端蓋鋁合金鑄件壓鑄模具設計開題報告(編輯修改稿)
2025-03-12 02:00 本頁面
【文章內容簡介】 量分數(shù) 0． 2％ Ti、 0． 15％ V、 0． 06％ B，開發(fā)了一種高性能的 A1一 Cu壓鑄鋁合金．其抗拉強度、伸長率分別達到 250~260MPa、7％～ 8％。鋁鐵系合金是航空航天工業(yè)中極具競爭力的高溫結構材料。普通熔鑄條件下，鋁鐵合金中易形成質脆的 針狀或片狀 AIye相，嚴重割裂基體，大大降低了鋁鐵合金的力學性能。鋁鐵合金在高壓下凝固，可以減少縮松、縮孑 L，獲得致密合金組織，從而提高性能。在幾類合金中是最低的： A1． Fe— Mn— Mg組合金的強度與 A1． Fe— v． Si合金十分接近，但是伸長率比它提高了近 3倍， A1一 Fe— Mn— Mg— Si組合金的強度，相對于前面兩組平均提高了約 25MPa，伸長率處于兩組之間，且明顯低于 Al— Fe． Mn． Mg組合金。在壓鑄條件下，鋁鐵合金具有較好的力學性能。但該類合金熔點高、流動性不良、易吸氣、熱裂，不利于設備維修保養(yǎng)和鑄件 生產，需要作進一步研究，以實現(xiàn)其應用。過共晶高硅鋁合金是極具前途的輕質、低膨脹、高耐磨材料。為了提高高硅鋁合金的耐熱性，目前通常向合金中加入鐵等耐熱合金元素。通過先進壓鑄技術制備 A1一 Si— Fe合金，提高其性能。 3 鋁合金壓鑄技術的研究進展 3． 1 計算機模擬技術 計算機模擬技術目前主要以壓鑄件充型的流場數(shù)值模擬、壓鑄模／壓鑄件溫度場模擬、壓鑄模／壓鑄件應力場數(shù)值模擬為主。大力發(fā)展計算機模擬技術，進行充型與凝固分析，并在此基礎上形成專家系統(tǒng)，實現(xiàn)理想的型腔充填狀態(tài)和模具熱平衡狀態(tài)，可預測壓鑄件氣孑 L、縮孔 等鑄造缺陷和殘余應力、變形情況以及模具壽命，確保設計質量的可靠性，以獲得優(yōu)質鑄件和高生產率。壓鑄過程是一個復雜的流動、傳熱和傳質過程121。目前的壓鑄充型過程數(shù)值模擬絕大部分是從料餅處或者澆道處開始充填，忽略了壓室慢壓射過程，以及慢壓射對快速充填過程的影響。楊杰 [161對包含壓室壓射在內的全過程進行數(shù)值模擬。同時為了比較不同充填方式對充型形態(tài)的影響，在算法相同的情 況下，也模擬了從料餅處充填的充型過程。結果表明：采用壓射全程模擬更能準確的反映金屬液在壓室內、澆道內和型腔內的流動形態(tài)。楊湘杰Ⅱ 71針對冷室壓鑄機的工作環(huán)境，提出了三種不同的熱傳遞數(shù)學模型，利用 ABAQUS軟件模擬壓室在工作過程中的二維溫度分布的幾何變形狀況。對比模擬和實驗結果，得到了優(yōu)化的數(shù)學模型。研究表明：將更多且相關的壓鑄過程物理量帶人到計算機模型中或建立更精確的數(shù)學模型來描述復雜的壓鑄過程可更精確模擬壓鑄充填和凝固過程，進一步加深對壓鑄充型、凝固過程規(guī)律的認識．值得深入研究。 3． 2 鋁合金壓鑄技術 壓鑄新工藝 (真空壓鑄、充氧壓鑄、擠壓鑄造、半固態(tài)壓鑄和超低速壓鑄等 )的開發(fā)應用，改善了壓鑄過程的成形條件，顯著提高壓鑄件內在質量， 大大提高了壓鑄件力學性能、物理性能和耐蝕性能，尤其是氣密性、可熱處理性和可焊性。目前，制備高性能零件的壓鑄新工藝受到越來越廣泛的重視，尤其是流變壓鑄和超低速壓鑄技術，其基礎性研究和應用工作也不斷深入。另外，將不同壓鑄技術的結合應用，也成為現(xiàn)在壓鑄技術研究的重點。 1）半固態(tài)流變壓鑄技術 半固態(tài)壓鑄技術可縮短工藝流程，降低能耗，現(xiàn)已成為半固態(tài)加工技術的研究熱點。半固態(tài)漿料的保持和輸送是制約流變壓鑄技術發(fā)展的瓶 頸。開發(fā)具有高效、優(yōu)質和低成本的漿料制備工藝， 對整個成形流程進行有效，精確地控制以及盡可能少改動壓鑄 成形設備， 以實現(xiàn)半固態(tài)漿料與直接成形的一體化， 為流變壓鑄的工業(yè)應用做好準備。在傳統(tǒng)半固態(tài)漿料制備方法 ( 機械攪拌法， 電磁攪拌法及低過熱度傾斜板澆注法 )基礎上， 管仁國 [11]等人創(chuàng)造性將平直斜板改為具有波浪形表面的傾斜板裝置， 如圖 l 所示， 它將液態(tài)合金澆注到與水平方向成一定角度的波浪形傾斜板上， 合金液流經斜板后形成半固態(tài)漿料， 可直接將漿料進行流變壓鑄。此方法獲得了晶粒尺寸小， 球化程度高的合金漿料。能夠應用于下一步半固態(tài)成形加工。該技術制備漿料效率較高， 可實現(xiàn) A 3 5 6 ． 2 合金半固 態(tài)漿料的在線制備。采用制備坩堝直接輸送可方便地將漿料從制備室倒入壓鑄機壓室， 實現(xiàn)了漿料與成形系統(tǒng)的分離。 2 ）超低速壓鑄技術 超低速壓鑄與一般壓鑄方法有所不同． 它是以極低的壓
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