充型对双金属柱塞泵用铜合金机械性能的影响
发布时间：2020-10-01 16:41
贵州力源液压股份有限公司采用重力浇注,所生产的双金属柱塞泵缸体(又称转子)的铜合金层的耐磨性和致密性差,结合面的主要铸造缺陷是气孔。 由于挤压铸造可以把压力直接传递给合金液,所以获得的铸件比较致密。本课题组所研究的柱塞泵缸体,结构是在45#钢的主体上用挤压铸造的方法铸挂一层铅锡青铜(ZCuPb18Sn8),转子性能好并且节约铜合金。缸体的主体采用45#钢,用来承载和抗冲击。在主体工作面上铸挂铅锡青铜使其摩擦系数小、耐磨性强、其次导热好、抗疲劳性能较强。 本文在研究各种工艺参数对钢/铜双金属柱塞泵缸体铜合金性能影响的基础上建立三维模型。然后通过分析物理现象的基本方程,建立双金属铸件充型过程的数学模型。在对充型过程的数学模型进行深入分析研究的基础上,正确设置边界条件、运行参数,对铸件充型过程进行模拟。对充型过程对铸件造成的缺陷进行预测,为工艺优化提供参考依据。根据优化所得充型参数进行挤压铸造实验,对铜合金层进微观组织进行观察和分析,对机械性能进行检测和分析,并且对磨损机理进行了分析。
【学位单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2009
【中图分类】：TH322
【文章目录】：
摘要
SUMMARY
第一章 绪论
1.1 柱塞泵的简介及磨损
1.1.1 柱塞泵简介
1.1.2 磨损的基本类型
1.1.3 粘着磨损机理
1.2 金属复合材料的研究与发展
1.3 挤压铸造的特点及发展
1.4 充型模拟的研究现状和研究方法
1.4.1 实验方面
1.4.2 数学模型方面
1.4.3 充型数值模拟的主要研究方法
1.5 课题选择的意义和研究的内容
第二章 影响柱塞泵缸体铜合金成形的主要因素
2.1 影响柱塞泵缸体铜合金性能的主要工艺参数
2.1.1 浇铸温度
2.1.2 模具温度
2.1.3 充型速度
2.1.4 充型开始时间
2.1.5 比压
2.1.6 保压时间
2.2 铜合金的熔炼
2.3 模具
2.4 涂料
第三章 柱塞泵缸体双金属成形充型过程的数学模型及解法
3.1 数学模型的建立
3.2 数学模型的解法
3.2.1 交错网格技术
3.2.2 藕合压力
3.2.3 体积函数离散化及计算域的确定
3.3 自由表面边界条件
3.3.1 自由表面的确定
3.3.2 自由表面速度边界条件
3.3.3 自由表面压力边界条件
3.3.4 型壁速度边界条件
3.4 数值稳定性条件
3.5 动量方程和连续性方程的联立求解
3.6 充型过程温度场的模拟
3.6.1 能量方程的离散及求解:
3.6.2 边界条件的处理
3.6.3 充型传热耦合计算
3.7 有关参数的选取
第四章 柱塞泵缸体双金属成形的充型模拟及参数优化
4.1 PRoCAST简介
4.1.1 PRoCAST软件的主要特点
4.1.2 PROCAST软件主要模块的功能
4.2 模拟实验方案选择
4.2.1 单因素多水平简单实验法
4.2.2 多因素多水平正交实验法
4.3 柱塞泵双金属成形的充型模拟
4.3.1 影响柱塞泵挤压铸造充型工艺参数的选取与水平的确定
4.3.2 模型的建立和网格划分
4.3.3 充型过程仿真结果及分析
第五章 实验结果与分析
5.1 实验条件及检测方法
5.1.1 实验条件
5.1.2 实验过程
5.1.3 试样检测方法
5.2 不同浇铸参数对铜合金抗剪切强度的影响
5.2.1 剪切试样的制作与实验方法
5.2.2 浇铸温度对抗剪切强度的影响
5.2.3 模具预热温度对抗剪切强度的影响
5.2.4 充型速度对抗剪切强度的影响
5.3 铜合金的金相组织
5.4 铜合金抗拉强度的测量
5.5 铜合金表面硬度的测量
5.6 铜合金试件的制作及磨损性能的检测
5.6.1 磨损实验条件
5.6.2 磨损试样的制作
5.6.3 试样的磨损性能测试
第六章 磨损机理的研究
6.1 摩擦副材料
6.2 影响摩擦特性的因素
6.2.1 影响材料摩擦特性的内部因素
