离中心轴线的距离，I是截面二阶矩。
通过以上公式，可以得到新型管材的抗弯强度。
不过，由于新型管材的特性比较复杂，其截面模量、二阶矩等参数很难得到精确的计算值。
因此，在实际计算中需要通过数值计算等方法进行增补和修正。
2. 试验方法试验是新型管材抗弯强度分析中另一种常用的方法。
大面积复合材料蜂窝夹芯结构变形浅析
大面积复合材料蜂窝夹芯结构变形浅析复合材料蜂窝夹芯结构是一种常见的轻质高强度结构，由两层薄板夹持着具有高强度和刚度的蜂窝芯层组成。
其特点是重量轻、强度高、刚度大、抗冲击性好，广泛应用于航空航天、船舶、汽车、建筑等领域。
大面积复合材料蜂窝夹芯结构在应用过程中会发生一定的变形。
变形是由外部载荷或温度变化引起的，其中外部载荷是主要的变形原因。
这些变形会对结构的性能和使用寿命产生一定的影响，因此对其变形进行深入的分析和研究具有重要意义。
大面积复合材料蜂窝夹芯结构在受到载荷作用时会产生弯曲变形。
当载荷作用于结构上时，蜂窝夹芯结构会发生屈曲，使得结构弯曲变形。
这种变形主要取决于结构的几何尺寸、材料特性和载荷大小。
一般来说，结构越薄，板件的尺寸越大，弯曲变形越明显。
为了减小这种变形，可以采取增加材料厚度、调整芯层的形状等方式来提高结构的刚度。
大面积复合材料蜂窝夹芯结构还会发生拉伸和压缩变形。
当结构受到拉力或压力作用时，夹芯结构会发生拉伸或压缩变形。
在拉伸或压缩变形中，蜂窝芯层承担了主要的载荷，而外层薄板主要起到传递载荷和保护芯层的作用。
通过合理选择材料的性能和厚度，可以提高结构的抗拉性能和抗压性能，减小变形。
在复合材料蜂窝夹芯结构的制造过程中，温度变化也会引起结构的变形。
由于材料的热膨胀系数不同，当结构受到温度的影响时，会发生热膨胀变形。
为了减小温度引起的变形，可以选择合适的材料、控制制造过程中的温度变化、采取保温措施等。
大面积复合材料蜂窝夹芯结构的变形是由外部载荷和温度变化引起的，主要包括弯曲变形、拉伸和压缩变形以及热膨胀变形。
通过合理选择材料、优化结构设计、控制制造过程等方式，可以减小结构的变形，提高结构的性能和使用寿命。
石英含量对刚玉基陶瓷型芯材料性能的影响
关键词 ：钢玉基型芯 ；石英 ；抗弯强度 ；收缩率 ；气孑率 ；体积密度 Ｌ
中 图分类 号 ：Ｔ ２ １ １ Ｑ１４７ 文 献标 识码 ：Ａ 文章 编号 ：１０ — ９ ７ （ｏ １ ５ ０ ８ — ４ Ｇ ２ ；Ｔ ７ ． ． ５ ０ １４ ７ ２ ｌ）０ — ４ ６ ０
Ｅ ｆ ｃ ｆＳｉ ｎ Ｐｒ ｐ ｒ ｆ ｕ ｎ － ｓ ｄ Ｃｅ ａ ｃＣｏ ｅ ｆ ｔ Ｏ２ ｏ ｅ ｔ ｏ ｍｉａ・ ｅ ｒ ｍｉ ｒ ｅ ｏ ｏ ｙ Ａｌ Ｂａ
２ 中国科学院上 海硅酸盐研 究所，上海 ２ ０ ５ ） ． ０ ００
摘 要 ：研究 了石英含量对刚玉基陶瓷型芯强度 、收缩率、气孔率和体积密度 的影响。试验结果表 明：在相 同的烧结温 度 下，随着石英含量 的增加，型芯 的抗弯强度 、收缩率不断增大 ；相 同ｓＯ 含量 ，型芯 的抗弯 强度 、收缩率随烧结温 ｉ 度 的升高而增大 ；在相同的烧结温度下 ，随着ＳＯ含 量的增多 ，样 品的显气孔 率先增 加后减小 ，存在极值 ；同一成分 ｉ 含量 ，当ＳＯ含量 ≤１％，随烧结温度 的升高，样 品的显性气孔率增加 ，而当ＳＯ 为２ ％，１ ５ ｉ ５ ｉ Ｏ ０℃烧结时型芯 的显性气 ４ 孔率最大。Ｓ Ｍ、Ｘ Ｄ、Ｅ 分析结果表明，玻璃相的生成和消耗关 系是影响型芯显气孔率 的重要因素。 Ｅ Ｒ ＤＳ
