熔模铸造厂_纯铜电极熔模铸造数值模拟及工艺研究

发布时间：2016-12-18 20:48

  本文关键词：基于冰模的熔模铸造研究，由笔耕文化传播整理发布。

《沈阳理工大学》 2011年

纯铜电极熔模铸造数值模拟及工艺研究

张广华  

【摘要】：工业纯铜(紫铜,电解铜),强度低,化学稳定性高,导热性及导电性能较好,是良好的导电材料[1]。机械加工生产纯铜件对加工件性能基本无影响,并且加工工艺相对简单,但机械加工成本高,周期长。本课题就如何利用生产成本低、周期短而工艺复杂的熔模铸造方法,生产出与机械加工同样性能的纯铜件进行研究,这也正是本文的创新之处。 本课题研究的铸件为导电纯铜电极。该铸件结构简单但壁厚差别明显,对导电性要求较高,铸造过程中极易产生气孔、氧化等现象影响铸件的导电性,铸造生产难度较大。解决此问题所做的研究主要包括:(1)通过熔模铸造的方法,实验对比几种常用脱氧剂的脱氧效果,确定最佳脱氧剂;(2)确定压型分型面、压型材料与工艺参数,设计压型及五种浇注系统,最终成功生产压型与蜡模;(3)利用PRO-CAST对五种浇注系统进行模拟,对比分析五种浇注系统的凝固过程与缺陷结果,确定最佳工艺方案和最优工艺参数;(4)利用蜡模组模完成五种模组,最终完成型壳的生产。然后,采用熔模铸造的方法,选择几种工艺方案进行浇注,验证数值模拟的正确性。并就铸件进行性能测试,与机加工件的性能进行对比。 采用优化后的铸造工艺参数进行生产实验后,生产得到的纯铜电极的导电性、含氧量、拉伸强度等性能均满足性能要求,具有与机械加工件同样的优良性能。最终,缩短了纯铜电极的生产周期,降低了生产成本,表明了课题的正确性和科学性。

【关键词】：
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TG249.5
【目录】：

摘要6-7

Abstract7-12

第1章 绪论12-19

1.1 课题背景及分析12-13

1.2 熔模精密铸造的概述13-15

1.2.1 熔模精密铸造的原理及工艺过程13-14

1.2.2 熔模铸造的特点14-15

1.3 国内外熔模铸造研究现状15-16

1.4 熔模铸造的发展趋势16-17

1.5 课题的主要研究内容17-19

第2章 纯铜脱氧剂的选择19-30

2.1 脱氧剂的脱氧机理19-22

2.1.1 碳化硅的性能及脱氧分析19-21

2.1.2 硅钙合金的性能及脱氧分析21

2.1.3 硼化钙的性能及脱氧分析21-22

2.2 脱氧实验22-25

2.2.1 实验条件22-23

2.2.2 浇注实验23-25

2.3 最优脱氧剂的确定25-28

2.3.1 试样性能的测定25-28

2.3.2 脱氧剂的确定28

2.4 本章小结28-30

第3章 纯铜电极熔模铸造工艺设计30-54

3.1 分型面的选择30-32

3.1.1 铸件结构分析30-31

3.1.2 分型面的确定31

3.1.3 压型材料的选择31-32

3.2 工艺参数选择32-33

3.2.1 拔模斜度的选择32

3.2.2 铸造收缩率的确定32-33

3.3 浇注系统的设计33-38

3.3.1 直浇道﹑内浇道的计算33-36

3.3.2 冒口的设计计算36-38

3.3.3 出气孔的设计38

3.4 工艺方案的确定38-42

3.5 压型设计42-51

3.6 压型及蜡模的制造51-53

3.6.1 压型的制造51-52

3.6.2 蜡模的生产52-53

3.7 本章小结53-54

第4章 纯铜铸件熔模铸造过程数值模拟54-78

4.1 ProCAST 软件介绍54-56

4.1.1 ProCAST 特点54

4.1.2 ProCAST 软件基本模块54-55

4.1.3 ProCAST 软件结构及模拟流程55-56

4.2 ProCAST 数学模型56-57

4.2.1 充型过程数学模型56

4.2.2 凝固过程数学模型56

4.2.3 缩孔、缩松缺陷的预测56-57

4.3 ProCAST 模拟前处理57

4.3.1 纯铜电极三维实体模拟数据转化57

4.3.2 纯铜电极的网格划分57

4.3.3 初始条件和边界条件设定57

4.4 铸造过程数值模拟57-77

4.4.1 方案一57-62

4.4.2 方案二62-65

4.4.3 方案三65-70

4.4.4 方案四70-74

4.4.5 方案五74-77

4.5 本章小结77-78

第5章 纯铜电极熔模铸造实验验证78-84

5.1 熔模铸造生产实验78-82

5.1.1 制造蜡模78-79

5.1.2 型壳的制造79-81

5.1.3 电极的生产81-82

5.2 铸件质量分析82-83

5.3 本章小结83-84

结论84-86

参考文献86-90

攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果90-91

致谢91-92

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  本文关键词：基于冰模的熔模铸造研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：219440