大型薄壁镁合金支架铸件的低压铸造工艺研究

发布时间：2023-02-20 21:35

　　近年来,随着航空航天工业的发展,对构件轻量化,结构功能一体化的要求越来越高。铸件向着薄壁化、复杂化、结构功能一体化的方向发展。大型薄壁复杂镁合金铸件应用广泛。不但要求铸件具有高的冶金质量,还要高精密度、近净成形。传统湿砂型重力铸造难以满足高精密铸件的尺寸精度要求,因此,树脂砂反重力精密成形技术受到越来越多的重视和应用。本文以航天用大型镁合金支架铸件为研究对象,利用数值模拟软件对其树脂砂低压铸造过程进行模拟,分析不同浇铸工艺条件下,铸件的充型流动规律及凝固温度场变化,预测铸件中缺陷,分析形成原因,并进行了工艺优化。最终浇注获得了合格铸件。首先对铸件结构特点进行了分析,针对铸件结构,对四种浇注位置分别进行了浇注系统设计和低压铸造过程数值模拟,模拟结果显示,由于铸件中存在多处大平面结构,且壁厚较薄,平面位置充型过程极易卷入氧化夹杂。浇注位置的选择应避免该类情况出现。因此,卧式和仰式浇注位置合理。缝隙式浇注系统能够保证铸件充型过程液流平稳。因铸件壁薄且结构复杂,四种浇注位置均难以通过冷铁和补贴实现严格的自上而下顺序凝固,局部热节位置补缩困难。结合四种浇注工艺的模拟结果,进行了工艺优化,选择卧式...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题来源及研究意义
    1.2 低压铸造技术及国内外研究现状
        1.2.1 低压铸造技术
        1.2.2 低压铸造国内外研究现状
    1.3 镁合金概述
        1.3.1 镁合金的优点
        1.3.2 镁合金存在问题
        1.3.3 镁合金的应用
    1.4 镁合金低压铸造及国内外研究现状
        1.4.1 镁合金铸造的工艺特点
        1.4.2 镁合金重力铸造方法及其局限性
    1.5 铸造过程数值模拟研究现状
        1.5.1 铸造过程数值模拟
        1.5.2 低压铸造数值模拟
    1.6 论文主要研究内容
第2章 实验材料与实验方法
    2.1 ZM6 合金的熔炼
        2.1.1 配料及计算
        2.1.2 熔炼步骤
    2.2 实验设备
        2.2.1 力学性能测试
        2.2.2 SEM断口形貌观察
    2.3 铸造过程数值模拟软件介绍
第3章 大型薄壁镁合金铸件低压铸造工艺优化
    3.1 铸件浇注位置选择及浇注系统设计
        3.1.1 铸件结构分析
        3.1.2 浇注工艺方案设计
        3.1.3 缝隙式浇注系统计算
    3.2 低压铸造过程数值模拟
        3.2.1 方案一模拟结果
        3.2.2 方案二模拟结果
        3.2.3 方案三模拟结果
        3.2.4 方案四模拟结果
    3.3 工艺方案优化
    3.4 本章小结
第4章 铸件应力场模拟及热裂倾向分析
    4.1 引言
    4.2 应力场模拟参数及边界条件设置
        4.2.1 应力模拟计算步骤
        4.2.2 材料参数及边界条件设置
    4.3 支架凝固过程应力场模拟及分析
    4.4 工艺方案优化及其应力场分析
        4.4.1 三角拉筋对热裂的影响
        4.4.2 增设补缩浇道对热裂的影响
        4.4.3 拉筋与补缩浇道共同作用对热裂的影响
    4.5 本章小结
第5章 实验验证与铸件力学性能
    5.1 引言
    5.2 支架铸造低压铸造实验
    5.3 铸件力学性能分析
        5.3.1 铸件本体力学性能
        5.3.2 铸件性能与重力铸造对比
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3747357