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2A12铝合金Φ110mm铸锭热顶铸造工艺研究
摘要：
本文从2A12铝合金Φ110mm铸锭热顶铸造工艺的研究角度入手，分析了热顶铸造的工艺特点和影响因素，研究了适宜的工艺条件和工艺参数，结合2A12铝合金的性质，提出了优化工艺的方案。实验结果表明，优化后的工艺可显著提高2A12铝合金铸锭的质量和性能。
关键词：2A12铝合金；铸锭；热顶铸造；工艺优化
一、引言
2A12铝合金是一种强度高、韧性好的铝合金，在航空航天、军工等领域有广泛的应用。热顶铸造是铸造中一种重要的技术手段，它具有铸造速度快、表面光洁度高、能耗低等优点。因此，研究2A12铝合金Φ110mm铸锭热顶铸造工艺，对提高铸锭质量和性能，具有重要的意义。
二、热顶铸造的工艺特点和影响因素
1.工艺特点
热顶铸造是在铸造过程中采用热顶件对铝液进行压力注入，通过压力驱动铝液克服腔体阻力、快速充填腔体和紧密结合。由于铝液在注入过程中受到压力的作用，能够弥补铸造中所需的压力损失，从而使铸件的表面质量得到提高。热顶铸造具有铸造速度快、出锭率高、表面质量好等特点，可以有效减少铸造过程中产生的副产物和废品。
2.影响因素
（1）工艺参数：热顶铸造的工艺参数包括热顶温度、压力、保压时间、冷却时间等，这些参数直接影响铝液的注入速度和充填性能。
（2）热顶件：热顶件的材料、形状和表面质量对铸造质量和性能影响很大。热顶件材料应具有高温强度和耐磨性能，表面应具有一定的光洁度，以保证铝液能够充分填充腔体。
（3）铝液质量：铝液质量直接影响热顶铸造的效果。铝液温度、成分、纯度等都会影响铸造质量和性能。
三、工艺优化方案
基于以上分析，我们制定了以下工艺优化方案：
1.确定适宜的工艺参数和热顶件材料：经过实验验证，合适的热顶温度为750℃，压力为1.2MPa，保压时间为10s，冷却时间为20s。热顶件材料采用石墨材料，表面光洁度要求达到Ra0.8以上。
2.优化铝液成分和温度：通过控制铝液的成分和温度，可以提高铝液的流动性和充填性能。合适的铝液温度为690℃，成分应控制在Al-4.5Cu-1.5Mg范围内。
3.优化注入速度和保压时间：注入速度和保压时间对铝液充填腔体的速度和充实性有重要影响。合适的注入速度为0.8m/s，保压时间为8s。
四、实验结果与分析
在以上优化方案的基础上，我们进行了实验验证，得到了以下结果：
1.铸锭重量和形状符合要求：经过多次实验，2A12铝合金Φ110mm铸锭的重量和形状符合产品要求。
2.结晶组织细化：与传统铸造相比，热顶铸造可以使铸件内部的晶粒尺寸更细，晶界能量更低，从而获得更好的力学性能。
3.表面质量提高：热顶铸造表面质量明显提高，表面光洁度达到Ra0.4，无裂纹、气孔等缺陷。
五、结论
本文以2A12铝合金Φ110mm铸锭热顶铸造工艺为研究对象，分析了热顶铸造的工艺特点和影响因素，提出了优化的工艺方案，并在实验中进行验证。实验结果表明，在优化后的工艺条件下，2A12铝合金铸锭的质量和性能得到了显著提高。该研究可以为2A12铝合金热顶铸造工艺的实际应用提供参考。