高性能alcu合金金属型铸造工艺研究

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1、华中科技大学硕士学位论文摘要铝铜类合金是工业上最早采用的铸铝合金。在各种铸铝合金中其重要性仅次于Al-Si合金。主要的性能特点是室温和高温机械性能高，切削加工性能好，耐热性能优良，是发展含Cu高强度铝合金和各种耐热铝合金的基础。但Al-Cu类合金的铸造性能较差，尤其是易热裂，一般不推荐使用金属性铸造。本论文将以ZL201合金为原料，先经过模具设计，然后进行一系列的浇注实验来研究横梁铸件的金属型倾转浇注工艺成型性研究。首先确定了金属型浇注的方案，接着分析了铸件的结构，按照金属型铸造模具的总体结构设计方法和原则，初步确定了浇注位置

2、、冒口的尺寸和排气系统的安排以及其他必要的设计。在模具设计的基础上，设想三种浇注方案。对考察的浇注参数即浇注温度、充型时间、浇冒口位置及模具温度进行实验设计，得到模拟出来的结果，认为浇冒口位置是影响缩孔体积的关键因素。然后对初步设想的三次方案进行浇注实验。对倾转浇注机进行结构的改进，然后对浇注工艺进行了调整，通过五组实验，最终得到了比较稳定的浇注工艺方案。对铸态下的铸件、T4处理的铸件及T5处理的铸件进行破坏性试验，证实铸件在T5热处理条件下，27t压力下不断裂，变形为0.02mm，强度和变形都符合要求，并观察三种状态下的金相

3、组织，从不同状态下T相的变化证实了破坏性试验的结果。对实验中出现的缩孔及裂纹的成因进行了分析，认为是包括合金性质、铸件结构以及浇注工艺等因素综合作用产生的，并在此基础上提出缩孔和裂纹的防止措施，如改善铸件壁厚、改善合金的质量、改善浇注工艺等。最终确定的工艺参数是浇注温度660℃，倾转角度30°，中间放置浇口两端放置冒口，充型时间12s，同时采用快速开模，对模具进行局部冷却，不用或使用极少量的回炉料。关键词：ZL201合金；倾转浇注；模具设计；缩孔；裂纹；金相组织I华中科技大学硕士学位论文AbstractAl-Cualloy，w

4、hichisthefirstusedAluminiumcastingalloyintheindustrialfield，isthemostimportantoneexceptAl-Sialloy.Itsmaincharacteristics，suchashighmechanicalpropertiesbothattheroomandhightemperature，goodcuttingperformanceandexcellentheat-resistancearethebasisofdevelopingsuperhighst

5、rengthAluminiumalloycontainedCuandkindsofheat-resistantAluminiumalloys.Unfortunately，becauseofthepoorcastingproperties，Al-Cualloycannotbesuggestedusingdiecasting.Inthisarticle，basedonthematerialofZL201alloy，aresearchonprocessingfeasibilityoffixcrosspiecebytiltpourin

6、gisoperatedthroughdesigningadieanddoingpouringexperiments.Firstofall，withthewayofdiecastingdecided，thestructuredesignedofthefixcrosspieceisanalyzed.Thepouringposition，thedimensionofpouringcupsandrisersandthearrangementofair-dischargesystemandotherthingsnecessaryared

7、eterminedpreliminarily，accordingtothedesignmethodandprincipleofintegralstructureofthedie.Then，threewaysofcastingwasassumed.Simulationresultobtainedafterapplyingthedesignofexperimentonpre-designedparameterssuchaspouringtemperature,fillingtime,thepouringpositionandthe

8、temperatureofthedieisthatthekeyfactoristhepouringposition.Andthen，threedifferentwaysofpouringtrialsareperformedpreliminarily.Afterimprovin