学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

镁合金汽缸铸造工艺及模拟分析

作　者: 王磊
导　师: 邱克强；李庆丰
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 材料学
关键词: 镁合金汽缸盖模拟缺陷预测铸造
分类号: TG292
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 83次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

汽车产业的竞争在一定程度上是新产品不断推陈出新的过程,这已成为目前汽车企在市场竞争中立于不败之地的必要条件,其中新材料、新工艺的不断应用已成为汽车产品发展的亮点,特别是以轻质节能材料为代表的镁合金在汽车上的应用备受青睐。镁合金与其他结构材料相比,具有低的密度、良好的比强度和比刚度、优异的阻尼减振性和降躁性等优点。但镁合金存在强度低,耐热性能差的致命弱点,在一定程度上制约了在汽车零部件上得应用。在成型工艺上,镁合金铸件存在凝固速度快,凝固区间大,充型速度要求高,容易产生缺陷等问题。因此,开展镁合金铸件充型过程和凝固过程的模拟研究,预测充型和凝固过程产生的缺陷,对实际生产具有指导意义。本文选用Mg-Sn-Si-Sr耐热镁合金,针对气缸盖的铸造工艺开展模拟研究。首先运用三维CAD软件进行铸件三维实体造型,其次分别以金属型重力铸造和低压铸造工艺为模拟条件,采用ProCAST软件模拟镁合金冲型和凝固过程,并预测缺陷不同铸造条件条件下缩松的体积分数。获得如下主要结论:(1)建立了发动机汽缸盖的三维实体模型、镁合金冲型过程的温度场和流场。(2)根据金属型重力铸造和低压铸造工艺特点,制定了相应的工艺参数,设计了两种铸造方法的铸造工艺。(3)在金属型重力铸造条件下,当浇注温度为680°C时,所设计的浇注系统能够实现顺序凝固,实现冒口和浇道共同补缩要求,但靠近内浇道一侧,存在部分缺陷。在结合侧冒口的条件下,提高浇注温度至700°C时,可减少缺陷的形成。(4)在低压铸造条件下,在充型阶段的加压速度为0.0026MPa/s,保压压力为0.85个大气压的条件下,可以获得平稳的冲型过程,和重力铸造相比,所预测的缩孔缺陷体积分数也明显减少。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-21
  1.1 汽车用镁合金  10-12
    1.1.1 汽车用镁合金的发展历程  10-11
    1.1.2 汽车用镁合金的应用现状  11
    1.1.3 镁合金的熔炼技术  11-12
  1.2 汽缸盖结构特点及其铸造方法  12-15
    1.2.1 汽缸盖的结构特点  12-13
    1.2.2 镁合金汽缸盖的铸造技术  13-15
  1.3 镁合金汽缸盖铸造缺陷的解决办法  15-17
  1.4 模拟分析技术  17-20
    1.4.1 ProCAST 模拟软件简介  18
    1.4.2 ProCAST 功能简介  18-19
    1.4.3 ProCAST 软件的模拟分析流程  19-20
  1.5 课题提出的意义  20
  1.6 研究内容及拟解决的关键问题  20-21
第二章理论基础与分析处理方法  21-29
  2.1 流体力学基础  21-22
  2.2 铸件凝固过程热力学基础  22-23
  2.3 凝固潜热的释放  23-27
    2.3.1 边界条件  24
    2.3.2 缩松缩孔判据  24-26
    2.3.3 潜热的处理  26-27
  2.4 新型镁合金Mg-Sn-Si-Sr 系合金的介绍  27-29
第三章前期处理  29-42
  3.1 发动机汽缸盖的图纸  29-32
  3.2 浇注位置的确定  32
  3.3 三维CAD 软件与ProCAST 软件接口的处理  32
  3.4 网格划分  32-34
  3.5 铸造工艺参数设置  34
  3.6 导入体网格文件  34-35
  3.7 虚拟模具的设置  35-36
  3.8 模拟软件参数的设置  36-42
    3.8.1 材料参数的设置  36-37
    3.8.2 创建及设置界面  37-38
    3.8.3 边界条件设置  38-39
    3.8.4 重力设置  39
    3.8.5 初始条件及运行参数的设置  39-40
    3.8.6 模拟运算  40-42
第四章模拟结果分析  42-58
  4.1 重力铸造工艺设计  42-46
    4.1.1 浇注位置的确定  42-43
    4.1.2 浇注系统结构尺寸设计  43-44
    4.1.3 浇道的设计  44
    4.1.4 工艺参数的确定  44-45
    4.1.5 冒口的设计及位置的确定  45-46
  4.2 浇注温度为680℃时的充型过程模拟  46-50
    4.2.1 充型过程模拟结果  46-47
    4.2.2 凝固过程温度场  47-48
    4.2.3 凝固过程曲线  48-49
    4.2.4 缺陷预测  49-50
  4.3 浇注温度为700℃时的凝固过程模拟  50-52
  4.4 采用低压铸造的方式进行模拟  52-57
  4.5 低压铸造方式铸件的缺陷预测  57-58
第五章结论  58-59
参考文献  59-62
在学研究成果  62-63
致谢  63

镁合金汽缸铸造工艺及模拟分析

内容摘要

全文目录

相似论文