【正文】 凝固、內(nèi)生糊 狀凝固和殼狀凝固等五種方式。有時(shí)為增強(qiáng)金屬液的補(bǔ)縮能力．有意把氣體引入縮孔內(nèi)，如大氣壓力冒口。所謂光滑壁縮孔是熱節(jié)部位的金屬液在未形成樹枝狀結(jié)晶前，在重力或外界壓力(大氣壓)作用下被迅速遷移補(bǔ)充到其它正在凝固收縮的部位，留下一個(gè)表面比較光滑的空腔。如果鑄件(含澆冒口系統(tǒng))在下述條件下凝固就可能形成光滑壁縮孔 (1)散熱條件好、凝固速度快；(2)外生(逐層)方式凝固；(3)順序凝固；(4)最后凝固部位形成縮孔時(shí)與大氣連通。不同合金的凝固方式和收縮特點(diǎn)不同，形成縮孔的形態(tài)也不相同。總之，防止、消除和控制各類缺陷是一個(gè)不容忽視的關(guān)鍵問題。應(yīng)根據(jù)產(chǎn) 生的原因和出現(xiàn)的程度不同，采取相應(yīng)措施加以控制，使之消除或降至最低程度。 由于方方面面的原因，存在于鑄件的缺陷五花八門，由于凝固成形時(shí)條件的差異，缺陷的種類表現(xiàn)為形態(tài)和表 現(xiàn)部位不尺相同。鑄造金屬 是指鑄造生產(chǎn)中用于澆注鑄件的金屬材料，它是以一種金屬元素為主要成分，并加入其 他金屬或非金屬元素而組成的合金，習(xí)慣上稱為鑄造合金，主要有鑄鐵、鑄鋼和鑄造有色合金。特種鑄造按造型材料的不同，又可分為兩大類：一類以天然礦產(chǎn)砂石作為主要造型材料，如熔模鑄造、殼型鑄造、負(fù)壓鑄造、泥型 鑄造、實(shí)型鑄造、陶瓷型鑄造等；一類以金屬作為主要鑄型材料，如金屬型鑄造、離心鑄造、連續(xù)鑄造、壓力鑄造、低壓鑄造等。鑄造一般按造型方法來分類，習(xí)慣上分為普通砂型鑄造和特種鑄造。在機(jī)械產(chǎn)品中，鑄件占有很大的比例，如機(jī)床中為 60％～80％。鑄造是獲得零件毛坯的主要方法之一。2)采用混合稀土對(duì)壓鑄鋁合金進(jìn)行變質(zhì)處理，可使合金的組織得到明顯的改善，初生硅被抑制和細(xì)化，共晶硅由針片狀轉(zhuǎn)變?yōu)槎虠U狀和粒狀，ADCl2．1 R合金鑄態(tài)力學(xué)性能(重力澆注)達(dá)到：拉伸強(qiáng)度為254．9 MPa、延伸率為2．925％、硬度(HBS)為102，其綜合力學(xué)性能優(yōu)于我國(guó)目前生產(chǎn)中常用壓鑄鋁合金ZLll2Y．3)通過合金材料實(shí)際零件的壓鑄生產(chǎn)試驗(yàn)表明，ADCl2．1R具有良好的壓鑄成形性、出型性及切削加工性能，能夠滿足工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用的要求．第3章 鑄造鋁合金縮孔形成理論 鑄造分類及特點(diǎn)鑄造是將金屬熔煉成符合一定要求的液體并澆進(jìn)鑄型里，經(jīng)冷卻凝固、清整處理后得到有預(yù)定形狀、尺寸和性能的鑄件的工藝過程。夾雜物含量明顯降低．此外，稀土氧化物具有熔點(diǎn)高、比重大的特點(diǎn)，很容易進(jìn)入熔渣中． 本章總結(jié)、性能及形成性。m01． （23）在共晶點(diǎn)附近溫度580℃，即853 K時(shí)，反應(yīng)的自由能變?yōu)椋骸鱃3 K=△8K—TA298 K=一80 844．21 J0．因此，從熱力學(xué)上講，稀土元素均可能在鋁硅合金共晶溫度時(shí)與熔體中的HI形成氫化物，而且氫化反應(yīng)是放熱反應(yīng)，隨溫度下降，此反應(yīng)更易進(jìn)行，所以在液態(tài)鋁中，加人稀土?xí)r，從理論上講完全可以形成穩(wěn)定的稀土氫化物，且隨著溫度下降，這種氫化物越來越穩(wěn)定，從而達(dá)到固氫的作用．2)稀土的除雜作用o168。第2章 壓鑄工藝形成的ADC12鋁合金力學(xué)性能的研究 鑄造鋁合金的介紹鑄造鋁合金一直是航空、航天、軍事和汽車工業(yè)中重要的結(jié)構(gòu)材料；壓力鑄造以其尺寸精確、表面光潔、效率高等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用到鑄造鋁合金中．