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基于MAGMA的汽车轮毂支架铸造工艺研究
| 论文题名： | 基于MAGMA的汽车轮毂支架铸造工艺研究 |
| 关键词： | 轮毂支架;汽车悬挂系统;球墨铸铁;铸造工艺设计;数值模拟 |
| 摘要： | 汽车轮毂支架是汽车悬挂系统的重要零部件，主要用于连接悬挂架、制动器和减震器，在行驶过程中承受交变冲击载荷，因此对其综合力学性能有着较高要求。本文主要对高强韧球墨铸铁轮毂支架的铸造工艺进行了设计和研究，利用专业铸造模拟软件MAGMA对铸件的充型和凝固过程进行模拟，预测了铸件在铸造生产过程中可能出现缺陷的位置和其成因，并逐步优化工艺方案，最终消除铸件中存在的缺陷，以期获得高质量的轮毂支架铸件。 基于QT450-10牌号的球墨铸铁的化学成分，利用合金化手段，通过调整Cu、Mn元素含量，优化组织结构，增加了基体中珠光体含量，并促进珠光体片层的细化，设计开发出了抗拉强度达到736.67Mpa、延伸率为10.6%的新型铸态高强韧球墨铸铁材料。 根据汽车轮毂支架铸件的结构特点，设计了铸造工艺方案。运用MAGMA软件对铸造工艺方案进行了数值模拟分析，通过分析温度场、速度场和压力场等模拟结果，研究了铸件充型过程和凝固过程，确定了该方案下铸件内部的缩松缩孔缺陷特征。 从优化冒口尺寸、冒口颈参数及浇注温度三个方面对原工艺方案进行了改进。由模拟结果可知，当提高浇注温度至1425℃，增大冒口高度和冒口直径，同时缩短冒口颈长度时，冒口颈的凝固时间延长，冒口的补缩能力得到增强，使铸件内的缩松数量极大改善。但由于铸件上端盖区域壁厚差异较大，厚壁部位凝固较慢，补缩困难，仍存在少量缩松。 在此基础上，通过在上端盖厚大部位进一步增设冷铁，可以加快该部位凝固速度，促进厚大部位与壁厚较小部位的同时凝固，最终改善了该部位存在的大片热节，并使得缩松完全转移到冒口与浇注系统内，有效消除了铸件内缩松缺陷。 |
| 作者： | 张梦琪 |
| 专业： | 材料科学与工程 |
| 导师： | 韩英 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长春工业大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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