复合双金属裂解连杆熔模铸造工艺与性能研究

发布时间：2017-11-08 00:09

  本文关键词：复合双金属裂解连杆熔模铸造工艺与性能研究

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【摘要】：在汽车、轮船等发动机上,连杆是至关重要的部件。当前市场所需求的连杆愈来愈多地采用裂解加工技术,其工艺流程短,忽略了磨削以及连杆体与连杆盖结合面的机械锯切。裂解连杆对于材料的要求很严格,在实际生产中会出现裂解不开、大头孔变形等问题。为突破裂解材料的限制,解决连杆裂解过程遇到的裂解问题,本文提出使用熔模铸造工艺来生产双金属裂解连杆。本文采用数值模拟与实际结合的方法,主要解决缩松缩孔、卷气和热裂缺陷,同时提高界面的结合强度。连杆主体材料选用低碳钢,裂解材料选用高碳钢。通过熔模铸造工艺使两种材料实现冶金结合,利用铸件在型壳中的缓慢冷却而使裂解材料进一步扩大脆性组织,方便连杆的裂解。本文的主要研究工作和结论如下:(1)本文使用ProCAST来模拟双金属连杆的铸造过程。对其充型凝固过程和有效应力分布进行研究,得到符合铸件要求的浇注方案;通过正交试验综合判断缩松缩孔、有效应力以及变形量的最大值,得出双金属连杆熔模铸造的最佳工艺参数。(2)对双金属界面节点进行模拟观察,评估其扩散性能。得出使双金属达到扩散条件的液固体积比为12:1~24:1,锯齿状裂解材料结合质量优于平面状,主体材料浇注的最佳时间间隔为0~20s。(3)将所设计的试验方案以及得出的最佳工艺参数运用到具体的试验中,来验证所设计方案的可靠性。改变普通熔模铸造的工序,先将型壳放入焙烧炉中焙烧,再将裂解材料插入焙烧后的型壳中,两端使用耐火泥封住,最后把主体材料浇入。此种工艺方式使得裂解材料避免了由于高温焙烧而产生的氧化问题,两种金属结合处良好,无铸造缺陷。(4)对双金属试样进行组织以及力学性能分析,并通过拉伸来来裂解试样,发现组织良好且元素发生扩散,界面结合强度高。裂解材料拉断后界面平整,呈脆断性特征,符合连杆裂解的要求,为连杆的锻造提供一定的依据。综上,熔模铸造双金属连杆合理,通过模拟以及试验证明了双金属试样满足连杆的力学以及裂解性能。此技术能够扩大材料的选择范围,改善裂解质量。
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK406;TG249.5

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本文编号：1154712