目前我國(guó)壓鑄鋁合金的抗拉強(qiáng)度普遍低于240 MPa(金屬型澆注)，其綜合力學(xué)性能較差，不能滿足一些高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)件的要求，且硬度HBS低于90，導(dǎo)致鑄件的加工性能也較差，此外，壓鑄件一般不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化?．基于以上原因，為進(jìn)一步擴(kuò)大鋁合金壓鑄件的應(yīng)用范圍，一方面需要研究新的壓鑄技術(shù)，另一方面更迫切需要開發(fā)出性能優(yōu)越、成分易于控制的高性能壓鑄鋁合金以滿足工業(yè)生產(chǎn)．化學(xué)成分的選定是合金獲得好的力學(xué)性能的基礎(chǔ)；有效的熔體處理可同時(shí)獲得高純凈度的熔體及理想的變質(zhì)和晶粒細(xì)化效果．筆者在ADCl2合金成分的基礎(chǔ)上，通過成分設(shè)計(jì)和加入經(jīng)優(yōu)化配比后的混和稀土進(jìn)行變質(zhì)等熔體處理，開發(fā)出了一種新型高性能壓鑄鋁合金ADCl2．1R，并在XJS280臥式冷室壓鑄機(jī)上進(jìn)行了生產(chǎn)試驗(yàn)，其力學(xué)和機(jī)加工等性能均優(yōu)于目前國(guó)內(nèi)普遍使用的ZLl 12Y壓鑄合金． ADCl2．1R 合金成分設(shè)計(jì)ADCl2．1 R合金成分以ADCl2合金成分為基礎(chǔ)，為減少試驗(yàn)次數(shù)，合金中Si、Mn、Ti、Fe等元素的成分取為定值，從Mg和Cu組元對(duì)合金力學(xué)性能影響的角度，經(jīng)多次試驗(yàn)后，確定ADCl2．1R合金最好的一組配方為A1SiCu(2)Mg(2)．實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)所用原材料分別為：99．7％鋁錠，結(jié)晶硅，99．95％鎂錠，純銅，A1—5Ti一3B中間合金，m一10％RE(RE為混合稀土)中間合金，自制Al一20％Fe中間合金，A1—10％Mn中間合金，99．95％鋅錠，無毒精煉劑和扒渣劑．在150 kg的工業(yè)電爐內(nèi)熔配ADCl2．1R合金，將合金液升溫至750℃，加入A1一RE中間合金進(jìn)行變質(zhì)處理，充分?jǐn)嚢?，并?20。 本文研究?jī)?nèi)容為解決吉星機(jī)械有限公司鑄造避免氣孔率的問題，本文對(duì)吉星機(jī)械有限公司所使用的ADC12鋁合金鑄錠進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試和研究。熱處理鋁及鋁合金純鋁—1系A(chǔ)lMn系合金—3系A(chǔ)lSi系合金—4系A(chǔ)lMg—5系A(chǔ)lCu系合金—2系A(chǔ)lMgSi系合金—6系A(chǔ)lZnMgCu系合金—7系A(chǔ)lLi系合金—8系加工材非熱處理熱處理鑄造材非熱處理純鋁系A(chǔ)lSi系合金AlMn系合金AlCuSi系合金AlCuMgSi系合金AlMgSi系合金AlMgZn系合金圖 12 鋁及鋁合金分類示意圖 鋁及ADC12合金的應(yīng)用鋁材在交通運(yùn)輸業(yè)、航空航天工業(yè)、電子/電器業(yè)以及其他行業(yè)應(yīng)用十分廣泛，其輕質(zhì)，高強(qiáng)度，易加工和各種良好的理化性能成為越來越重要的金屬材料。 鋁合金的分類及應(yīng)用 鋁合金的分類鋁合金的分類方法很多，目前使用最廣泛的有三種分類方法：按合金狀態(tài)及熱處理特點(diǎn)、按合金性能及用途、按合金所含主要成分。材料經(jīng)過軋制，鑄態(tài)組織轉(zhuǎn)變?yōu)榧庸そM織，這大幅度提高了材料的塑性。軋制溫度越高，回復(fù)程度越高，在較小的道次壓下率時(shí)，亞結(jié)構(gòu)不會(huì)完善地形成，道次壓下率較高時(shí)，再結(jié)晶的可能性增加。(c)軋制工藝參數(shù)軋制工藝參數(shù)包括各道次軋制溫度、軋制速度、道次壓下率以及道次間停留時(shí)間等。大量研究表明，Mg、Zn等元素的加入會(huì)降低再結(jié)晶的溫度，在含這類元素的鋁合金熱軋過程中容易得到再結(jié)晶組織，Mn、Cr、Zr、Fe等元素的加入會(huì)提高再結(jié)晶溫度，這類鋁合金熱軋過程中容易得到回復(fù)的亞結(jié)構(gòu)組織。