铜合金冷却器盖铸造工艺的研究

发布时间：2017-12-06 04:08

  本文关键词：铜合金冷却器盖铸造工艺的研究

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【摘要】：冷却器盖是冷却器中重要部件之一,要求部件必须具有良好的耐腐蚀能力和具有很高的密封性,尤其是对流动的海水、蒸汽和无机酸的耐蚀性能及在高压下的气密性能、水密性能。铜具有良好的耐海水腐蚀性能,在船舶制造业、海运业得到广泛的应用。并且随着锰元素的加入,可以提高黄铜合金在海水、氯化物及过热蒸汽环境中的耐腐蚀性。因此本冷却器盖铸件选用锰黄铜,其型号为ZCuZn38Mn2Pb2,相比普通黄铜提高了硬度、强度和耐磨性能,尤其是具有良好的抗大气腐蚀性能、对海水等腐蚀汽液的耐蚀性。在铜合金冷却器盖生产过程中,废品铸件的主要问题是在水压试验中出现渗漏,导致产品不能满足性能检测要求,成品率仅为20%,造成生产成本增加,拖延工期。为提高成品率,采用ProCAST仿真模拟软件对原始工艺方案的充型过程和凝固过程进行数值模拟,结果表明,由于浇注系统设计不合理、凝固时温度梯度不均匀、冒口补缩作用不强,导致铸件热节处产生的集中缩孔,这些集中缩孔在水压试验中形成渗漏通道,使铸件无法达到技术要求。通过扫描电镜观察缩孔的宏观及微观形貌,检测其化学成分,探究铸件热节处产生集中缩孔的原因。结果表明,金属液产生少量氧化夹渣及金属液不能充分补缩是产生缩孔的主要原因。本文从原始工艺产生缺陷的机理出发,提出两种改进工艺,并对原始熔炼工艺进行完善。通过ProCAST软件对两种改进方案进行数值模拟,验证其合理性,确定冷却器盖的新工艺方案选用第二种浇冒一体的顶注式浇注系统。采用新工艺方案及完善后的熔炼工艺进行试验验证,通过对金相组织观察及性能检测,结果表明,试验结果与模拟结果一致,与原始工艺方案相比,新工艺方案生产的铸件具有较致密均匀的组织,硬度、摩擦磨损性能及拉伸性能均有所提升,基本消除了铸件缩孔缺陷,成品率达到85%。
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG291

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本文编号：1257290