鋁合金葉輪鑄造工藝研究.pdf

1、車用渦輪增壓器具有高效、環(huán)保、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，在汽油和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上已經(jīng)廣泛應(yīng)用。其中的鋁合金葉輪在鑄造工藝中易出現(xiàn)縮松、氣孔等缺陷，導(dǎo)致成品率低，影響壽命。在鑄造工藝設(shè)計(jì)階段耗費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)，影響生產(chǎn)效率。
　　本課題以某型號(hào)葉輪為研究對(duì)象，材料為ZL105A合金，質(zhì)量700g，輪徑99mm,葉片數(shù)14，壁厚0.5mm～3mm。模具設(shè)計(jì)和鑄造工藝難度較大。本文采用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x與UG軟件相結(jié)合的方式，獲得精確的葉輪三維圖。
　　經(jīng)低壓

2、鑄造工藝分析，確定分型面，設(shè)計(jì)毛坯圖和模具圖。采用ProCAST模擬軟件，先根據(jù)鋁液充型狀態(tài)和排氣情況，調(diào)整壓力-時(shí)間曲線，結(jié)果壓力-時(shí)間參數(shù)為:充型0.01MPa，1s;增壓0.05MPa，4s;保壓0.05Mpa，120s;泄壓4s;根據(jù)鑄件的縮松體積分?jǐn)?shù)，對(duì)澆注溫度、石膏模溫度和冷鐵溫度進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)數(shù)值模擬。結(jié)果為:澆注溫度680℃，石膏模溫度225℃，冷鐵溫度175℃。
　　對(duì)低壓鑄造的充型階段水模擬表明;水的充型狀態(tài)與數(shù)

3、值模擬的結(jié)果相似，前期相對(duì)平穩(wěn)，后期呈凸起的噴泉狀;升壓速率越大，充型時(shí)間越短，由于背壓的增大，充型時(shí)間出現(xiàn)延遲;由于水模擬的模具在分型面無(wú)法排氣，充型時(shí)間比數(shù)值模擬的時(shí)間長(zhǎng)。
　　對(duì)葉輪的重力鑄造工藝分析，設(shè)計(jì)毛坯圖和模具圖，用ProCAST對(duì)澆注溫度，澆注速度、模具溫度三個(gè)因素進(jìn)行試驗(yàn)?zāi)M，最優(yōu)參數(shù)為:澆注溫度730℃，石膏模具預(yù)熱溫度225℃，冷鐵溫度175℃，澆注速度0.3m/s。
　　經(jīng)水模擬驗(yàn)證，水的流動(dòng)狀態(tài)與數(shù)