镁合金电控箱体的模具设计与成型工艺研究

发布时间：2017-09-07 04:47

  本文关键词：镁合金电控箱体的模具设计与成型工艺研究

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【摘要】：针对镁合金熔体流动性较差,薄壁箱体类铸件成型困难等问题,本文采用普通砂型铸造法制备了镁合金电控箱体铸件,研究其模具设计及成型工艺,在对电控箱体结构工艺性分析的基础上,利用Pro-e三维绘图软件绘制了铸件毛坯图,设计了砂型模具。通过AnyCasting铸造模拟软件模拟了镁合金电控箱体的充型过程和凝固过程。对两种浇注系统的效果进行了对比分析,最后试验验证了模拟计算结果,并优化了浇注工艺参数。电控箱体用镁合金的熔炼工艺为：在720℃熔化镁锭、铝锭、锌锭和铝锰中间合金(Al-10Mn),750℃向镁合金熔体中添加镁铈中间合金(Mg-30Ce)和镁钛中间合金(Mg-4Ti)。熔炼时,镁合金熔体上方有保护性气体覆盖,在750℃进行两次精炼后,并使用球状石墨微粒变质处理,可有效的改善熔体质量。铸造过程的流场模拟预测了铸造缺陷出现的位置,对浇注系统的设计有指导意义,实验证明,700℃下单侧浇注(扁平状内浇道)充型效果较好,上下箱体浇注时间约为14-15s。铸件毛坯宏观缺陷分析表明,实际浇铸效果与模拟结果一致。将镁合金电控箱体铸件在413℃固溶24小时后水淬,然后在200℃时效12小时。在电控箱体铸件取样后,借助于光学金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、XRD测试仪、法兰同轴测试仪、拉伸试验仪、布氏硬度仪等,观察其微观组织,测试其力学性能和物理性能,结果表明,其显微组织是由a-Mg基体、连续网状的β-Mg17Al12相和针状的A14Ce相组成的,其抗拉强度达到171.6MPa,延伸率达到11.1%,硬度达到70.6HB,电导率为1.015×10-2S/m,电磁屏蔽效能的能值始终都在60dB以上。
【关键词】：镁合金 砂型铸造 电控箱体 成型工艺
【学位授予单位】：西安工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG292
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 概述9-11
• 1.1.1 铸造镁合金国外发展状况9-10
• 1.1.2 铸造镁合金国内发展状况10
• 1.1.3 铸造镁合金在箱体零件的应用状况10-11
• 1.2 AnyCasting铸造工艺模拟仿真软件介绍11
• 1.3 镁合金铸件成形方法及比较11-13
• 1.4 研究目标、意义及主要研究内容13-15
• 1.4.1 研究目标13
• 1.4.2 研究意义13
• 1.4.3 主要研究内容13-15
• 2 新型镁合金电控箱体模具的设计15-38
• 2.1 零件材料成分及结构分析15-16
• 2.1.1 零件材料成分配比15
• 2.1.2 零件的尺寸及结构特点分析15-16
• 2.2 毛坯件的三维造型16-17
• 2.3 电控箱体模具设计17-26
• 2.3.1 分型面的选择17-18
• 2.3.2 砂箱尺寸的确定18-19
• 2.3.3 浇注系统的设计19-25
• 2.3.4 模具设计25-26
• 2.4 模样设计26-27
• 2.5 计算机模拟浇注充型过程27-37
• 2.5.1 下箱体数值模拟28-34
• 2.5.2 上箱体数值模拟34-37
• 2.6 本章小结37-38
• 3 新型镁合金电控箱体成型工艺研究38-50
• 3.1 造型工艺38-40
• 3.1.1 造型方案38
• 3.1.2 型砂的成分38-39
• 3.1.3 混砂工艺39
• 3.1.4 涂料、分型剂以及修补材料39-40
• 3.2 电控箱体用镁合金熔炼工艺40-43
• 3.2.1 熔炼设备和工具40
• 3.2.1 向镁合金中添加Ce和Ti元素中间合金的方法40-41
• 3.2.2 镁合金熔炼过程中的防氧化燃烧41-42
• 3.2.3 镁合金的精炼、变质和细化晶粒42-43
• 3.3 电控箱体浇注试验过程及结果分析43-49
• 3.3.1 试验条件43
• 3.3.2 浇注试验及结果分析43-44
• 3.3.3 铸件缺陷分析及解决措施44-48
• 3.3.4 铸件的清理和校正48-49
• 3.4 本章小结49-50
• 4 新型镁合金电控箱体铸件的组织性能分析50-63
• 4.1 铸件的显微组织分析50-58
• 4.1.1 金相组织分析50-52
• 4.1.2 SEM形貌及能谱分析52-57
• 4.1.3 X射线衍射分析57-58
• 4.2 铸件的力学性能分析58-60
• 4.2.1 力学性能测试58-59
• 4.2.2 拉伸断口扫描59-60
• 4.3 铸件的物理性能分析60-62
• 4.3 本章小结62-63
• 5 结论63-65
• 参考文献65-68
• 攻读硕士学位期间发表的论文68-69
• 致谢69-71

【参考文献】

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本文编号：807503