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离心铸造发动机缸套的制备工艺及其切削性能研究
| 论文题名： | 离心铸造发动机缸套的制备工艺及其切削性能研究 |
| 关键词： | 发动机缸套;离心铸造;铝合金;灰铸铁;切削性能 |
| 摘要： | 汽缸套是发动机的一个核心部件，采用离心铸造工艺制备缸套，生产设备简单，生产效率高。本文以离心铸造汽缸套为研究对象，针对目前两种不同材质汽缸套所存在的问题，分别进行铝合金缸套的离心铸造工艺研究和灰铸铁缸套的切削性能研究。主要的工作内容及成果如下: 1.采用离心铸造的方法制备过共晶Al-18wt.％Si合金缸套。重点研究了其制备工艺，包括铝合金的熔炼、离心铸造工艺。探索了Al-18wt.％Si合金在不同离心转速条件下显微组织的变化规律。相关实验结论如下: (1)随着离心转速的增大，外层的初生Si逐渐向内层偏聚，当转速达到1300rpm时，铸件内层开始形成初生硅富集层;且转速越大，运动的越剧烈，相互之间发生碰撞导致块状初生硅破碎，有助于初生硅的细化;当转速达到1600rpm时，铸件内层初生硅含量最高，其体积分数达到32.47％，尺寸也最细小，平均尺寸在35μm左右。 (2)综合考虑铸件的铸造性能和力学性能，离心转速1300rpm、铸型温度300℃、浇注温度720℃为最佳的生产工艺参数，能够获得铸造性能优良、初生Si呈梯度分布的Al-18wt.％Si合金缸套，缸套内表面硬度为118HB。 2.离心铸造灰铸铁缸套的切削性能研究。对四组不同炉次的离心铸造灰铸铁缸套进行了切削性能测定，重点研究了灰铸铁组织中石墨以及珠光体基体对力学性能以及切削性能的影响。得出结论如下: (1)本次实验条件下，离心铸造灰铸铁缸套，采用硅钙铝合金孕育处理，离心转速在1700rpm时，缸套切削性能最好。 (2)珠光体基体对于灰铸铁切削性能的影响主要体现在两个方面:一是片间距的大小，片间距越大，切削加工性能越好;二是基体组织的均匀性，不均匀的片间距会加剧刀具磨损，均匀的组织形态有利于切削加工。 (3)灰铸铁中的石墨是有利于提高其切削性能的，一方面石墨的存在会降低基体的塑性变形抗力，另一方面石墨本身是一种良好的润滑剂，不仅能够润滑而且能起到断屑的作用。片状A型石墨较枝晶点状D型石墨更有利于刀具的断屑，石墨含量越高，尺寸越细小，分布越均匀，切削性能越好。 (4)同时具有良好力学性能与切削性能的灰铸铁缸套微观组织结构为:细小、无序均匀分布的片状石墨组织和具有细小片间距、组织均匀的珠光体基体。 |
| 作者： | 陈昭 |
| 专业： | 材料工程 |
| 导师： | 苏勇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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