车身冲压球铁模具组织性能及消失模铸造工艺模拟

摘要

模具是工业生产的重要部件，模具材料技术和制造水平是衡量一个国家工业发展水平的重要标志。随着我国工业化进程的需要，特别是我国近几年汽车工业发展的需要，对模具的发展要求越来越高，因此开发高性能、低成本的的模具材料尤为重要。开发车体整体大型冲压模具用新型的球墨铸铁在我国是对传统球墨材料的一个发展和突破，传统的普通球墨铸铁难以满足大型冲压件模具对材料的要求，需要开发新型的高性能球墨铸铁材料及成型工艺，提高球墨铸铁的强度、综合机械性能和耐磨性，完全满足模具整体铸造的需要。
　　本文研究了采用低成本Cu、Sb合金元素代替传统的Cu、Mo、Ni和Cr组合合金化对球墨铸铁组织和性能的影响，通过对Cu、Sb各种加入量的正交试验，分析球铁组织与性能的变化规律，找出Cu、Sb最合适的加入量。并研究了稀土球化剂、75Si-Fe孕育剂对球铁组织与性能的影响规律，确定稀土球化剂和孕育剂的最佳加入量。
　　同时根据实际生产需要，在ProCAST平台上对马自达轿车顶盖球墨铸铁整体冲压模具毛坯消失模铸造件，采用不同充型工艺方案进行了浇注与凝固计算机模拟分析，确定采取双侧浇注系统为合理的消失模铸造工艺方案。通过上述研究为重达5吨的车身冲压模具毛坯的生产提供了有力的技术支持，铸造成型的球铁模具产品已在一汽轿车股份有限公司马自达轿车车身模具上得到成功的应用。

目录

车身冲压球铁模具组织性能及消失模铸造工艺模拟

THE STRUCTURES AND MECHANICALPROPERTIES OF DUCTILE IRON FOR CARCOPING-DIE CAST BY LOST-FOAMPROCESS AND THE CASTINGTECHNOLOGICAL COMPUTERSIMULATION

摘要

Abstract

目 录

第1章 绪论

1.1 目的与意义

1.2 球墨铸铁的研究现状与发展

1.2.1 现代汽车工业用球墨铸铁生产的特点

1.2.2 球墨铸铁的生产现状

1.3 消失模铸造工艺

1.3.1 消失模铸造概述

1.3.2 消失模铸造的发展及现状

1.4 国内外铸造充型凝固过程数值模拟发展过程及现状

1.5 本论文研究的主要内容

第2章 车身冲压模具球墨铸铁组织性能的研究

2.1 引言

2.2 球墨铸铁模具材料的设计

2.2.1 成分设计思路

2.2.2 基础成分优化

2.3 Cu、Sb 对球墨铸铁组织和性能的影响

2.3.1 成分设计方案

2.3.2 消失模浇注试样金相组织分析

2.3.3 Cu、Sb 对球墨铸铁组织的影响

2.3.4 Cu、Sb 对球墨铸铁性能的影响

2.4 稀土球化剂对球墨铸铁组织和性能的影响

2.4.1 稀土球化剂加入量实验方案

2.4.2 稀土球化剂加入量对球墨铸铁组织的影响

2.4.3 稀土球化剂加入量对球墨铸铁性能的影响

2.5 孕育剂对球墨铸铁组织和性能的影响

2.5.1 孕育剂加入量的实验方案

2.5.2 孕育剂加入量对组织的影响

2.5.3 孕育剂加入量对性能的影响

2.6 本章小结

第3章 消失模铸造充型凝固过程数值模拟模型

3.1 消失模铸造数学模型的发展和现状

3.2 消失模铸造数学模型

3.2.1 基本控制方程

3.2.2 气隙压力的数学模型建立

3.2.3 基本控制方程的离散

3.2.4 SOLA-VOF 方法的求解

第4章 车身冲压球铁模具消失模铸造工艺模拟

4.1 ProCAST 铸造模拟分析软件

4.1.1 ProCAST 铸造模拟软件

4.1.2 ProCAST 简介

4.2 基于ProCAST 车身冲压件模具消失模铸造数值模拟

4.2.1 铸件工艺分析方案

4.2.2 球铁热物性参数的选定

4.2.3 真空负压值与浇注温度的模拟与工艺参数确定

4.2.4 浇注系统的模拟和工艺方案确定

4.3 本章小结

结 论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致 谢