另一方面固溶元素也會(huì)阻礙晶界的遷移速度。粗大的非固溶第二相粒子，作為再結(jié)晶形核位置，有利于再結(jié)晶的發(fā)生，而細(xì)小均勻分布的第二相粒子將阻礙再結(jié)晶的發(fā)生。通過熱變形，鑄錠組織改變成了變形組織（或加工組織），并具有較高的密度、均勻細(xì)小的等軸晶粒及比較均勻的化學(xué)成分，因而塑性和強(qiáng)度指標(biāo)都有明顯的提高。由于應(yīng)力狀態(tài)中靜水壓力的作用，可促進(jìn)鑄態(tài)組織中存在的氣泡焊合，縮孔壓實(shí)，疏松壓密，變?yōu)檩^致密的組織結(jié)構(gòu)。在三向壓縮應(yīng)力狀態(tài)占優(yōu)勢(shì)的情況下，熱變形能最有效的改變鋁及鋁合金的鑄態(tài)組織，給予適當(dāng)?shù)淖冃瘟肯?，可以使鑄態(tài)組織發(fā)生以下四點(diǎn)有利變化[4]：一般熱變形是通過多道次的反復(fù)變形來完成的。ADC12型合金各成分具體含量見表12[3]。一般商用5%~%（質(zhì)量）。其中5系合金中的主要合金元素是鎂。m/K體積磁化率,107磁導(dǎo)率,（H/m）反射率(λ=2500 1010),%—87(λ=5000 1010),%—90(λ=200001010),%—97折光率（白光）—~吸收率（白光）—~輻射能（25℃，大氣中）,W/m2—~注：O狀態(tài)：退火狀態(tài)，H狀態(tài)：加工硬化狀態(tài)鋁還具有比其它有色金屬、鋼鐵、塑料和木材等更優(yōu)良的特性，如良好的耐蝕性和耐候性；良好的塑性和加工能力；良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性；良好的耐低溫性能，對(duì)光熱電波的反射率高，表面性能好；無磁性；基本無毒；有吸引音性；耐酸性好；抗輻射性能好；彈性系數(shù)小；良好的理想性能；優(yōu)良的鑄造性能和焊接性能；良好的撞擊性、此為，鋁材的高溫性能、成型性能、切削加工性能、鉚接性能、膠合性能及表面處理性能等也很好。m159（O狀態(tài)）—57（H狀態(tài)）電阻率（20℃）,μΩ（m（m（m（kgm3（700℃）,kg詳細(xì)的熱學(xué)性能、電學(xué)性能及膨脹系數(shù)等數(shù)據(jù)如表11所示[2]。[2] 理化性能，約為鐵的1/3，故鋁基合金的密度都比較小，~，但比強(qiáng)度高(等重量時(shí)的強(qiáng)度)，可與合金鋼相比。[2] 理化性能鋁是元素周期表中第三周期主族元素，具有面心立方點(diǎn)陣，1010。 鋁合金及adc12型鋁合金的性能特點(diǎn) 晶體特性鋁是元素周期表中第三周期主族元素，具有面心立方點(diǎn)陣，1010。本文通過受力分析預(yù)測(cè)危險(xiǎn)點(diǎn)，并與實(shí)際對(duì)比，檢驗(yàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的正確性。通用性較強(qiáng)。這里幾乎完全是鋁合金的一家天下。還有就是鋁合金容易加工和具有高度的散熱性。成本低，而且使用一種加工工藝可以大量生產(chǎn)同樣的零部件，這也是他的特點(diǎn)之一。但是我們應(yīng)該清楚的看到，我國(guó)鋁加工材在品種、質(zhì)量以及綜合經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)等方面與國(guó)際先進(jìn)水平仍有一定差距。進(jìn)入21世紀(jì)以來，世界鋁及鋁加工業(yè)獲得了迅猛的發(fā)展，我國(guó)的鋁及鋁加工業(yè)也掀起了第三次發(fā)展高潮。關(guān)鍵詞?。