Ａｂ ｔ ｃ ： Ｔｈ ｅ ｅ ｔ ｆ ｓｒ ｔ ａ ｅ ｆ ｃ ｏ Ｓｉ ｏ ｔｎ ｏ ｔｅ ｒ ｐ ￣ ｏ ａｕ ｉａ ｂ ｓ ｄ ｅ ａ ｉ ｃ ｒ ｗａ ０２ ｃ ｎ ｅ ｔ ｎ ｈ ｐ ｏ ｅ ｙ ｆ ｌｍ ｎ — ａ ｅ ｃ ｒ ｍ ｃ ｏ ｅ ｓ ｊｖ ｓｉａ ｅ ． ｈ ｅ ｕｔ ｈ ｗ ｈ ｔｔｅ ｂ ｎ ｉｇ ｓｒ ｎ ｔ ｎ ｈ ｉｋ ｇ ａｉ ｆｔ ｅ ｃ ｒ ｃｅ ｓ ｄ ｎ ｅ ｔ ｔ ｄ Ｔ ｅ ｒ ｓ ｌ ｓ ｏ ｔａ ｈ ｅ ｄｎ ｔ ｇ ｈ ａ ｄ ｓ ｒ ａ ｅ ｒ ｔ ｏ ｏ ｅ ｊ ｒ ａ ｅ ｇ ｓ ｅ ｎ ｏ ｈ ｎ ｗｉ ｅ ｉｃ ｅ ｓ ｆ ｉ ｃ ｎｅ ｔ ｔ ｈ ａｍｅ ｓｎ ｅ ｉｇｔ ｍ ｐ ｒ ｔ ｅ ｏ ｃ ｅ ｓ ｄ ｗｉ ｈ ｃｅ ｓ ｆ ｔ ｔ ｒ ａ ｅ ｏ ０， ｏ ｔ ｎ ｅ ｓ ｈｈ ｎ Ｓ ａ ｔ ｉｔ ｒ ｎ ｅ ｅ ｕｒ ｒｎ ｒ ａ ｅ ｔ ｔｅ ｊ ｒ ａ ｅｏ ａ ｉ ｈ ｎ
室温强化对陶瓷型芯强度的影响
室温强化对陶瓷型芯强度的影响
陶瓷型芯是一种常用于铸造过程中的型芯材料，用于形成金属铸件中的镂空部分。
由于陶瓷型芯通常由粉末陶瓷材料制成，并采用特殊的粘结剂固化，因此其强度是一个重要的性能指标。
室温强化是一种常用的方法，通过在室温下对陶瓷型芯进行热处理，以提高其强度和耐磨性。
1. 粒度效应：室温强化能够改变陶瓷型芯中颗粒的分布和尺寸，从而改变其强度。
通常情况下，细小的颗粒分布更加均匀，更易于形成致密的陶瓷型芯结构，因此具有更高的强度。
3. 热胀效应：室温强化过程中的热胀效应会改变陶瓷型芯的微观结构，从而影响其强度。
通常情况下，热胀效应会改变陶瓷型芯中粒子之间的相互作用力，从而导致其结构变得紧密，强度增加。
4. 残余应力效应：室温强化会引入残余应力，通过改变陶瓷型芯的内部应力状态来改善其强度。
残余应力可以通过调整热处理温度和时间来控制，从而实现强化效果。
在实际应用中，室温强化通常通过以下几个步骤进行：
1. 选择合适的陶瓷粉末和粘结剂，并进行混合。
通常情况下，细小的粉末颗粒可以提供更高的强度。
2. 将混合物压制成型，形成陶瓷型芯的初步成型体。
3. 对初步成型体进行预烧结过程，通常在室温下进行。
预烧结可以固化粘结剂，并改善陶瓷型芯的结构。
4. 对预烧结的陶瓷型芯进行热处理，通过升温和保温来强化。
温度和时间的选择要根据具体的陶瓷材料和应用需求进行调整。
室温强化对陶瓷型芯的强度具有显著的正向影响。
通过调整材料的粒度、形态和微观结构，以及引入残余应力，可以显著提高陶瓷型芯的强度和耐磨性，从而提高其在铸造过程中的应用性能。
灰铸铁件由于造型制芯时造成的主要缺陷及其原因分析与防止方法
灰铸铁件由于造型制芯时造成的主要缺陷及其原因分析与防止方法（1）气孔特征及发现方法:局部气孔:铸件的局部地方，出现的孔穴表面较干净光滑的单个气孔或蜂窝状气孔用外观检查，机械加工或磁力探伤可以发现。
