大尺寸铝合金轮毂低压铸造过程的数值模拟及工艺优化

发布时间：2016-09-13 19:11

  本文关键词：大尺寸铝合金轮毂低压铸造过程的数值模拟及工艺优化，由笔耕文化传播整理发布。

《沈阳航空航天大学》 2014年

大尺寸铝合金轮毂低压铸造过程的数值模拟及工艺优化

赵岩  

【摘要】：国外采用低压铸造方法生产的大尺寸铝合金轮毂的厂家越来越多，然而国内由于生产技术较为落后，生产的大尺寸轮毂大多为采用锻造的钢轮毂。目前，国内还没有掌握采用在低压铸造的模具上加设水冷的方法生产大型轮毂。由于铸件的截面厚度尺寸大小不一，对于铸件壁厚较厚的部位凝固所需时间较长，在低压铸造过程中容易产生缩孔缩松、裂纹等缺陷。铸造过程计算机模拟是多种学科的交叉科学，其中包含材料科学、数值分析、传热学和计算机图形学等等，是先进制造科学的重要前沿领域。对铸造过程进行数值模拟能够帮助工程技术人员预测铸件缺陷，保证铸件的质量，提高生产率，降低成本。 针对低压铸造大型铝合金轮毂在热节处产生的缩松缩孔问题，采用ProCAST软件分析低压铸造铝合金轮毂的充型和凝固过程的温度场分布规律，从模拟结果得出铸件在轮辋和轮辐交接处产生缩孔缩松缺陷，，该模拟结果与实际生产相吻合。本文采用在相应部位加设了水冷管，有效的减少了轮毂热节处的缩松缩孔缺陷，但是铸件各部位的力学性能不合格，且金相晶粒粗大。为了获得较细的晶粒和较好的力学性能，本文采用了在模具其他部位加设水冷环的方法。根据数值模拟结果确定水冷管的位置、大小、水冷的开启时刻和持续时间。该方法加快了铸件的冷却速度，实际生产的铸件组织晶粒较细和力学性能达到要求。结果表明，优化后的工艺不但提高了铸件的性能而且缩短了生产周期，提高了生产效率。

【关键词】：
【学位授予单位】：沈阳航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TG292
【目录】：

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本文编号：114640