大型航空薄壁铝合金铸件低压铸造研究

摘要

本文针对大型航空薄壁铝合金铸件的结构特点和性能要求，在分析了采用砂型重力铸造制造该类铸件时各种铸造缺陷产生原因的基础上，研究了采用低压铸造工艺的可行性。利用低压铸造工艺的原理与优点，结合铸造模拟软件解决大型航空薄壁铝合金铸件的成型质量问题。通过铸件结构分析及其铸造原理分析，进行低压铸造铸型的设计，利用铸造模拟软件并结合工艺试验对铸型设计、浇注工艺进行了试验，确定了铸件的低压铸造生产工艺和过程工艺参数，解决了大型航空薄壁铝合金铸件在铸造过程中的气孔、疏松、裂纹等缺陷问题。在充型压力0.045MPa；充型时间4s、保压时间2min、铸型温度400℃、芯头温度350℃、铝液浇注温度700℃的工艺参数下，产品经检验性能达到了规定要求，成品率由砂型重力铸造的25％左右提高到了90％以上。说明采用低压铸造工艺生产大型航空薄壁铝合金铸件是切实可行的。

目录

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声明

1前言

1.1选题背景

1.2研究目的及内容

2铸件结构特点及性能要求

2.1铸件结构特点

2.2铸件质量要求

2.3重力铸造存在缺陷

2.4本章小结

3低压铸造工艺

3.1低压铸造的原理

3.2低压铸造的优点及发展趋势

3.2.1低压铸造的优点

3.2.2.低压铸造的发展趋势

3.3低压铸造工艺方案的选择

3.3.1铸型种类的确定

3.3.2金属型材质的选择

3.3.3金属型的壁厚

3.4浇注系统的设计

3.4.1铸件凝固方式的选择

3.4.2铸件凝固方式的控制

3.4.3本试验浇注系统的选择

3.5铸型设计

3.5.1铸型尺寸设计

3.5.2金属型的合型力、抽型力及开模力

3.5.3铸型的排气

3.6低压铸造设备

3.7低压铸造工艺参数的确定

3.7.1低压铸造流程及参数确定

3.7.2浇注温度、模具温度的确定

3.8本章小结

4低压铸造模拟

4.1低压铸造模拟可行性及软件选择

4.1.1数值模拟的可行性

4.1.2铸造模拟软件的选用

4.2铸造模拟过程

4.2.1三维造型

4.2.2铸件铸造仿真模型设计

4.2.3铸件的网格生成

4.2.4模拟过程

4.3模拟结果及铸型改进

4.4改进后模拟试验及结果分析

4.5铸造组织预测

4.6本章小结

5生产试验及性能分析

5.1制定工艺试验方案

5.2试验过程

5.2.1合金的成分

5.2.2坩埚和熔化工具准备

5.2.3合金精炼

5.2.4变质和孕育处理

5.2.5低压铸造设备

5.3低压铸造试验

5.4正交试验结果

5.5验证实验

5.6铸件性能分析

5.6.1力学性能

5.6.2铸件的金相组织

5.6.3铸件的无损探伤、气密性试验

5.7本章小结

6结论

致谢

参考文献

附录　攻读硕士学位期间发表的论文