鋁合金壓氣機(jī)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(shì)，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(duì)象為渦輪增壓器的一個(gè)重要部件—壓氣機(jī)殼。其材料采用AC4C合金。如何使壓氣機(jī)殼具有較好的內(nèi)部質(zhì)量和機(jī)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(jì)到鑄件的試生產(chǎn)全程跟蹤優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了實(shí)際鑄造生產(chǎn)與計(jì)算機(jī)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(gè)方面。
　　確定了低壓鑄造工藝的設(shè)計(jì)內(nèi)容。結(jié)合壓氣機(jī)殼的自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，介紹了低壓鑄造工藝的流程，并對(duì)澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)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(jì);采用冒口模數(shù)法對(duì)冒口系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì);鑄件的設(shè)計(jì)包括:機(jī)械加工余量、拔模斜度、鑄造收縮率。
　　根據(jù)設(shè)計(jì)的低壓澆注工藝參數(shù)和壓氣機(jī)殼的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，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(shí)間;基于ProCAST鑄造模擬軟件，對(duì)壓氣機(jī)殼的充型與凝固過程進(jìn)行模擬分析。采用單因素實(shí)驗(yàn)方法，討論了澆注系統(tǒng)和充型壓力對(duì)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(jī)殼進(jìn)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(shí)現(xiàn)了自上而下的順序凝固，達(dá)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(jī)殼結(jié)構(gòu)和低壓鑄

4、造特點(diǎn)，對(duì)壓氣機(jī)殼低壓鑄造模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)闡述，包括:確定鑄型材料、設(shè)計(jì)排氣系統(tǒng)、設(shè)計(jì)保溫和加熱系統(tǒng)、選定分型面、設(shè)計(jì)模具外形及壁厚;設(shè)計(jì)砂芯時(shí)，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(shí)際試生產(chǎn)過程，闡明了生產(chǎn)操作中的規(guī)范，對(duì)模具準(zhǔn)備、砂芯制備、升液管準(zhǔn)備、合金液凈化及檢測(cè)、澆注、熱處理、鑄件清理這幾個(gè)環(huán)節(jié)需要注意的問題進(jìn)行了探討;觀察試樣的金相組織，發(fā)現(xiàn)試樣組織致密，測(cè)試其機(jī)械性能，抗拉強(qiáng)度σb