鈦合金零件快速制造技術(shù),是制造業(yè)長(zhǎng)期關(guān)注的課題。特別是滿(mǎn)足型號(hào)項(xiàng)目需求的復(fù)雜鈦合金零件,其研發(fā)費(fèi)用高、周期長(zhǎng)、性能指標(biāo)難以保證。成為近年3D打印技術(shù)的研究熱點(diǎn)。本文對(duì)國(guó)外船用鈦合金葉輪的開(kāi)發(fā),進(jìn)行快速鑄造工藝研究。首先,圍繞鈦合金鑄造缺陷,選擇數(shù)值計(jì)算軟件,對(duì)缺陷計(jì)算判據(jù)進(jìn)行了分析。設(shè)計(jì)了兩種澆注系統(tǒng),通過(guò)仿真揭示缺陷分布與鑄件質(zhì)量關(guān)系。為保證鑄件質(zhì)量,針對(duì)常規(guī)澆注工藝參數(shù)范圍,進(jìn)行優(yōu)化。為快速鑄造工藝實(shí)踐,提供了較優(yōu)的澆注工藝方案。其次,研究了采用激光選區(qū)燒結(jié)技術(shù)制備聚苯乙烯原型件工藝。使用正交實(shí)驗(yàn)法分析了預(yù)熱溫度、激光功率、掃描速度、掃描間距和分層厚度對(duì)制件尺寸精度的影響,確定了較優(yōu)的工藝參數(shù)組合。圍繞鑄件設(shè)計(jì)要求,對(duì)其原型質(zhì)量要求不同的表面,采取不同措施,制備出滿(mǎn)足工藝要求的原型。最后結(jié)合澆注系統(tǒng)優(yōu)化結(jié)果,采用雙鑄件組樹(shù)方案制備出合格型殼。在真空度小于0.4Pa的環(huán)境中進(jìn)行重力澆注,通過(guò)清理、澆冒口切除、熱等靜壓、退火處理等工序獲得葉輪鑄件。經(jīng)過(guò)X射線檢測(cè)、隨爐試棒機(jī)械性能分析表明:鑄件性能指標(biāo)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求。驗(yàn)證了鈦合金葉輪快速熔模鑄造工藝的可行性。 

