新型航空航天型號(hào)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的推重比及運(yùn)行的穩(wěn)定性提出了更高的要求,因而大量結(jié)構(gòu)復(fù)雜的精密薄壁鑄件在航空航天乃至各個(gè)領(lǐng)域被廣泛使用。本論文研究應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域的K4169合金機(jī)匣類薄壁環(huán)形鑄件,在工作過(guò)程中承受較大應(yīng)力和較高溫度。此類鑄件結(jié)構(gòu)復(fù)雜,鑄件尺寸大,壁厚薄,壁厚懸殊,熱節(jié)點(diǎn)多,是典型的大型復(fù)雜整體薄壁精鑄件。研究中使用數(shù)值模擬技術(shù)對(duì)此薄壁環(huán)形鑄件在1430℃、1450℃、1470℃溫度下,鑄造過(guò)程中的溫度場(chǎng)、流動(dòng)場(chǎng)以及鑄造缺陷進(jìn)行模擬分析。結(jié)果表明,所設(shè)計(jì)的澆注系統(tǒng),在三種澆注溫度下,都能夠平穩(wěn)充型,并且充型狀態(tài)良好,沒(méi)有澆不足和冷隔缺陷的出現(xiàn);澆注系統(tǒng)、冒口系統(tǒng)、補(bǔ)縮通道設(shè)置合理,使鑄件基本能夠?qū)嶍樞蚰?可以杜絕大面積縮孔、縮松的出現(xiàn);但在三種溫度下,發(fā)現(xiàn)在外環(huán)凸耳處以及支板與流道內(nèi)環(huán)交界面處出現(xiàn)冶金缺陷。針對(duì)模擬結(jié)果和初步試驗(yàn)中鑄件出現(xiàn)的缺陷,分別對(duì)澆注溫度,澆冒口系統(tǒng),以及型殼保溫方式進(jìn)行試驗(yàn)研究,對(duì)比分析各方案對(duì)鑄件缺陷的影響,進(jìn)而得到合理的鑄造工藝方案。結(jié)果顯示,澆注溫度為1510℃時(shí),既能夠滿足鑄件充型要求,且相關(guān)鑄造缺陷數(shù)量較少;在凸耳處增加加強(qiáng)筋以及使用相對(duì)較薄的保溫棉可以有效的控制凸耳根部裂紋及縮孔缺陷的產(chǎn)生。同時(shí),對(duì)相關(guān)鑄件尺寸精度、機(jī)械性能及微觀組織進(jìn)行分析研究,相關(guān)結(jié)果滿足產(chǎn)品要求。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：V261.31
【部分圖文】：

零件復(fù)雜度沒(méi)有限制，但必須采用更成熟的高溫合金材料造出的零件具有良好的物理性能；實(shí)施的數(shù)值模擬能夠提升工藝質(zhì)量，提供工效，從而控制完全能夠生產(chǎn)出大型且復(fù)雜的薄壁鑄件，同時(shí)還能達(dá)到極可以大大減輕零件重量以及機(jī)械加工成本。，因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)要求和實(shí)際需要，對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)以及燃?xì)廨啓C(jī)越高，所以對(duì)零部件耐高溫性提出了更高要求。為了能夠特定環(huán)境下的要求，提升高溫合金性能的同時(shí)，大大加大難度以及加工成本，在此背景下，高溫合金精密熔模鑄件提升[7]。高溫合金鑄造技術(shù)的不斷發(fā)展，已經(jīng)能夠生產(chǎn)出尺寸精度合化學(xué)性能滿足使用要求的緊密鑄件，如今鑄造高溫合金已大合金的應(yīng)用，如圖 1-1[11]。

只有 50 多年的歷史[12]。造行業(yè)在各個(gè)相關(guān)技術(shù)的不斷進(jìn)步，使熔模鑄造技術(shù)飛速發(fā)術(shù)應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域開(kāi)始，熔模鑄造工藝的涉及的相關(guān)技術(shù)，三維造型技術(shù)，物理學(xué)，化學(xué)領(lǐng)域都有了突飛猛進(jìn)的進(jìn)步[9]的支持下，新材料的研發(fā)、先進(jìn)工藝應(yīng)用、自動(dòng)化程度高的用，使古老的技術(shù)從新?lián)Q發(fā)活力，造福于人類生活的方方面模鑄造方法生產(chǎn)的鑄件，有較高的尺寸精度，機(jī)械加工余量成后的成品零件仍保持大部分的鑄件原始表面，相比于其他以大大減少鑄件加工時(shí)間以及機(jī)械加工刀具磨損費(fèi)用，降低且熔模鑄造方法適用性很強(qiáng)，適用于各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)，尤其適、機(jī)加工比較困難的高溫合金材料。材料的使用和缺陷控制技術(shù)的發(fā)展，使得鑄件的力學(xué)性能也造技術(shù)已經(jīng)可以滿足更為精密，機(jī)構(gòu)更為復(fù)雜鑄件的設(shè)計(jì)要材料、物理以及化學(xué)等多個(gè)學(xué)科的綜合技術(shù)，整個(gè)工藝流程圖 1-2 所示[13,14]。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文壁復(fù)雜鑄件特點(diǎn)航空、航天領(lǐng)域的發(fā)展備受世界矚目，與其相關(guān)的裝備研制展，但同時(shí)對(duì)其要求也日趨嚴(yán)苛，所以無(wú)論是對(duì)鑄件的結(jié)構(gòu)出了更高要求，如大型薄壁機(jī)匣類零件，如圖 1-3，主要表量化和整體化[15,16]。薄壁鑄件一般具有以下特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜：一些鑄件在設(shè)計(jì)時(shí)比較復(fù)雜，所以無(wú)法采用常壁厚�。浩浔诿婧褚话銥� 2mm，且厚度變化劇烈，鑄造過(guò)精密化：由于鑄件壁厚較薄，加工余量較小。
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本文編號(hào)：2852376