原因分析:1.浇注系统设置不合理，使排气不畅通或产生涡流，卷入气体2.砂型紧实度过高，降低了透气性3.砂芯排气不良，或通气道堵塞防止方法:1.浇注系统的设置应考虑型腔内排气畅通及平稳流入铸型2.砂型紧实度要求均匀，不宜过紧3.砂芯排气要求畅通。
合箱时，注意封死芯头间隙，以免铁液钻人，堵塞通气道4.在铸件的最高处，可设置出气孔或出气片等5.起模和修型时，不宜刷水过多6.对于大平面铸件，可采用倾斜浇注，出气孔处稍高，以利排气7.芯撑和冷铁必须干净，无锈（2）砂眼特征及发现方法:铸件的孔穴内含有砂粒用外现检查，机械加工或磁力探伤可以发现原因分析:1.浇注系统位置不合适，如直对砂芯，或浇口太小，铁液冲刷力大。
破坏局部砂型2.由于模型结构设计不够好，发生粘模，而砂型又未修理好，或对铸件拐弯处未捣圆角3.湿型在浇注前的停留时间过长，使干燥部分或凸出部位脱落4.造型和合箱时的落砂，未清砂干净防止方法:1.浇注系统位置和大小合适2.合理选择起模斜度和圆角，手工造型时，可压出圆角。
成批生产中，模样应涂刷分型剂以免粘模，并注意修理好损坏部位。
3.缩短湿型在浇注前的停留时间4.合理选用芯头和芯座之间的间隙，以免合箱时压碎5.合箱前，必须将型内落砂清扫干净，仔细合箱，并及时盖住浇冒口，以免重新掉入砂粒（3）夹砂特征及发现方法:在铸件表面上，一层铁和铸件之间夹有一层型砂用外观检查或机械加工可以发现原因分析:铁液进人砂型后。
使型面层的水分向内迁移，在离型面3~5mrn 处形成高水分带。
该处强度大大降低，易引起铁液潜入，或由于硅砂粒高温膨胀的应力使表面层鼓起，铁液钻入，形成夹砂。
1.砂型紧实度过硬或紧实不均匀2.浇注位置不当；对于水平浇注的大平面铸件，有时由于铁液断续覆盖大平面的某处而产生夹砂防止方法:1.砂型紧实度不宜过紧，要求均匀，并加强透气2.手工造型时，局部薄弱处，可插钉子加强3.尽量使大平面朝下或置于侧面，减少铁液对上平面的烘烤面积和烘烤时间4.对大平面铸件，浇注系统可分散布置，并适当加大内浇口截面，缩短浇注时间或倾斜浇（4）粘砂特征及发现方法:铸件表面铁液与砂粘在一起，形成粗糙的表面，用外观检查可以发现原因分析:1.砂型紧实度不均匀或太小2.涂料刷得太薄防止方法:1.适当提高砂型紧实度，减小砂粒间隙(保证透气性要求)，并捣实均匀2.选用适当的涂料(多为石墨粉水涂料〕，并刷以一定的厚度，既能提高耐火性，又可以防止铁液钻入砂粒（5）热裂特征及发现方法:裂纹处，带有暗色或几乎是黑色的氧化表面用外观检查，透光法，磁力探伤，打压试验，煤油渗透等方法发现原因分析:1.砂芯和砂型的退让性差，铸件收缩受到阻碍2.芯骨吃砂量太小或砂箱箱带离铸件太近，阻碍铸件收缩3.内浇道设置过分集中，局部过热，增加应力4.铸件的飞边过大，飞边处的裂纹，延伸到铸件上防止方法:1 .砂型紧实度要求适宜，并在型砂中可加入适量的锯末2.改用较小的芯骨，使吃砂量适宜，并选用合理的砂箱3.内浇道布置应适当分散4.在铸件厚、薄交界处，可增设收缩肋5.正确选择分型面位置，并使合箱时，尽量密合（6）变形特征及发现方法:长的或扁平类铸件在靠近壁厚的一方凹入，成弯曲形用外观检查，划线等方法发现原因分析:由于铸件壁厚不均匀，冷却有先后，从而产生热应力，当其值大于该材质的屈服极限时，则产生变形和弯曲防止方法:1.