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浇注工艺对薄壁铝合金真空差压充型影响的研究

吴蒙

   真空差压铸造工艺是一种真空条件下低压充型、高压下结晶的反重力铸造工艺,主要用于生产大型薄壁有色合金铸件。真空差压工艺的充型过程对大型、薄壁、复杂有色合金铸件质量影响很大,充型过程的控制是能否获得优质薄壁复杂铸件的关键技术之一。因此,研究真空差压铸造充型工艺对提高复杂薄壁铸件质量具有重要的理论与现实意义。 本文从模拟和实验两个方面对不同充型压差、不同壁厚、不同浇注系统薄壁件的真空差压铸造充型过程进行了研究。采用PROCAST铸造模拟软件对铝合金真空差压铸造充型过程进行了模拟。模拟结果表明:金属液充型压差较大时,充型过程中有一定程度上的反向填充,充型压力较小时,有金属液附壁现象出现;在辅助浇道的浇注条件下,压差、壁厚对金属液充填形态的影响较小;真空差压铸造充型过程中,随壁厚的增加,充型稳定性降低,随压差的增大,充型速度增加,充型时间变短。 同时,在自制真空差压铸造机上用电极触点法对薄壁铝合金件三种不同条件下的流动形态进行了测试,对其三个因素进行了实验分析。电极触点法测试结果表明:铝合金的真空差压铸造中,压差越大、壁厚越厚金属液的流动形态越紊乱,铸造充型过程也越容易呈“反向填充”状态,壁厚越薄越不容易产生“反向填充”现象;辅助浇道主要负担分配液流、保证流态合理,使金属液在浇注系统各单元及铸型的型腔流态平稳,能够改善射流的充填形态,使液流处于层流状态,实现铸型从底部到顶部的逐层填充。在保证充型完整的情况下,尽量要保持低压差、低速度的充型。本文还分析得到辅助浇道条件下金属液升液速度v1和充型压差ΔP之间的关系: 真空差压铸造充型工艺的研究,对大型薄壁件的生产有指导意义,其充型过程的改善对薄壁铸件成型质量有非常有利的影响,能够指导生产,也将为真空差压铸造技术的研究和完善做出贡献。……   
[关键词]:真空差压铸造;流动形态;浇注系统;充型压差;数值模拟
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:南昌航空大学2010年