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原文传递铝合金叶轮铸造工艺研究

论文题名：	铝合金叶轮铸造工艺研究
关键词：	铝合金叶轮;铸造工艺;车用涡轮增压器;数值模拟
摘要：	车用涡轮增压器具有高效、环保、节能等优点，在汽油和柴油发动机上已经广泛应用。其中的铝合金叶轮在铸造工艺中易出现缩松、气孔等缺陷，导致成品率低，影响寿命。在铸造工艺设计阶段耗费时间较长，影响生产效率。　　本课题以某型号叶轮为研究对象，材料为ZL105A合金，质量700g，轮径99mm,叶片数14，壁厚0.5mm～3mm。模具设计和铸造工艺难度较大。本文采用三坐标测量仪与UG软件相结合的方式，获得精确的叶轮三维图。　　经低压铸造工艺分析，确定分型面，设计毛坯图和模具图。采用ProCAST模拟软件，先根据铝液充型状态和排气情况，调整压力-时间曲线，结果压力-时间参数为:充型0.01MPa，1s;增压0.05MPa，4s;保压0.05Mpa，120s;泄压4s;根据铸件的缩松体积分数，对浇注温度、石膏模温度和冷铁温度进行正交实验数值模拟。结果为:浇注温度680℃，石膏模温度225℃，冷铁温度175℃。　　对低压铸造的充型阶段水模拟表明;水的充型状态与数值模拟的结果相似，前期相对平稳，后期呈凸起的喷泉状;升压速率越大，充型时间越短，由于背压的增大，充型时间出现延迟;由于水模拟的模具在分型面无法排气，充型时间比数值模拟的时间长。　　对叶轮的重力铸造工艺分析，设计毛坯图和模具图，用ProCAST对浇注温度，浇注速度、模具温度三个因素进行试验模拟，最优参数为:浇注温度730℃，石膏模具预热温度225℃，冷铁温度175℃，浇注速度0.3m/s。　　经水模拟验证，水的流动状态与数值模拟的相符合，均有卷气现象和气泡产生;由于水模拟时的实际浇口面积较小，其浇注时间较长。　　将获得的工艺参数，经工厂小批量生产验证，低压铸造工艺的成品率较高位为95％，重力铸造的工艺为60％，说明优化的工艺参数合理。
作者：	董帅
专业：	材料加工工程
导师：	赵忠兴
授予学位：	硕士
授予学位单位：	沈阳理工大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文