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柴油发动机铝缸盖材质及工艺研究

作　者: 牛文峰
导　师: 蒋业华；唐平
学　校: 昆明理工大学
专　业: 机械工程
关键词: 铸造铝合金缸盖热处理晶粒细化变质处理除杂锶浇注系统
分类号: TG136.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

针对缸盖的使用工况和设计要求,在ZL114A材料的基础上优化了铝合金的主要成分配比。研究了Sr变质剂的加入量和变质处理后的保温时间对合金力学性能的影响,研究表明:Sr含量在0.01%以上可以达到理想的变质效果。研究了Mg含量对合金力学性能的影响,研究表明:Mg含量在0.5～0.6%范围内可以满足力学性能要求。分析了合金元素对铝缸盖材质力学性能的影响,确定了合金元素的配比。分析了影响铸件气孔的因素,把铝液的质量和精炼除气作为生产工艺的控制重点。研究并确定了熔体处理工艺和工艺参数,成功控制了铝铸件针孔缺陷。研究了铸态和热处理态材料的组织和性能,确定了铝合金缸盖的最佳热处理工艺,研究结果表明:热处理后组织与铸态组织相比,共晶硅形态趋于粒化和圆整,Mg₂Si相分布趋于弥散细小,强度和硬度有显著地提高。运用相关的铸造理论和试验数据,分析了缸盖生产中需要解决的关键技术,设计了缸盖的铸造生产工艺。结合生产实际,分析了缸盖的铸造工艺缺陷,把顶注工艺改进为底注工艺,降低了铸造废品率。通过本研究工作,成功实现了柴油发动机铝缸盖的国产化,为大批量生产奠定了基础,已实现日产100件合格铸件的能力。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-21
  1.1 铸造铝硅合金在车用发动机领域的研究动态和发展趋势  7-8
  1.2 铸造铝硅合金熔体处理的方法及国内外研究现状分析  8-16
    1.2.1 铸造铝硅合金的组织特点  8-9
    1.2.2 细化处理  9-10
    1.2.3 变质处理  10-12
    1.2.4 铝熔体的净化处理  12-14
    1.2.5 铸造铝硅合金的热处理  14-16
  1.3 铸造铝硅合金氢气孔倾向分析  16-19
    1.3.1 气孔对铝合金铸件性能的影响  16-17
    1.3.2 成因分析  17-18
    1.3.3 主要影响因素和预防途径  18-19
    1.3.4 精炼除气  19
  1.4 本课题研究的主要任务和目的  19-21
第二章试验方案设计和方法的确定  21-24
  2.1 产品结构特点和对材料的性能要求  21
  2.2 铝缸盖材质的选用  21-22
  2.3 试验方案和研究路线  22-24
第三章合金熔体处理工艺研究  24-29
  3.1 主要合金元素对合金组织性能影响分析  24-26
  3.2 合金元素确定和原材料的选用  26-27
  3.3 熔炼工艺  27-29
第四章铝合金的材料试验  29-41
  4.1 试样的制作和检验  29-32
    4.1.1 铝合金的熔炼工艺  29
    4.1.2 试样的铸造工艺  29-30
    4.1.3 试样的炉前检验  30-32
    4.1.4 试样的性能检验  32
  4.2 Mg含量变化对机械性能影响的试验  32-33
    4.2.1 试验方案  32
    4.2.2 试验结果分析  32-33
  4.3 Sr含量变化对机械性能影响的试验  33-36
    4.3.1 试验方案  33
    4.3.2 试验结果分析  33-36
  4.4 热处理工艺研究  36-38
  4.5 变质处理后保温时间对机械性能影响的试验  38-40
    4.5.1 Sr和Mg的烧损  38-40
    4.5.2 保温时间对针孔度的影响  40
  4.6 试验结果  40-41
第五章在缸盖上的应用试验  41-46
  5.1 缸盖的铸造工艺  41-42
  5.2 缸盖的生产试验和机械性能测试  42-45
    5.2.1 生产试验  42-43
    5.2.2 质量检验  43-45
  5.3 装机试验验证  45-46
第六章总结和展望  46-48
  6.1 总结  46
  6.2 结论  46
  6.3 研究方向和展望  46-48
第七章致谢  48-49
第八章主要参考文献  49-51

柴油发动机铝缸盖材质及工艺研究

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