厚壁处设置冷铁或内浇口开在薄壁处，创造同时凝固条件2.模样上留出预变形曲率或增设加强肋3.改善铸件结构（7）错箱特征及发现方法:铸件沿分型面发生相对的位移用外观检查或划线测量可以发现原因分析:1.模样尺寸不对或变形2.砂箱或分型板定位不准确3.合箱不准4.模样在模板上的位置偏移防止方法:1.检查并修整模样2.检查、修理或改换砂箱及分型板3.注意准确地合箱4.检查并调整模样在型板上的位置（8）多肉特征及发现方法:铸件上有形状不规则的毛刺、披缝或凸出部分用外观检查发现原因分析:由于铁液的压力作用，使型腔局部胀大造成。
空心砖芯具结构改进及其材料制备工艺研究
空心砖芯具结构改进及其材料制备工艺研究空心砖是近年来建筑行业的常用墙体主材,由于其强度高、质轻、保温、隔音降噪和环保,是框架结构建筑物的理想填充材料,目前已成为国家建筑部门优先推荐的产品。
本文首先对常见空心砖的生产原料、设备和工作流程进行一定的概括,对比分析了国内外空心砖的生产状况,指出了我国目前空心砖生产中存在的主要问题和难点,本文的主要研究工作是空心砖成型模具的改良。
空心砖芯具是空心砖成型模具的关键部件,芯具一般由芯头、芯杆、芯架三部分构成。
在空心砖挤出成型过程中,芯具承受着剧烈的挤压和磨粒磨损,其中以芯头和芯杆的磨损最为严重。
目前生产中常见的空心砖芯具主体以焊接方式连接,选用具有一定耐磨性和焊接性的材料制作而成。
第二部分提出本文三次实验材料的选择、相关实验设备、以及实验的工艺流程和参数设置。
第三部分指出了原有芯具结构存在的问题,即焊装结构的选材要求导致的芯具整体寿命短的局限。
为此,将芯杆和芯架从原来的焊接改为机械连接,同时芯座也可设计为整体铸造。
第四部分提出了空心砖芯具各部件的选材优化和对芯具材料的工艺处理方案：选用ZG50SiMnCrNiMo进行芯架整体铸造,采用Cr12TD渗钒处理和强韧化处理代替焊接性能较好而耐磨性不足的20Mn制作芯头和芯杆固定板；选择50CrVA 钢制作芯杆,应能兼顾对其韧塑性和耐磨性的工况要求。
第五部分介绍了全新设计芯具的制备工艺,芯杆和芯头经前处理后,进行TD渗钒(硼砂盐浴960℃*4h),配合后续热处理,制备出满足要求的芯具部件。
最后对新制备的空心砖芯具样品材料进行了相对耐磨性ε测评,试验结果表明,在砂浆磨损试验条件下,与20Mn钢(未处理,ε=1)相比,Cr12钢TD渗钒(ε=6.45)和20Mn钢镀硬铬(ε=5.19)具有优异的耐磨性能；而YT14硬质合金(ε=1.55)和95氧化铝陶瓷(ε=0.93)对耐磨性能的提升作用不理想。
本文研究表明,芯具结构由焊装结构改为机械连接,一方面可灵活选择耐磨性优异的材料并便于表面改性和强韧化处理,另一方面当芯具部件磨耗后便于及时更换,有利于空心砖挤出的高效生产。
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作者简介 ：李波 （ ６ 一 ， ，硕士 ，研究员级高级工程师 ，研究方向为高温合金精密铸造。Ｅ ｍ ｉ ｎｙ ｊ ＠１３ ｏ １ ６） 男 ９ — ａ ：ｌ ｌ Ｊ ６ ． ｒ ｌ ｓｍ ｙ ｃｎ
