精密铸造型壳的微观世界——从微米尺度研究其成形与破坏机理

熔模铸造是包括航空零件在内的复杂精密铸件的重要成形方法。型壳是铸件成形的基础，其成形与破坏机理直接关系到实际铸造工艺的制定与控制。型壳是多层的非各向同性结构，成形与破坏受到涂挂、干燥、脱蜡、焙烧、浇注等多种工艺条件影响，而传统研究方法很难直接观察到型壳内部发生的变化。采用X射线断层扫描技术、计算机三维重构技术并结合合理的试样制备和性能测试方法可以从微米尺度直接"透视"型壳内粉、砂等材料在工艺过程的实际变化，并对型壳的三维结构数据模型进行进一步宏观模拟，最终获得关于精密铸造型壳的"材料-工艺-结构-性能"之间相互关系的理论描述。申请人近期在英国帝国理工做访问学者期间，已对研究路线进行了验证。研究结果可以揭示传统工艺现象中的本质，提高制造过程的可控性，服务于航空、军工等多种行业的复杂精密铸件生产。