Xiaolong Gong, Xiongjie Xiao, Xinwang Liu & Zitian Fan
Received 03 Apr 2022, Accepted 21 Apr 2022, Published online: 13 May 2022
ABSTRACT
In this work, the high-strength composite salt cores reinforced by corundum powder were successfully prepared using 30 mol% Na2SO4 +70 mol% NaCl as the matrix materials, which can be used to fabricate hollow aluminum alloy die castings with complex structures. The influences of the content and size of corundum powder on properties and microstructures of Na2SO4-NaCl composite salt cores were investigated, and the strengthening mechanisms of the salt cores were analyzed. The results show that the flexure strength of Na2SO4-NaCl composite salt cores increases first and then decreases with the increase of the corundum powder content, and appropriately reducing the corundum powder size is beneficial to improving the flexure strength. The maximum flexure strength of Na2SO4-NaCl composite salt cores reinforced by corundum powder with multi-size hybrid can reach 59.08 MPa, increasing by 219.3% compared with the unreinforced salt cores, and the linear shrinkage rate and water-solubility rate are 1.56% and 231.9 g/(min·m2), respectively. The microscopic analysis shows that the corundum powder can remarkably refine the NaCl primary phase, which completely changes from coarse dendrites to fine equiaxed crystals, improving the flexure strength. Meanwhile, the flexure strength enhancement is also attributed to prolonging the crack propagation path.
Korea Abstract
이 작업에서 30 mol% Na2SO4+70 mol% NaCl을 매트릭스 재료로 사용하여 강옥 분말로 강화된 고강도 복합 염 코어를 성공적으로 준비했으며, 이는 복잡한 구조의 중공 알루미늄 합금 다이캐스팅을 제조하는 데 사용할 수 있습니다. 강옥 분말의 함량 및 크기가 Na2SO4-NaCl 복합염 코어의 특성 및 미세구조에 미치는 영향을 조사하고, 염 코어의 강화 메커니즘을 분석하였다. 그 결과, Na2SO4-NaCl 복합염 코어의 굽힘 강도가 먼저 증가하고 강옥 분말 함량이 증가함에 따라 감소하며, 강옥 분말 크기를 적절하게 줄이는 것이 굴곡 강도 향상에 유리함을 보여줍니다. 다중 크기 하이브리드로 커런덤 분말로 강화된 Na2SO4-NaCl 복합 염심의 최대 굴곡 강도는 59.08MPa에 도달할 수 있으며, 비보강 염심에 비해 219.3% 증가하며 선형 수축률 및 수용성 비율은 1.56% 및 각각 231.9 g/(min·m2). 현미경 분석은 강옥 분말이 거친 수지상 결정에서 미세한 등축 결정으로 완전히 변하는 NaCl 1차상을 현저하게 정제하여 굴곡 강도를 향상시킬 수 있음을 보여준다. 한편, 굽힘 강도 향상은 균열 전파 경로의 연장에 기인하기도 한다.