铝合金压铸件缺陷分析及成型工艺优化-硕士学位论文

（申请工学硕士学位论文）

铝合金压铸件缺陷分析及

成型工艺优化

培养单位 ：材料科学与工程学院 学科专业 ：材料学 研究生 ：崔黎明 指导教师 ：姚三九 教授

2007年 11 月

分类号 UDC

密 级 学校代码

学 位

题 目 铝合金压铸件缺陷分析及成型工艺优化

英文题目 Optimization of forming Process and Defects

研究生姓名 崔黎明

姓名指导教师

单位名称邮编 申请学位级别 硕士 学科专业名称 材料学

论文提交日期 2007.11 论文答辩日期 2007.12 学位授予单位 武汉理工大学 学位授予日期 答辩委员会主席 张幼陵 评阅人

论 文

2007年 11 月

独 创 性 声 明

本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

签 名: 日 期：

关于论文使用授权的说明

本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权保留、送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。

(保密的论文在解密后应遵守此规定)

签 名： 导师签名： 日 期：

摘 要

压力铸造是一种先进的少、无切削的特种铸造方法。由于压铸件具有尺寸精度高、机械性能好、生产效率高等优点因此在汽车、摩托车、内燃机、电子、仪表及航天等领域具有广泛的应用前景。

压力铸造时，由于液态金属是在高温、高压下，以极快的速度从压室中流入铸型型腔内的，金属液在流动过程中很容易卷入气体而造成铸件的气孔缺陷，影响铸件的质量。

本文以华润电机有限公司生产的ZL108铝合金燃油泵泵盖铸件为例，就如何减少铸件中的气孔缺陷问题展开了基础理论、数值模拟和试验应用三方面的研究，主要工作和结论如下：

详细地阐述了气孔缺陷形成的机理，针对燃油泵泵盖中的气孔缺陷及其位置分布问题做了具体的分析，得出浇注时金属液的含气量、活塞在压室中的充型状态和金属液的充型速度是影响气孔缺陷的主要因素的结论，为接下来的浇注、充型系统的数值模拟提供了理论依据。

在数值模拟研究方面，首先对活塞的压射过程进行模拟，针对不同的压室尺寸以及金属液在压室内的充满度的不同，通过模拟冲头在压室内的运动状态来优化冲头的压射速度，使金属液在进入型腔之前，压室内的气体尽量被排出，以减少压铸时的卷气情况，得到了在二维状态下压室内金属的卷气情况与冲头速度之间的关系，即当慢压射速度为1.75m/s，增压时间为 0.01s，二级压射的速度为3m/s，压室内金属液的充满度为0.25～0.75时不仅可有效避免金属液在压室中的卷气，同时压室内的气体也会被完全排出。接着模拟了金属液在模具型腔的充填过程：运用Pro/E软件对泵盖进行三维实体造型，然后把图形导入软件I-deas中进行网格化处理，并将网格化后的模型输入到ProCAST软件中进行了关于压铸工艺参数的多组正交试验的流场，温度场的偶合模拟，进而从多组试验参数中找出最优的压铸工艺参数。

通过分析模拟结果表明：最佳工艺参数为浇注温度700℃、冲头压射速度3m/s、模具温度210℃。并选用以上正交试验的工艺参数，对泵盖进行实际压铸生产。实际压铸表明，压铸件气孔少、尺寸精确，满足铸件使用要求。

关键词：铝合金；压力铸造；气孔；模拟；ProCAST；泵盖

Abstract

Pressure casting is an advanced, non-cutting special casting method .Die casting has a wide application prospect in automotive, motorcycle, internal combustion engine, electrics, instrument and aerospace due to their high dimension accuracy, excellent mechanical properties and high production efficiency and so on.

Becasue liquid metal inflows into pressure room from casting cavity with rapid speed under high temperature .high pressure conditions,when pressure casting.During this process,air can easily enter into liquid metal and lead to air defect and Affect the quality of castings.

In this paper, the pump lid of fuel pump casting for ZL108 aluminum alloy produced by HRHPower Limited Company has been investigated as an example. The basic theory, numerical simulation and experimental application have been studied for the problem that how to decrease porosity defects in casting and the main work and conclusions are as follows:

Amplified the mechanism of forming porosity defects, analysesd the porosity defects and position distribution of pump lid in fuel pump ,and obtained that the gas content, filling velocity of metal liquid and filling mould states of piston in die chamber are main factors of influencing porosity defects, which provides a theoretical basis for following pouring, numerical simulation in filling system.

In numerical simulation research ,simulated die casting runner and gating process at first.Under the diffent size of pressure room and diffent full degree of liquid metal,We can get the optimization shotting velocity of Pistons punch By simulated it’s state campaign.Get the relations of Volume gas situation and Pistons punch velocity.Just the slow shot speed is 1.75m/s, Turbocharged time is 0.01s,the second injection speed is 3m/s, the Proportionof fulling pressure room is 0.25～0.75 effectively avoided gas enter into liquid metal and discharged gas of the pressure room. After that , simulated the Die Casting filling process of liquid metal .First use the spical soft Pro/E to construct the model of Die Casting part; Input it to another soft I-deas to form mesh and put the mesh document to the special soft ProCAST. In this way,We can simulate temperature field and velocity field at the same time and get the optimized processing parameter.

The orthogonal experiment result of temperature field and velocity field concentration shows the optimized processing parameter is pouring temperature 700

℃、injection speed 3m/s、mold initial temperature 210℃.Under the condition of orthogonal experiment process parameters,we actually produced Die Casting pump cover. The practical die casting process has showed that defects and dimension …… 此处隐藏：16950字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……