鋁合金壓氣機殼低壓鑄造工藝及模具開發(fā)研究.pdf

1、汽車輕量化已成為主要趨勢，使得鋁合金鑄件在汽車零件上的應(yīng)用日益廣泛。低壓鑄造技術(shù)作為一種近凈成型的方法，非常適合復(fù)雜薄壁鋁合金鑄件的生產(chǎn)。論文的研究對象為渦輪增壓器的一個重要部件—壓氣機殼。其材料采用AC4C合金。如何使壓氣機殼具有較好的內(nèi)部質(zhì)量和機械性能，保證其滿足質(zhì)量要求是論文需要解決的問題。論文采用CAD/CAE一體化技術(shù)，并從低壓鑄造模具設(shè)計到鑄件的試生產(chǎn)全程跟蹤優(yōu)化，實現(xiàn)了實際鑄造生產(chǎn)與計算機數(shù)值模擬技術(shù)的結(jié)合，提高了低壓鑄造

2、鑄件的成品率，縮短了模具開發(fā)周期。主要研究內(nèi)容和成果包括以下幾個方面。
　　確定了低壓鑄造工藝的設(shè)計內(nèi)容。結(jié)合壓氣機殼的自身結(jié)構(gòu)特點，介紹了低壓鑄造工藝的流程，并對澆注系統(tǒng)的設(shè)計進行了詳細的闡述，包括:過濾網(wǎng)的選擇、澆口套、澆口杯、升液管、分流錐和中轉(zhuǎn)加鋁液包的設(shè)計;采用冒口模數(shù)法對冒口系統(tǒng)進行設(shè)計;鑄件的設(shè)計包括:機械加工余量、拔模斜度、鑄造收縮率。
　　根據(jù)設(shè)計的低壓澆注工藝參數(shù)和壓氣機殼的結(jié)構(gòu)特點，確定了澆注溫度和鑄型

3、初始溫度、充型壓力、結(jié)晶壓力和保壓時間;基于ProCAST鑄造模擬軟件，對壓氣機殼的充型與凝固過程進行模擬分析。采用單因素實驗方法，討論了澆注系統(tǒng)和充型壓力對鑄件質(zhì)量的影響，得到了最佳澆注方案，即內(nèi)澆口位置轉(zhuǎn)移至壓氣機殼進氣口端面，掛耳支架和出氣口處增加冒口，充型壓力確定為0.028 MPa。模擬結(jié)果表明:在最終方案下，鑄件實現(xiàn)了自上而下的順序凝固，達到了預(yù)期的效果。
　　確定了合理的鑄型和熱芯盒模具結(jié)構(gòu)。結(jié)合壓氣機殼結(jié)構(gòu)和低壓鑄

4、造特點，對壓氣機殼低壓鑄造模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計進行了詳細闡述，包括:確定鑄型材料、設(shè)計排氣系統(tǒng)、設(shè)計保溫和加熱系統(tǒng)、選定分型面、設(shè)計模具外形及壁厚;設(shè)計砂芯時，確定了熱芯盒模具的排氣系統(tǒng)、芯頭和砂芯的分型面。
　　最后，結(jié)合實際試生產(chǎn)過程，闡明了生產(chǎn)操作中的規(guī)范，對模具準(zhǔn)備、砂芯制備、升液管準(zhǔn)備、合金液凈化及檢測、澆注、熱處理、鑄件清理這幾個環(huán)節(jié)需要注意的問題進行了探討;觀察試樣的金相組織，發(fā)現(xiàn)試樣組織致密，測試其機械性能，抗拉強度σb