本文關(guān)鍵詞：銅合金冷卻器蓋鑄造工藝的研究

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【摘要】：冷卻器蓋是冷卻器中重要部件之一,要求部件必須具有良好的耐腐蝕能力和具有很高的密封性,尤其是對流動的海水、蒸汽和無機酸的耐蝕性能及在高壓下的氣密性能、水密性能。銅具有良好的耐海水腐蝕性能,在船舶制造業(yè)、海運業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。并且隨著錳元素的加入,可以提高黃銅合金在海水、氯化物及過熱蒸汽環(huán)境中的耐腐蝕性。因此本冷卻器蓋鑄件選用錳黃銅,其型號為ZCuZn38Mn2Pb2,相比普通黃銅提高了硬度、強度和耐磨性能,尤其是具有良好的抗大氣腐蝕性能、對海水等腐蝕汽液的耐蝕性。在銅合金冷卻器蓋生產(chǎn)過程中,廢品鑄件的主要問題是在水壓試驗中出現(xiàn)滲漏,導(dǎo)致產(chǎn)品不能滿足性能檢測要求,成品率僅為20%,造成生產(chǎn)成本增加,拖延工期。為提高成品率,采用ProCAST仿真模擬軟件對原始工藝方案的充型過程和凝固過程進(jìn)行數(shù)值模擬,結(jié)果表明,由于澆注系統(tǒng)設(shè)計不合理、凝固時溫度梯度不均勻、冒口補縮作用不強,導(dǎo)致鑄件熱節(jié)處產(chǎn)生的集中縮孔,這些集中縮孔在水壓試驗中形成滲漏通道,使鑄件無法達(dá)到技術(shù)要求。通過掃描電鏡觀察縮孔的宏觀及微觀形貌,檢測其化學(xué)成分,探究鑄件熱節(jié)處產(chǎn)生集中縮孔的原因。結(jié)果表明,金屬液產(chǎn)生少量氧化夾渣及金屬液不能充分補縮是產(chǎn)生縮孔的主要原因。本文從原始工藝產(chǎn)生缺陷的機理出發(fā),提出兩種改進(jìn)工藝,并對原始熔煉工藝進(jìn)行完善。通過ProCAST軟件對兩種改進(jìn)方案進(jìn)行數(shù)值模擬,驗證其合理性,確定冷卻器蓋的新工藝方案選用第二種澆冒一體的頂注式澆注系統(tǒng)。采用新工藝方案及完善后的熔煉工藝進(jìn)行試驗驗證,通過對金相組織觀察及性能檢測,結(jié)果表明,試驗結(jié)果與模擬結(jié)果一致,與原始工藝方案相比,新工藝方案生產(chǎn)的鑄件具有較致密均勻的組織,硬度、摩擦磨損性能及拉伸性能均有所提升,基本消除了鑄件縮孔缺陷,成品率達(dá)到85%。
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG291

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