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铝合金连杆的挤压铸造成形技术及应用研究

陈娟娟  
【摘要】:目前,铝合金被大量用于压力铸造和锻造工艺生产,但是都存在一些缺点。由于挤压铸造工艺结合了两者的优点,在不同程度上克服了它的某些不足。连杆作为传递运动和力的重要零件,其工作性能不仅受到零件强度的影响,零件的重量也是主要因素之一,随着对铝合金材料研究的不断深入,高性能铝合金连杆的制造技术也不断改进。 本文根据铝合金连杆的结构特点和技术要点,全面分析了铝合金连杆的成形方案,并且对不同方案进行了对比分析,决定采用间接挤压铸造及双重挤压铸造工艺成型该零件,介绍了几种成形工艺的模具设计及其工作过程。采用UG三维建模软件完成了零件及几种模具结构的设计,同时利用ProCAST铸造模拟软件对金属液的充型过程、凝固过程进行了模拟分析,研究了浇注温度、充型速度、压力等对铸件质量的影响,优化了铝合金连杆成形工艺方案和工艺参数。根据模拟结果确定了最佳工艺参数,即:浇注温度700℃、模具温度250℃、比压80MPa、保压时间40s左右。 在双重挤压铸造过程中,第一次挤压的目的是为了保证液态金属能够很好的充型,第二次挤压则是使液态或半液态金属能够在压力作用下进行补缩。因此,压力的大小对冒口有效补缩距离的影响也是本文实验研究的重点。本文以ADC12铝合金为研究对象,利用不同压力下,实验制件中出现缺陷以及其组织形貌的特点,总结分析了压力对制件质量的影响。实验结果表明,①压力对制件的宏观缩孔补缩是有效的,并且随着压力的增大,补缩效果越好,当压力增大到2.5MPa时,铸件的宏观缩孔基本消失;②在压力补缩的范围之内,压力对制件晶粒大小也有影响,压力越大,制件晶粒越小,随着压力的不断增大,晶粒大小基本不变。


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