机械振动对ZL205A合金铸件金属型低压铸造凝固补缩的影响

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1、硕士学位论文机械振动对ZL205A合金铸件金属型低压铸造凝固补缩的影响EFFECTOFMECHANICALVIBRATIONONTHESOLIDIFICATIONANDSHRINKAGEOFCASTINGOFZL205AALLOYBYMETAL-MOULDLOWPRESSURECASTING陈伟哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TG244学校代码：10213国际图书分类号：669.2密级：公开工学硕士学位论文机械振动对ZL205A合金铸件金属型低压铸造凝固补缩的影响硕士研究生：陈伟导师：吴士平教授申请学位：工学硕士学科：材料加工工程所在单位：材料科学与工程学院

2、答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TG244U.D.C:669.2DissertationfortheDegreeofMasterinEngineeringEFFECTOFMECHANICALVIBRATIONONTHESOLIDIFICATIONANDSHRINKAGEOFCASTINGOFZL205AALLOYBYMETAL-MOULDLOWPRESSURECASTINGCandidate：ChenWeiSupervisor：Prof.ShipingWuAcademicDegreeAppliedfor：Mastero

3、fEngineeringSpeciality：MaterialsProcessingEngineeringAffiliation：SchoolofMaterialsScienceandEngineeringDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要本研究自主研究设计并搭建了低压振动铸造平台，并采用笔式测振仪和激光测速仪检测了平台的振动特性。利用数值模拟手段，研究了振动对低压铸造温度场、流场和缩孔缩松形成倾向的影响。以ZL

4、205A合金作为实验材料，采用金属铸型低压铸造，研究了机械振动对ZL205A合金金属型低压铸造凝固补缩的影响。低压振动铸造平台包括压力模块、振动模块、测温模块和模具模块四个部分。平台采用惯性式偏心轮振动电机作为振源，可调节补缩通道大小和长短的金属型作为型腔。通过测量平台的振动特性发现其固有频率是19Hz。通过对ZL205A低压铸造过程施加振动的数值模拟研究，发现了振动能降低铸件温度梯度，增加铸件的凝固时间，改变铸件的温度分布；波动载荷还能改变铸件凝固过程中的对流场，增大流场流速；波动载荷会影响铸件的缩松位置和形貌，且能减少铸件中的缩松。通过实验对铸件缩孔体积和致密度的统

5、计，得到了振动频率、振动振幅、通道/铸件模数比和起振温度对铸件的缩孔缩松大小影响规律。研究发现：通道/铸件模数比对凝固补缩影响最显著，振动振幅对铸件缩孔影响较显著，振动频率对铸件缩松影响较显著。各因素对缩孔的影响规律是：通道/铸件模数比越大，振幅越大，缩孔体积越小；随着振动频率和起振温度的增大，缩孔体积先减小后增大。对缩松的影响规律是：通道/铸件模数比、起振温度、振动振幅和振动频率越大，铸件的缩松越小。通过正交实验，获得了减小缩孔体积的最佳振动参数是振动频率为15Hz，振动振幅为0.8mm，通道/铸件模数比为1.25，起振温度为610℃；减小缩松的最佳振动参数是振动频率

6、为25Hz，振动振幅为0.8mm，通道/铸件模数比为1.25，起振温度为650℃。关键词：机械振动；ZL205A合金；低压铸造；金属型；凝固补缩I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractInthisstudy,Idesignedthedeviceoflowpressurecastingbyaddingmechanicalvibrationindependently,andthevibrationcharacteristicofthedevicewastested.Theinfluenceofvibrationonthetemperaturefield,flowfi

7、eldandformationtendencyofshrinkageporosityduringlowpressurecastingisstudiedbymeansofnumericalsimulation.TheeffectofmechanicalvibrationonsolidificationfeedingofZL205Aalloyduringthelowpressurecastingusedmetalmoldwasresearched.Thelowpressureandvibrationcastingdeviceincludesf