ZL205A合金壳体铸件低压铸造工艺研究

摘要

目前，ZL205A合金因其优异的力学性能，在航空、航天用承力结构件上得到了广泛的应用。本文以 ZL205A合金壳体铸件为研究对象，根据材料与结构特点确定了其低压铸造工艺方案，并进行相关的数值模拟和工艺试验分析。
　　针对 ZL205A前期试验件的疏松、气孔、夹渣等缺陷和尺寸精度等质量问题，本文进行了全面地工艺优化：首先，改进浇注系统，增加2个立筒与缝隙浇口，缩短补缩距离，加强铸件补缩；其次，优化冒口补缩系统，将8处独立的小冒口改成一圈冒口，加强冒口的补缩能力和集气集渣能力。此外，改用旋转喷吹除气工艺代替手工除气，通过惰性气体与精炼剂的配合加强除气、除渣的能力。最后，改进模具的材料和结构，采用金属芯盒和木模凸台，并在模具上将圆角做出，提高铸件的内表面质量和尺寸精度。
　　对优化后工艺方案进行了数值模拟，模拟结果表明：与采用原工艺方案相比，采用优化后的工艺方案后，在充型过程中，合金溶液在充填铸件区域时没有产生紊流，整个充填过程中的温度变化也较合理；在凝固过程中，铸件的温度梯度满足低压铸造工艺要求的凝固顺序，并且没有出现孤立液相区，从 Niyama缩松分析看前期试验件出现的疏松问题也得到了解决。因此，在此工艺方案下壳体铸件不会在充填过程中产生卷气、卷渣和冷隔等缺陷，凝固中也不会形成缩孔、缩松等缺陷。
　　对优化后的工艺方案进行了多次工艺试验，结果表明：ZL205A壳体铸件在采用优化后工艺方案生产时解决了前期试验件中出现的疏松、气孔、夹渣等问题。这说明优化后的工艺方案能够明显地改善 ZL205A壳体铸件的充型和凝固条件，提高了铸件的内部质量与尺寸精度。因此，本研究对于同类型铸件低压铸造的实际生产具有重要的理论指导意义和应用价值。

目录

摘 要

Abstract

目 录 摘

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 ZL205A合金低压铸造工艺研究现状

1.2.1 ZL205A合金特点及应用

1.2.2 ZL205A合金铸件的常见缺陷

1.2.3 低压铸造工艺研究现状

1.3 低压铸造过程三维数值模拟国内外研究现状

1.3.1 铸造过程三维仿真技术概况

1.3.2 低压铸造过程三维数值模拟技术

1.3.4 铸造三维仿真软件介绍

1.4 本文主要研究内容

第2章 数值模拟模型及试验方案

2.1数值模拟模型

2.2 试验方案

2.3试验用设备

2.4小结

第3章 ZL205A合金壳体铸件铸造过程仿真与试验

3.1 ZL205A合金壳体铸件的工艺方案确定

3.2 壳体铸件工艺方案的数值模拟与分析

3.3 壳体铸件的工艺试验与结果分析

3.4 本章小结

第4章 ZL205A合金壳体铸件工艺优化

4.1 壳体铸件的工艺优化

4.2低压浇注工艺参数优化

4.3 ZL205A合金熔体处理工艺优化

4.4 壳体铸件工艺优化后的试验结果分析

4.5 本章小结

结 论

参考文献

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

致 谢

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