重力鑄造
鑄造鋁合金及其精密鑄造技術研究與發展?

鑄造鋁合金及其精密鑄造技術研究與發展?

1.前言◆航空、航天、汽車等行業鋁合金結構件的特點和發展趨勢(1)減重、節能、降低制造成本(2)結構整體化、輕量化、薄壁空心化(3)高精度、高性能、高可靠、低成本、短周期◆復雜鋁合金精密鑄件的研制和應用(1)高強高韌、高鑄造性能的鋁合金(2)特種精密鑄造工藝2.鑄造鋁合金研究和應用現狀與發展趨勢◆概況(1)鑄造Al-Si系合金鑄造性能優越,但力學性能水平低(2)鑄造Al-Cu系合金鑄造性能差,構件易產生缺陷,可靠性低◆研究和發展趨勢(1)鑄造Al-Si系合金▲提高力學性能水平:▲合金化(Sc、Ag等)▲成分優化和純化(適當調節Mg、Si、Cu等合金元素成分范圍,控制Fe含量)▲熔體處理(細化、變質、精煉、消除組織遺傳等)▲熱處理◆研究和發展趨勢(1)鑄造Al-Cu系合金提高鑄造性能或進一步提高力學性能水平:▲合金化(Sc、Ag等)▲成分優化和純化(適當調節Cu、Mn、Ti、Cd等合金元素成分范圍,控制Fe、Si、Mg含量)▲熔體處理(精煉、細化、消除組織遺傳等)▲熱處理3.鋁合金特種精密鑄造工藝研究和應用現狀與發展趨勢◆概況◆研究和發展趨勢(1)計算機技術可進行鑄件工藝設計和模具加工,實現充填和凝固過程的流場、溫度場、缺陷等預測,直接預測鑄件組織(性能)、應力(尺寸):▲成熟的三維設計軟件;▲流場和溫度場模擬較成熟,進入商品化和實用化階段;▲組織和應力模擬尚待完善和發展;(2)特種型芯技術鑄件整體化、薄壁空心化的發展,促使特種型芯技術的發展:▲可溶型芯(過程可溶和鑄件澆注后可溶)▲可熔型芯▲精密砂型易潰散型芯(3)精密鑄造方法根據鑄件結構和要求選擇,多種精密鑄造方法共存:▲熔模鑄造▲石膏型鑄造▲精密砂型▲復合精密鑄造(3)熔體處理技術與鑄造鋁合金熔體處理技術一致(4)澆注成形方法根據鑄件結構和要求選擇,多種澆注方法:▲重力澆注▲反重力澆注低壓鑄造、差壓鑄造、真空吸鑄、調壓鑄造▲磁感應澆注▲充填和凝固過程組織結構(含缺陷)和形狀尺寸變化規律(5)熱處理技術使鑄件獲得最佳力學性能,防止鑄件變形:▲組織結構演變機制和規律▲應力形成和變化機制與預防措施4.研究和應用實例◆合金和鑄件性能--離心葉輪(1)要求▲工作轉速為64,000rpm▲結構復雜、壁厚不均勻▲鑄件性能、尺寸精度、表面和內部質量等要求高超轉試驗應力分析(2)工藝方案設計▲成分優化、純化、純凈化處理▲熔模、金屬型復合鑄造▲真空吸鑄加壓凝固組織設計------------------------------工藝方案--------------------------------澆注方法(3)精密砂型鑄造方法研究和應用▲典型零件特點(4)工藝方法▲計算機技術;▲特種型芯技術▲精密樹脂砂型鑄造方法;▲澆注方法▲檢測技術▲計算機技術▲特種型芯技術▲精密樹脂砂型鑄造方法▲澆注方法--反重力澆注▲大型工業CT無損檢測方法5.結束語◆高強高韌鑄造鋁合金(1)傳統合金--挖掘其潛力、提高綜合性能▲鑄造Al-Si系合金主要通過成分優化、純化、凈化、細化、變質、熱處理等途徑提高性能▲鑄造Al-Cu系合金主要目標提高鑄造性能(2)新型合金▲通過合金化、增強時效強化,研制和開發新合金(3)鋁合金精密鑄造工藝--解決復雜薄壁整體鋁合金精密鑄件工藝關鍵▲計算機技術的綜合應用▲特種型芯的研究與開發▲新型精密鑄造方法的研究和應用--精密砂型和復合型▲反重力澆注技術的研究和應用
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