镁合金轮毂真空压铸工艺及真空系统的研究

摘要

随着压铸技术的发展和科技的进步，压铸行业对铸件零部件的质量提出了越来越高的要求，真空铸造工艺对其有举足轻重的作用，型腔内气体是真空压铸工艺中最为关键的因素，但目前铸件内的缺陷主要是由残存在型腔内气体产生，这阻碍了压铸件组织和力学性能，甚至不能进行热处理。除此之外，真空系统是真空铸造技术有效应用的关键设备，其可靠性和稳定性直接影响压铸件的质量。因此研究真空压铸是压铸界的发展趋势，也非常有研究价值和意义。
　　要达到较高的抽真空效果，就要求型腔内的气体在金属液未充满型腔之前的极短时间被抽出，而真空系统是型腔部分在真空压铸整个过程能达到较高真空度的保证。而现有真空压铸还存在一些问题难以解决，比如：型腔抽真空理论不具备普适性；真空压铸系统性能的可靠性较低；真空压铸工艺参数精确度不够等等。本课题针对型腔抽真空理论进行深入完善，为真空压铸工艺提供一定的理论支持；对目前真空压铸系统进行合理的改进；使用铸造分析软件，以镁合金轮毂为研究对象，得出了较为可靠合理的铸造工艺参数。研究取得以下成果：
　　①根据重庆硕龙科技有限公司镁合金轮毂数据模型，使用铸造分析软件设计并优化了铸件的浇注排溢系统及压铸工艺参数，为较为合理的镁合金轮毂真空压铸工艺提供了一定的试验数据借鉴；
　　②运用流体力学、高等数学等，构建了真空压铸型腔抽真空过程的数学理论模型：初步构建了型腔抽真空过程数学模型，并对型腔抽真空过程进行了数学表述，探讨了真空压铸工艺参数对型腔真空度的影响，为抽真空系统的改进设计奠定了一定的理论基础;
　　③利用原型设备验证了型腔抽真空理论，并对型腔抽真空工艺参数进行了系统性的实验研究和验证，最终建立了型腔抽真空系统模型；
　　④开发了真空度的实时检测硬件和设计了该检测程序，得到了能够实时检测显示型腔真空度与抽气时间关系的曲线。

目录

1 绪论

1.1 轮毂结构简介及压铸技术

1.2 真空压铸技术

1.3 真空压铸辅助系统研究状况

1.4 本课题研究的意义

1.5 课题研究内容

2 抽真空排气过程的理论及分析

2.1 抽气数学理论模型的国内外研究现状

2.2 型腔抽真空过程数学理论模型

2.3 真空压铸型腔内抽气效果的影响因素

2.4 负压罐抽气效果的影响因素

3 抽真空模型的验证

3.1 试验器材

3.2 实验器材

3.3 试验结果及分析

3.4 实验验证与总结

4 轮毂真空压铸工艺数值分析

4.1 合金充型过程的数值分析

4.2 合金凝固过程的数值分析

4.3 真空压铸轮毂铸造工艺分析优化

5 真空压铸系统设计

5.1 高真空状态下压铸系统的设计

5.2 抽真空控制系统主要设备及其安装

5.3 真空压铸系统的改进设计

6 真空压铸系统在轮毂上的应用和抽真空性能测试

6.1 控制系统原理设计与实现

6.3 抽真空性能测试与参数优化

7 结论

致谢

参考文献