本文關(guān)鍵詞：低壓鑄造鋁合金車輪主要缺陷分析與控制

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【摘要】：低壓鑄造在鋁合金車輪的生產(chǎn)方式中占據(jù)著主導(dǎo)地位,中信戴卡股份有限公司90%的車輪采用低壓鑄造方式。低壓鑄造有著諸多重力鑄造等其他鑄造方式所沒有的優(yōu)點(diǎn),但鑄造中的缺陷對(duì)車輪產(chǎn)品的質(zhì)量以及成本都是重大的挑戰(zhàn)。中信戴卡股份有限公司每年因鑄造缺陷報(bào)廢的車輪占報(bào)廢總數(shù)的90%以上,所以對(duì)鋁合金車輪低壓鑄造缺陷進(jìn)行研究顯得意義重大。本文對(duì)低壓鑄造過程中容易出現(xiàn)的鑄造缺陷進(jìn)行了分析,找到了缺陷的形成機(jī)理及其危害,在此基礎(chǔ)上提出了防治缺陷的措施,為生產(chǎn)過程提供了參考。為了找到鑄造缺陷對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的危害,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際,對(duì)中信戴卡股份有限公司生產(chǎn)的02111C01輪型進(jìn)行了13°沖擊試驗(yàn),并對(duì)其失效的原因進(jìn)行了分析,找到了縮松和氣孔的缺陷是致其發(fā)生失效的主要原因;對(duì)00211C01輪型和02211C01輪型進(jìn)行了彎曲疲勞實(shí)驗(yàn),并進(jìn)行失效分析,發(fā)現(xiàn)00211C01輪型輪心區(qū)域冷卻速度過低,導(dǎo)致部分區(qū)域硅變質(zhì)不好,從而導(dǎo)致性能較差;02211C01輪型存在少量縮松缺陷,失效的原因主要是車輪結(jié)構(gòu)問題;縮孔縮松鑄造缺陷的存在,降低了產(chǎn)品的延伸率,使得抗疲勞性能下降。為了對(duì)車輪結(jié)構(gòu)和工藝進(jìn)行優(yōu)化,利用UG NX軟件建立車輪的三維物理模型,采用Pro CAST軟件對(duì)車輪的低壓鑄造過程進(jìn)行了模擬研究,并結(jié)合模擬結(jié)果優(yōu)化了車輪結(jié)構(gòu)和冷卻工藝參數(shù)。研究結(jié)果表明:輪輻和輪輞的連接部位以及輪緣部位是低壓鑄造過程中熱節(jié)較容易出現(xiàn)的部位,容易出現(xiàn)縮孔縮松缺陷。在車輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要盡量保證車輪的橫截面從輪心到輪輞保持逐漸減小的趨勢(shì);在容易出現(xiàn)熱節(jié)的部位要單獨(dú)設(shè)置冷卻措施,增強(qiáng)冷卻效果,防止出現(xiàn)縮松縮孔缺陷。該課題的成果對(duì)鑄造缺陷的防治以及車輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和冷卻工藝設(shè)計(jì)都有著很好的指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】：鋁合金 車輪 鑄造缺陷 鑄造模擬 低壓鑄造
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG245;TG249.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 課題背景9-10
• 1.2 鋁合金車輪的發(fā)展10-11
• 1.3 鋁合金車輪低壓鑄造11-15
• 1.3.1 鋁合金材料11-13
• 1.3.2 低壓鑄造13-14
• 1.3.3 鋁合金車輪的低壓鑄造過程14-15
• 1.4 鋁合金低壓鑄造的研究現(xiàn)狀15-17
• 1.4.1 鋁合金車輪低壓鑄造缺陷15-16
• 1.4.2 鋁合金車輪低壓鑄造模擬研究16-17
• 1.5 本課題的研究內(nèi)容和方法17-18
• 第2章 鋁合金車輪低壓鑄造缺陷分析18-35
• 2.1 引言18
• 2.2 裂紋18-20
• 2.2.1 裂紋缺陷形成機(jī)理18-19
• 2.2.2 裂紋缺陷形成的影響因素19-20
• 2.2.3 改進(jìn)措施20
• 2.3 縮孔縮松20-23
• 2.3.1 形成機(jī)理21-22
• 2.3.2 縮孔縮松的危害22
• 2.3.3 研究方法22-23
• 2.3.4 控制方法23
• 2.4 微孔23-27
• 2.4.1 形成機(jī)理23-25
• 2.4.2 氣孔的危害25
• 2.4.3 氣孔實(shí)例25-27
• 2.4.4 氣孔的控制和改善措施27
• 2.5 氧化膜夾帶27-30
• 2.5.1 形成機(jī)理及危害27-30
• 2.5.2 控制和改善方法30
• 2.6 外來夾雜物30-32
• 2.7 有害鐵相元素32-33
• 2.8 共晶硅偏析33-34
• 2.9 本章小結(jié)34-35
• 第3章 鑄造缺陷對(duì)車輪沖擊和彎曲疲勞失效的影響35-48
• 3.1 引言35
• 3.2 試驗(yàn)原理及方法35-37
• 3.2.1 13°沖擊試驗(yàn)35-36
• 3.2.2 彎曲疲勞試驗(yàn)36-37
• 3.3 02111C01輪型 13°沖擊試驗(yàn)失效分析37-40
• 3.4 彎曲疲勞試驗(yàn)40-46
• 3.4.100211C01輪型彎曲疲勞失效分析40-44
• 3.4.202211C01輪型彎曲疲勞失效分析44-46
• 3.5 本章小結(jié)46-48
• 第4章 A356鋁合金車輪低壓鑄造模擬研究48-67
• 4.1 鑄造模擬48-51
• 4.2 模擬軟件介紹51-52
• 4.3 控制方程52-54
• 4.3.1 流動(dòng)控制方程52-53
• 4.3.2 能量方程53
• 4.3.3 傳熱方程53-54
• 4.4 模擬過程54-57
• 4.5 模擬結(jié)果與分析57-60
• 4.6 車輪結(jié)構(gòu)優(yōu)化60-63
• 4.7 鑄造過程中冷卻工藝參數(shù)優(yōu)化63-66
• 4.8 本章小結(jié)66-67
• 結(jié)論67-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果72-73
• 致謝73-74
• 作者簡介74

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：657369