【文章頁(yè)數(shù)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 熔模鑄造國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 熔模鑄造國(guó)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 熔模鑄造國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 聚苯乙烯的選擇性激光燒結(jié)技術(shù)
        1.3.1 SLS技術(shù)成型特點(diǎn)及應(yīng)用
        1.3.2 聚苯乙烯簡(jiǎn)介
        1.3.3 選擇性激光燒結(jié)PS粉末基礎(chǔ)理論
    1.4 快速鑄造技術(shù)
    1.5 快速熔模鑄造
        1.5.1 快速熔模鑄造概述
        1.5.2 快速熔模鑄造的應(yīng)用
    1.6 本文研究?jī)?nèi)容、技術(shù)路線及章節(jié)安排
        1.6.1 本文研究?jī)?nèi)容
        1.6.2 技術(shù)路線及章節(jié)安排
2 熔模鑄造數(shù)值模擬理論基礎(chǔ)
    2.1 鑄造數(shù)值模擬概述
    2.2 充型過(guò)程數(shù)值理論
    2.3 凝固過(guò)程數(shù)值理論
        2.3.1 傳熱方式
        2.3.2 結(jié)晶潛熱的處理
        2.3.3 鑄造殘余應(yīng)力理論
    2.4 縮孔縮松預(yù)測(cè)方法
    2.5 數(shù)值模擬軟件ProCAST
        2.5.1 鑄造仿真軟件的選用
        2.5.2 ProCAST的功能模塊與模擬流程
    2.6 本章小結(jié)
3 葉輪熔模鑄造數(shù)值模擬分析
    3.1 葉輪初始澆注方案
    3.2 葉輪初始澆注系統(tǒng)前處理設(shè)置
        3.2.1 網(wǎng)格劃分
        3.2.2 材料熱物性參數(shù)設(shè)定
        3.2.3 工藝參數(shù)設(shè)置
    3.3 初始方案模擬結(jié)果分析
        3.3.1 充型過(guò)程
        3.3.2 凝固過(guò)程
        3.3.3 縮孔縮松
    3.4 澆注系統(tǒng)優(yōu)化與模擬分析
        3.4.1 澆注系統(tǒng)優(yōu)化
        3.4.2 充型過(guò)程
        3.4.3 凝固過(guò)程
        3.4.4 縮孔縮松分布
    3.5 兩種澆注系統(tǒng)的對(duì)比分析
    3.6 澆注工藝參數(shù)優(yōu)化
        3.6.1 試驗(yàn)方法
        3.6.2 工藝參數(shù)優(yōu)化方案
    3.7 本章小結(jié)
4 聚苯乙烯原型的激光燒結(jié)工藝研究
    4.1 影響SLS制件成型質(zhì)量的工藝參數(shù)
        4.1.1 預(yù)熱溫度分析
        4.1.2 激光功率選擇
        4.1.3 掃描間距分析
        4.1.4 掃描速度影響
        4.1.5 分層厚度影響
        4.1.6 掃描方式選擇
    4.2 工藝參數(shù)優(yōu)化
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)方法
        4.2.2 工藝參數(shù)優(yōu)化方案
    4.3 原型件精度測(cè)試
    4.4 本章小結(jié)
5 葉輪快速熔模鑄造工藝驗(yàn)證
    5.1 浸蠟處理
    5.2 組樹(shù)
    5.3 型殼制作
        5.3.1 耐火材料
        5.3.2 黏結(jié)劑
        5.3.3 型殼涂掛與干燥
        5.3.4 脫蠟和焙燒
    5.4 合金熔煉與澆注
        5.4.1 鈦合金熔煉
        5.4.2 鈦合金澆注
    5.5 后處理
        5.5.1 鑄件清理
        5.5.2 熱等靜壓
        5.5.3 退火
    5.6 力學(xué)性能分析
    5.7 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]精密鑄造0Cr17Ni4Cu3Nb不銹鋼航空發(fā)動(dòng)機(jī)零件[J]. 黃靜,馬原,王明杰,王曄,吉澤升.  特種鑄造及有色合金. 2019(02)
[2]基于田口方法的Cu-45Ag合金金屬型鑄造過(guò)程仿真及工藝優(yōu)化[J]. 孟志軍,王曄,牛連杰,許紅雨,胡茂良,吉澤升.  特種鑄造及有色合金. 2018(10)
[3]工藝參數(shù)對(duì)聚苯乙烯/碳纖維SLS燒結(jié)件精度及致密度的影響[J]. 楊來(lái)俠,王勃,徐超.  塑料工業(yè). 2018(07)
[4]快速鑄造[J]. 周建新,計(jì)效園,閆春澤,沈旭,李文,宋波,段偉,郭釗,殷亞軍,魏青松.  鑄造設(shè)備與工藝. 2018(02)
[5]PS/化學(xué)氣相沉積CF選區(qū)激光燒結(jié)多指標(biāo)正交試驗(yàn)參數(shù)的優(yōu)化[J]. 楊來(lái)俠,周文明,趙貞慧,龔林,魯杰,杜珣濤,王勃.  工程塑料應(yīng)用. 2017(10)
[6]基于3D打印的高溫合金渦輪殼快速鑄造工藝研究[J]. 宗學(xué)文,寧楠,王鳳.  鑄造技術(shù). 2016(08)
[7]ZTC4鈦合金支架快速精密鑄造成型技術(shù)[J]. 李偉東,孫宏喆,喬海濱,鄭韞,楊紅霞.  熱加工工藝. 2016(07)
[8]鈦及其合金的熔模精密鑄造[J]. 沈選金,賀同正,羅國(guó)軍.  鑄造技術(shù). 2015(07)
[9]大型復(fù)雜鈦合金薄壁件精鑄成形技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 趙瑞斌.  鈦工業(yè)進(jìn)展. 2015(02)
[10]CAE模擬技術(shù)在鑄鋼件工藝設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J]. 王世昕.  鑄造. 2015(03)

博士論文
[1]ZL205A筒形件低壓鑄造宏觀偏析形成機(jī)制及補(bǔ)縮行為[D]. 王曄.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]鈦合金低成本氧化物陶瓷型殼熔模精密鑄造技術(shù)研究[D]. 肖樹(shù)龍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007

碩士論文
[1]選擇性激光燒結(jié)PS/PET/GF三元復(fù)合材料成型工藝研究[D]. 陳夢(mèng)瑤.西安科技大學(xué) 2018
[2]基于增材制造的復(fù)雜零件快速鑄造工藝與數(shù)值模擬研究[D]. 徐文博.西安科技大學(xué) 2018
[3]基于選擇性激光燒結(jié)的聚苯乙烯成型工藝研究[D]. 吳曉勇.電子科技大學(xué) 2018
[4]雙耳楔形線夾的熔模鑄造工藝研究開(kāi)發(fā)[D]. 沈俊超.山東大學(xué) 2017
[5]基于選區(qū)激光燒結(jié)的聚苯乙烯/碳纖維材料增強(qiáng)工藝研究[D]. 趙貞慧.西安科技大學(xué) 2017
[6]選擇性激光燒結(jié)聚苯乙烯/玻璃纖維復(fù)合材料及成型工藝研究[D]. 龔林.西安科技大學(xué) 2017
[7]用于選擇性激光燒結(jié)高分子材料的制備與成型研究[D]. 齊迪.青島科技大學(xué) 2016
[8]激光選區(qū)燒結(jié)設(shè)備改進(jìn)及人工脛骨墊片設(shè)計(jì)與制造研究[D]. 鄭瀟劍.華南理工大學(xué) 2015
[9]糖基粉末激光燒結(jié)成形工藝研究[D]. 姚旭盛.西安科技大學(xué) 2014
[10]QT450-10過(guò)橋箱鑄造工藝數(shù)值模擬及其優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 賈芬.合肥工業(yè)大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3653373