6.2.2 影响材料摩擦特性的外部因素
6.3 铜合金层与钢摩擦、磨损的表面现象
6.3.1 表面的形貌与接触
6.3.2 表面微观特征
6.3.3 铜合金层与钢在摩擦磨损过程中的变化
6.4 铜合金层与钢相互接触的基本规律
6.5 铜合金层与钢铁的摩擦面的破坏
6.6 降低摩擦系数与磨损率的理论依据
第七章 结论
致谢
参考文献
附录 发表论文及参加研究项目
本文编号：2831709
【学位单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2009
【中图分类】：TH322
【文章目录】：
摘要
SUMMARY
第一章 绪论
1.1 柱塞泵的简介及磨损
1.1.1 柱塞泵简介
1.1.2 磨损的基本类型
1.1.3 粘着磨损机理
1.2 金属复合材料的研究与发展
1.3 挤压铸造的特点及发展
1.4 充型模拟的研究现状和研究方法
1.4.1 实验方面
1.4.2 数学模型方面
1.4.3 充型数值模拟的主要研究方法
1.5 课题选择的意义和研究的内容
第二章 影响柱塞泵缸体铜合金成形的主要因素
2.1 影响柱塞泵缸体铜合金性能的主要工艺参数
2.1.1 浇铸温度
2.1.2 模具温度
2.1.3 充型速度
2.1.4 充型开始时间
2.1.5 比压
2.1.6 保压时间
2.2 铜合金的熔炼
2.3 模具
2.4 涂料
第三章 柱塞泵缸体双金属成形充型过程的数学模型及解法
3.1 数学模型的建立
3.2 数学模型的解法
3.2.1 交错网格技术
3.2.2 藕合压力
3.2.3 体积函数离散化及计算域的确定
3.3 自由表面边界条件
3.3.1 自由表面的确定
3.3.2 自由表面速度边界条件
3.3.3 自由表面压力边界条件
3.3.4 型壁速度边界条件
3.4 数值稳定性条件
3.5 动量方程和连续性方程的联立求解
3.6 充型过程温度场的模拟
3.6.1 能量方程的离散及求解:
3.6.2 边界条件的处理
3.6.3 充型传热耦合计算
3.7 有关参数的选取
第四章 柱塞泵缸体双金属成形的充型模拟及参数优化
4.1 PRoCAST简介
4.1.1 PRoCAST软件的主要特点
4.1.2 PROCAST软件主要模块的功能
4.2 模拟实验方案选择
4.2.1 单因素多水平简单实验法
4.2.2 多因素多水平正交实验法
4.3 柱塞泵双金属成形的充型模拟
4.3.1 影响柱塞泵挤压铸造充型工艺参数的选取与水平的确定
4.3.2 模型的建立和网格划分
4.3.3 充型过程仿真结果及分析
第五章 实验结果与分析
5.1 实验条件及检测方法
5.1.1 实验条件
5.1.2 实验过程
5.1.3 试样检测方法
5.2 不同浇铸参数对铜合金抗剪切强度的影响
5.2.1 剪切试样的制作与实验方法
5.2.2 浇铸温度对抗剪切强度的影响
5.2.3 模具预热温度对抗剪切强度的影响
5.2.4 充型速度对抗剪切强度的影响
5.3 铜合金的金相组织
5.4 铜合金抗拉强度的测量
5.5 铜合金表面硬度的测量
5.6 铜合金试件的制作及磨损性能的检测
5.6.1 磨损实验条件
5.6.2 磨损试样的制作
5.6.3 试样的磨损性能测试
第六章 磨损机理的研究
6.1 摩擦副材料
6.2 影响摩擦特性的因素
6.2.1 影响材料摩擦特性的内部因素
6.2.2 影响材料摩擦特性的外部因素
6.3 铜合金层与钢摩擦、磨损的表面现象
6.3.1 表面的形貌与接触
6.3.2 表面微观特征
6.3.3 铜合金层与钢在摩擦磨损过程中的变化
6.4 铜合金层与钢相互接触的基本规律
6.5 铜合金层与钢铁的摩擦面的破坏
6.6 降低摩擦系数与磨损率的理论依据
第七章 结论
致谢
参考文献
附录 发表论文及参加研究项目
【参考文献】
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本文编号：2831709
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