液态模锻模具关键参数的设计准则研究

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1、多参未交硕士学位论文液态模锻模具关键参数的设计准则研究StudyonDesignCriterionofthecriticalSqueezeCastingDieparameters作者：郭洪钢导师：邢书明教授北京交通大学2014年3月学位论文版权使用授权书{lltlllllkklqqLIILllllHlllqqqlllllllllllllllllY2602797本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅

2、和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：前婊钢签字日期：加J中年3月17日匆郎荆一中图分类号：TG249UDc：xXXX学校代码：100044密级：公开北京交通大学硕士学位论文液态模锻模具关键参数的设计准则研究StudyOilDesignCriterionofthecriticalSqueezeCastingDieparameters作者姓名：郭洪钢导师姓名：邢书明学位类别：工学学职号：11121486称：教授学位级别：硕士学科专业：材料加工工程研究方向：材料先进成型技术北京交通

3、大学2014年3月致谢本论文的工作是在我的导师邢书明教授的悉心指导下完成的，邢书明教授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢三年来邢书明老师对我的关心和指导。邢书明教授悉心指导我们完成了实验室的科研工作，在学习上和生活上都给予了我很大的关心和帮助，在此向邢书明老师表示衷心的谢意。鲍培伟老师对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见，在此表示衷心的感谢。在实验室工作及撰写论文期间，宾仕博、郭莉军、杨淼、李龙飞和刘文鑫等同学对我论文中的理论研究和实验研究工作给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。另外也感谢我的家人，他们的理解

4、和支持使我能够在学校专心完成我的学业。中文摘要摘要：液态模锻凭借其诸多优点在近些年得到了迅速发展。随着液态模锻工艺在高温金属材料领域应用研究的增多，模具寿命低和模具设计准则不规范成了影响液态模锻技术推广应用的限制环节，同时也是构成液态模锻产品成本的重要方面，液态模锻模具在服役过程中所经受的高温高压作用是造成模具失效的根本原因，同时也是液态模锻模具设计必须要考虑的方面。本文采用理论推导与实验验证相结合的方法对液态模锻模具关键参数的设计准则进行研究分析。通过对不同形状压室内凝固壳长大规律的分析，得到了圆柱形压室的热量损失最少、金属利用率最高的压室设计准则；通过

5、对金属液过热量对破碎凝固壳重熔作用的分析，得到了消除液锻件中冷夹层的数学模型；结合PC200一模两件异向充填问接液锻模具、一模四件截齿液锻模具和轮型件液锻模具进行了验证。以运动副压头．压室为例，结合液态模锻服役过程中的高温高压作用，通过理论分析得到了运动副压头．压室的间隙设计准则。结合针对ZG55SiMn轮形件设计的液态模锻模具，对ZG55SiMn材料和6066铝合金两种材料进行了验证，实验过程中发现ZG55SiMn材料压头．压室间隙处无漏液现象，而6066铝合金发生了漏液现象。针对不同的两种材料对间隙进行了核算，发现6066铝合金的间隙要小于ZG55Si

6、Mn的问隙。以合金熔体在圆管内充型为例，结合合金熔体流变充型过程中粘度的变化，通过理论分析导出了可以定量表征合金熔体充型能力的极限充型长度的数学模型。通过对不同形状的内浇道内合金熔体流变充型过程的物理分析，结合间接液锻补缩条件，得到了充型过程的力学条件和定量表征内浇道设计准则的数学模型。该模型包括了设备参数、工艺参数、材料参数和模具参数，通过实验验证，可以用来指导液态模锻模具设计、设备选型。通过对液态模锻模具温度场的分析，结合高温高压作用下模具的受力分析，得到了液态模锻冷却系统的设计准则。以轮形件液态模锻模具为实验模具，以ZG55SiMn为实验材料，对冷却

7、系统进行了验证。验证结果表明：通过设计准则计算和设计的实验模具，在实验过程中能够很好的控制模具温度。关键词：液态模锻；压室；运动副间隙；内浇道；冷却系统分类号："fG249ABSTRACTABSTRACT：Themeltedmetaldieforginghasbeendevelopingrapidlyinrecentyearsbecauseofitsadvantages．Theprocessofmeltedmetaldieforgingwasusedmoreinthefieldofmetalmaterialswithhighmeltingpointthan

8、before，whilethelowlifeofthemoldan