測速齒輪半固態(tài)擠壓成型模具設(shè)計與工藝研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代鐵路交通運(yùn)輸向著高速、重載方向發(fā)展，機(jī)車車輛普通碳鋼鑄鋼零件已明顯不能滿足使用要求，正在逐步被低合金鋼和輕金屬所取代。鑄鋼材質(zhì)升級后，傳統(tǒng)的砂型鑄造工藝在生產(chǎn)中暴露出了一系列問題。為了解決這些問題，本文首次提出采用半固態(tài)流變擠壓鑄造成形工藝進(jìn)行機(jī)車車輛關(guān)鍵件測速齒輪的研究，并以材料7075(LC9)鋁合金作為研究材料，利用自制專用測速齒輪流變擠壓模具，從半固態(tài)漿料制各、成形質(zhì)量的控制、鑄件組織與性能等方面對該工藝進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)與理論

2、研究。 通過采用斜坡冷卻法對7075鋁合金進(jìn)行半固態(tài)漿料制備，制備出了適宜于半固態(tài)流變擠壓鑄造成形的細(xì)小的薔薇形非枝晶組織漿料，并用平均等積圓直徑定量分析了非枝晶組織特征，得出了最佳的工藝參數(shù)值：斜坡的最佳長度為400mm、角度為60°。在此工藝參數(shù)條件下，7075鋁合金非枝晶組織的平均等積圓直徑為40.5μm，圓整度達(dá)到0.8。在最佳工藝參數(shù)下制備出的半固態(tài)漿料，利用流變擠壓鑄造成形方法研制機(jī)車車輛件測速齒輪，并且對7075鋁

3、合金半固態(tài)流變擠壓鑄造成形質(zhì)量進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：半固態(tài)流變擠壓成形工藝優(yōu)勢的獲得，需要正確的工藝參數(shù)來保證。當(dāng)工藝參數(shù)選擇不合理時，鑄件易出現(xiàn)表面冷隔、皮下氣孔、熱裂紋等缺陷。在最佳工藝條件下，利用模擬軟件ProCAST和ANSYS分別對砂型鑄造和流變擠壓成形過程進(jìn)行模擬，通過對計算結(jié)果分析與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比較，得出最佳成形工藝參數(shù)：在模具預(yù)熱溫度為180～220℃，凸、凹模拔模斜度為1°，成形比壓為69.1MPa，保壓時間為5s時，擠