ｓｎｅｅ ｔ１０ ０ ℃ ． ｈ ｅ ｄｎ ｔ ｎ ｈａ ｏ ｍ ｍｐ ｒｔｒ ｆ ｏｅｗｉ ｗ ｍ ｐ ｒ ｔｒ ｔ ｎ ｈ ｎ ｎ ｉｔｒｄ ａ ５ Ｔ ｅｂ ｎ ｉｇｓ ｅ ｇ ｔ ｏ ｔ ｒ ｔ ｒ ｅ ｅａｕ ｅｏ ｒ ｔ ｌ ｔ ｃ ｈ ｏ ｅ ｅａｕｅｓ ｅ ｇ ｅ ｉｇｉ ｒ ｔ Ｓ
关键 词 ：陶瓷 型芯 ；精密铸造 ；抗 弯强度 ；合格率 ；空心型芯 中图分类 号 ：Ｔ ２ ９ 文献标 识码 ：Ａ Ｇ ４． ５ 文章编 号 ：１０ — ９ ７ （０ ２ ３ ０ １ — ４ ０ １ ４ ７ ２ １）０ — ３ ６ ０
Ｉｆ ｅ ｃｎ ａ ｔ ｒ ｆＣｏ ｅ Ｂｅ ｄ ｎ ｒ ｎ ｔ ｎ ｎ ｌ ｎ ｉｇ Ｆ ｃｏ ｓｏ ｒ ｎ ｉｇ Ｓｔｅ ｇ ｈ ａ ｄ ｕ
证 叶片壁厚 的尺 寸精 度 。陶瓷型 芯形成 的空 心 内腔 的
气冷作 用使 空心 叶片的最 高使用 温度提 高 １０ ４ ０℃ ， ０～０ 甚 至达６ ０℃ 以上 ，使 叶片温 度 分布 均匀 性 提高 ，热 ０ 应力下 降 ，使 用寿命延 长 ，对发动 机性能有重 大影 响。 通过 对 陶瓷型 芯材料 及型 芯制备 工艺 的研 究 ，成 功制
（． Ｉ ｈｎ ａｇＬｍｉｇＡ ｒ・ｎ ｉｅＣ ｒｏａｏ ， ｈ ｎａ ｇ１ ４ ， ｉ ｎｎ ， ｈｎ ； １ＡＶ ＣＳ ｅ ｙｎ ｉ ｎ ｅｏＥ ｇｎ ｏｐ ｒｔ ｎ Ｓ ｅｙｎ １０ ３ Ｌａ ｉｇ Ｃ ｉａ ｉ ０ ｏ
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通讯作者 ：于兴福 ，男，讲师 ，博士。Ｅｍａｌ ｕ ｉｇｕ ６ ． ｍ — ｉ ：ｙ ｘｎ ｆ＠１３ｔ ｏ
铸 造
李波 ： 等 型芯抗弯强度的影响因素及空心型芯的制备 技术
满 足表 １ 的要 求 ，粒度符 合 表２ 的规定 。采用 莫来 石粉
作 为 型芯 的矿化 剂 ，莫 来石 粉 的化学 成分及 理化 指标
满足表３ 的要求 。莫来石 粉经预处 理后 ，将制 备好 的玻 璃料 粉 、莫 来石 粉 、添加剂 、蜡料 等混 合 ，制 备 出型
芯料浆 ，采用 手动压芯 机制备试样 及实 心 、空心 型芯 ， 试样 横 截 面尺 寸见 图 １ 。对试 样 采 用未 强 化 、低 温 强
表２ 石英玻璃粉的粒度要求
备 出具有 空心结 构 的陶瓷 型芯 ，并使 其在 制造某 新 型
发动机 中得 到应用 。
１ 试 验 方 案
石 英玻 璃管 经粉碎 、球 磨 、水 洗 、分级 、干燥 等 工 序后 ，制备 出石英 玻璃 粉 ，石 英玻 璃粉 化学 成分 要
其作 用是形 成 空心 叶片 的 内腔 形状 ，并 与型壳共 同Байду номын сангаас
ｓｒｎ ｈ ｎｎ ． ｈ ｏｌｗ ｏｅ ｉｔｒｄ ａ ０ ℃ ｗｉ ｉ ｃ ｏ ｉｈ ｔｍｐ ｒｔｒ ｔｅ ｇｈ ｎｎ ｏ ｓ ｓ ｔ ｇ ｅ ｉｇ Ｔ ｅｈ ｌ ｅｔ ｏ ｃ ｒｓｓｎｅｅ ｔ１ １ ０ ｔ ｓｌ ａ ｓ ｌ ｇ ｅ ｅａ ｅｓｒｎ ｅ ｉｇ ｐ ｓｅ ｓ ｈ ｉ ｈ ｕ ｔ
