大型铝合金铸件缺陷预测及铸造工艺优化.pdf

东南大学硕士学位论文大型铝合金铸件缺陷预测及铸造工艺优化姓名：邹莹申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：潘冶20090301摘要单件质茸为拇笮捅诤癫痪鹊奶ń鬃赐残温梁辖鹬猿湫筒黄轿群筒顾醪怀浞忠造成气孔、缩孔等缺陷而导致废品。如果仅靠传统经验去设计丁艺方案并直接在生产中调试则生产效率低浪费人力物力。本课题采用数值模拟的方法对铸件的充型和凝同过程进行模拟可以有效地预测缺陷优化铸造艺提高铸件质量。采用造型软件建模将建好的三维模型以袷降汲觯訮格式作为与慕涌谖募嘈汀Ｓ捎谥捌浣阶⑾低车亩味猿菩裕∑渌姆种唤蟹治觥Ｔ腗？橹薪忻嫱窦疤逋衿史种螅延邢拊DＰ偷既隤中定义材料、界面传热系数、边界条件、初始条件并设置运行参数完成前置处理。充型过程速度场及温度场的数值模拟结果表明：内浇口的位置及截面积大小对铝液在其出口处的速度有很大影响充型的平稳性与铝液的流向及充型初期铝液的温度也有较为明显的相关性。通过调整冒口底部与横浇道的设置、在保证铸件充犁完整的前提下调整浇注温度及浇注时间、在铸件本体部分增加一过渡区、改变内浇口的位置及截面积大小等一系列优化措施实现了：铝液在内浇口出口处速度有效降低在充型初期铝液温度明显下降改善了充型过程的平稳性减少了气孔缺陷的产生；铝液由铸件向冒口充型流向得到有效控制避免了氧化夹杂进入铸件本体。对凝同过程的凝同百分率及铸件收缩缺陷进行了模拟计算发现：冒口颈的截面积对冒口的补缩能力有较大的影响。可适当加大冒口颈尺寸以增大冒口的补缩能力减少收缩缺陷。在铸件本体凝【司后尽量缩短冒口颈及冒口的凝固时间可以提高生产效率。经生产实际验证模拟与生产结果相吻合。在保证足够补缩能力的前提下减小冒口直径的同时加大了冒口颈的横向尺寸可将工艺出品率提高约ァ关键词：铝合金铸件；铸造缺陷；数值模拟；工艺优化；瑃．；；．琣簍．．、血瑃．：琣╨％．：籆瑆瑆鵨甇瑃痓．；瓸籒期：学研究生签名：恤导师签名：东南大学学位论文独创性声明期：≥：兰：东南大学学位论文使用授权声明的研究成果也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知除了文中特别加以标注和致谢的地方外论文中不包含其他人已经发表或撰写过一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外允许论文被查阅和借阅可以公布以电子信息形式刊登畚牡娜ú磕谌莼蛑小⒂⑽恼R5炔糠帜谌荨Ｂ畚牡墓ú包括以电子信息形式刊登谌ǘ洗笱а芯可喊炖怼第一章绪论课题的背景及意义随着计算机技术的发展利数值模拟软件将铸件的铸造工艺设计和结构设计结合起来来铸造充型及凝固过程模拟概述及在国内外的研究进展．旃淌的Ｄ飧攀随着航空航天、国防、汽车：】：业以及民用医疗器械的不断发展铸件要求逐渐向小加』嗔俊轻量化、表面质量高的方向发展。铝的相对密度仅为铁的因此当今的制造业越米越重视铝及铝合金在上业中的应扫。铝矿在地壳中的储量十分丰富目前全世界铝的产量比其他有色金属总和还要多是铁以外应用最广的第二金属。所以研究铝铸件成形技术有着重要的意义【俊铝及其合金的外观好、质轻、可机加工、物理和力学性能好且抗腐蚀性好从而使铝及铝合金成为在很多应用领域中最为经济实用的材料【俊Ｂ梁辖鹩捎谀涛露惹浣洗螅谥斓哪程中容易产生缩孔缩松等缺陷且铝合金在熔炼过程中极易被氧化产生的氧化夹杂物最终在铸件中形成缺陷因此铝合金的铸造过程参数的设定和铸造过程的控制是极其重要的。铝合金铸件在实际生产过程中由于铸造工艺设定和铸造过程控制不合理产生的残、次品较多成品率较低主要表现在铸造