簤鸿T ADC12鋁合金 支架隔墊 有限元分析The automobile differential structure finite element analysisAbstractWith the development of the society, there is an increasingly wide use of aluminum die casting. However, due to various factors, many defects exist in the aluminum die casting, such as shrinkage cavity, shrinkage porosity, pores, cracks and oxide inclusion, etc. These defects restrict the development of casting industry and influence the mechanical properties and safety performance of die casting.Numerical simulation of die casting process in an important way in modern casting industry. Forecasting the quality of aluminum gear housing by simulating can reduse the blindness of the development of die casting process。優(yōu)化后再模擬。這也為鑄造工程師提供新的途徑來研究壓鑄過程。這些缺陷制約了壓鑄件工業(yè)的發(fā)展，影響壓鑄件的力學(xué)性能，安全性能。汽車差速器結(jié)構(gòu)有限元分析摘要隨著社會(huì)發(fā)展，鋁合金壓鑄件的應(yīng)用越來越廣泛。但是由于各種因素，鋁合金壓鑄件存在著諸多缺陷，如縮孔、縮松、氣孔、裂紋、氧化夾雜等。壓鑄過程數(shù)值模擬是現(xiàn)代鑄造工業(yè)的重要手段，通過對(duì)工藝參數(shù)的分析研究，可以優(yōu)化方案，從而確保鑄件質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。本文主要是運(yùn)用 ANSYS 分析軟件，對(duì)汽車鋁合金差速器支架和發(fā)動(dòng)機(jī)懸置隔墊進(jìn)行分析，觀察其缺陷，然后針對(duì)這些缺陷進(jìn)行工藝優(yōu)化、改進(jìn)。本文進(jìn)行的受力分析，為優(yōu)化壓鑄工藝提供了理論依據(jù)和指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)值模擬的意義。 through the analysis of process paraments, the program can be optimized so as to ensure the quality of casting and improve production efficiency . This also provides a new way for foundry engineers to study diecasting process.This paper mainly uses ANSYS to stress analysis on differential stents and the engine mount the pad,then to optimize and improve these defects. And simulation again.In this paper , the simulation analysis provides theoretical basis and guidance for optimizing the die casting process to realize the significance of the numerical simulation.Key words: die casting adc12aluminum alloy stents septa finite element analysis目錄目錄 III第1章 緒論 1 課題背景 1 鋁合金及adc12型鋁合金的性能特點(diǎn) 1 晶體特性 1 理化性能 2 理化性能 2 鋁及鋁合金熱軋組織與性能變化 3 鋁合金的分類及應(yīng)用 4 鋁合金的分類 4 鋁及ADC12合金的應(yīng)用 5 本文研究?jī)?nèi)容 5第2章 壓鑄工藝形成的ADC12鋁合金力學(xué)性能的研究 6 鑄造鋁合金的介紹 6 ADCl2．1R 合金成分設(shè)計(jì) 6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 7