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铸
・
造
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３１ ・ ６
Ｆ ＯＵＮ Ｙ ＤＲ
Ｖ ． １ Ｎ０ ３ ０Ｉ ６ ．
型 芯抗 弯 强度 的影 响 因素 及 空心 型 芯 的 制备 技 术
李 波 ，于兴福 ，刘 家胜 － 一 ，曲殿 鹏 ，黄 静 ，闫红梅
（． １ 中航工业沈 阳黎 明航 空发 动机 （ 团）有限责任公司 ，辽 宁沈阳 １０ ４ ； 集 ０ ３ １ ２ 沈阳工业大学材料科 学与工程学院 ，辽宁沈阳 １０ ７ ） ． １ ８０
随着 航 空发动 机推 重 比的不 断增大 ，发 动机 的涡 轮前 温度迅 速提 高 。如第三 代发 动机Ｆ ０ 的涡前 温度 １０ 为 １ ０～ ０ ０ １ ０℃ ，第 四代发 动机为 １ ７ ～ ７ ２ ４ ７ １ ７℃ ，未 ５ ６ 来 发动机 的涡轮前温度 将超过２０ ０℃。如此 高的涡前 ０ 温度 ，远远 超过 了涡 轮 叶片材料 如镍 基 、钴 基 高温合
Ｔａ ｌ ａ ｕ ａ ｉ ｆｑ ａ ｔ ｌ ｓ ｏ ｅ ｂ ｅ ２ Ｇｒ ｎ ｌ ｒｔ ｏ ｕ ｒ ｚ ｇａ ｓｐ ｗｄ ｒ ｙ
化 、高 温强 化 、 “ 温＋ 温 ”复 合强 化 工 艺进 行 处 高 低
理 ，制 出的样 品分别 在 １ ５ ０℃和 １１０℃下烧 结 。高 ０ ０ 温 强化在 焙烧 出炉 后进行 ，分 别采 用硅溶 胶 和硅 酸 乙 酯浸 泡 １ ｎ ０ ｍｉ。采 用ＷＤ Ｗ型 万能试验 机测定 试样 的抗
Ｐｒ ｐ ｒ ｔ ｎ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｏ ｌｗ ｒ ｅ ａ ａ ｉ ｃ ｎ ｌｇ ｆＨｏｌ ｏ ｏ Ｃｏ ｅ
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芯强 度对铸件成形性 的影响 。
表１ 石英玻璃粉化学成分
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Ｓ Ｏ２ ｉ ≥ ９ ． ９９ Ｋ２ Ｎａ ０ ０＋ ２ ＜ ０ ０．６
摘 要 ：采用不同工艺制备 了精密铸造用型芯及强度试样 ，并对型芯的抗弯强度及型芯 、铸件合格率进行 了研究 。研究
结果 表明 ，１１０℃下烧结 的型芯抗弯强度及型芯的成品率均高于１ ５ ０ ０℃烧结型芯 的抗弯强度及型 芯的成品率。室温 ０ 下经低温强化 型芯的抗 弯强度 高于 “ 高温＋ 低温”复合强化型芯 的抗弯 强度 ，而单 独进行高温强化 的型 芯的抗 弯强度 最小 。在 １ ５ 下 ，经 高 温 强 化 和低 温 强 化 型 芯 的抗 弯 强 度 均 高 于 ９ ａ ０℃ ３ 。硅 溶 胶 高 温 强化 型芯 在 １ ５ 下 的 抗 弯 强 ＭＰ ０℃ ３ 度远低于采用硅酸乙酯进行高温强化的型芯 。采用硅溶胶高温强化 １ ０ ０℃烧结 出的空心型芯 ，具有较好的抗弯强度及 １ 退让性 的组合 ，而且其成 品率较高 ，同时该工艺可提高铸件 的合格率 ，降低铸件裂纹率 。