本文關(guān)鍵詞：復(fù)合雙金屬裂解連桿熔模鑄造工藝與性能研究

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【摘要】：在汽車、輪船等發(fā)動(dòng)機(jī)上,連桿是至關(guān)重要的部件。當(dāng)前市場(chǎng)所需求的連桿愈來愈多地采用裂解加工技術(shù),其工藝流程短,忽略了磨削以及連桿體與連桿蓋結(jié)合面的機(jī)械鋸切。裂解連桿對(duì)于材料的要求很嚴(yán)格,在實(shí)際生產(chǎn)中會(huì)出現(xiàn)裂解不開、大頭孔變形等問題。為突破裂解材料的限制,解決連桿裂解過程遇到的裂解問題,本文提出使用熔模鑄造工藝來生產(chǎn)雙金屬裂解連桿。本文采用數(shù)值模擬與實(shí)際結(jié)合的方法,主要解決縮松縮孔、卷氣和熱裂缺陷,同時(shí)提高界面的結(jié)合強(qiáng)度。連桿主體材料選用低碳鋼,裂解材料選用高碳鋼。通過熔模鑄造工藝使兩種材料實(shí)現(xiàn)冶金結(jié)合,利用鑄件在型殼中的緩慢冷卻而使裂解材料進(jìn)一步擴(kuò)大脆性組織,方便連桿的裂解。本文的主要研究工作和結(jié)論如下:(1)本文使用ProCAST來模擬雙金屬連桿的鑄造過程。對(duì)其充型凝固過程和有效應(yīng)力分布進(jìn)行研究,得到符合鑄件要求的澆注方案;通過正交試驗(yàn)綜合判斷縮松縮孔、有效應(yīng)力以及變形量的最大值,得出雙金屬連桿熔模鑄造的最佳工藝參數(shù)。(2)對(duì)雙金屬界面節(jié)點(diǎn)進(jìn)行模擬觀察,評(píng)估其擴(kuò)散性能。得出使雙金屬達(dá)到擴(kuò)散條件的液固體積比為12:1~24:1,鋸齒狀裂解材料結(jié)合質(zhì)量?jī)?yōu)于平面狀,主體材料澆注的最佳時(shí)間間隔為0~20s。(3)將所設(shè)計(jì)的試驗(yàn)方案以及得出的最佳工藝參數(shù)運(yùn)用到具體的試驗(yàn)中,來驗(yàn)證所設(shè)計(jì)方案的可靠性。改變普通熔模鑄造的工序,先將型殼放入焙燒爐中焙燒,再將裂解材料插入焙燒后的型殼中,兩端使用耐火泥封住,最后把主體材料澆入。此種工藝方式使得裂解材料避免了由于高溫焙燒而產(chǎn)生的氧化問題,兩種金屬結(jié)合處良好,無鑄造缺陷。(4)對(duì)雙金屬試樣進(jìn)行組織以及力學(xué)性能分析,并通過拉伸來來裂解試樣,發(fā)現(xiàn)組織良好且元素發(fā)生擴(kuò)散,界面結(jié)合強(qiáng)度高。裂解材料拉斷后界面平整,呈脆斷性特征,符合連桿裂解的要求,為連桿的鍛造提供一定的依據(jù)。綜上,熔模鑄造雙金屬連桿合理,通過模擬以及試驗(yàn)證明了雙金屬試樣滿足連桿的力學(xué)以及裂解性能。此技術(shù)能夠擴(kuò)大材料的選擇范圍,改善裂解質(zhì)量。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TK406;TG249.5

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