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铝合金缸盖缩孔缺陷控制研究
论文类别:专家论文
作 者:佚名
所在地区:铝合金缸盖缩孔缺陷控制研究
下载次数:48
摘 要:
    摘要:针对某系列铝合金缸盖螺栓孔泄漏问题,利用AnyCasting软件分析,发现产生泄漏问题的原因为铸造缩孔。依据仿真结果制定出冷却方案及铸造圆角结构等多种优化方案,再通过仿真分析验证各方案的可行性。结果表明,当侧模点冷开启时间为50s,水套圆角优化至R7时,铸件泄漏部位孤立液相区基本消失,并以此方案进行生产验证。实践证明,产品泄漏率从3.5%降低至0,极大提高了合格率。
    关键词:仿真技术;铝合金缸盖;缩孔;AnyCasting
    缸盖是汽车发动机上的重要零件,密封性是其重要性能指标,出现泄漏会造成发动机故障,而缸盖铸造过程中产生的缩孔缺陷则是引起泄漏的主要原因之一。缩孔是铸件在凝固过程中因补缩不良而在热节或最后凝固的区域形成的宏观孔洞[1],而缸盖是结构复杂、壁厚不均的零件,有很多热节区域,容易造成缩孔等缺陷。为了有效解决泄漏问题,首先需要明确缺陷种类,传统的缺陷定性方法通常是金相检测及能谱分析等,耗费大量的成本和时间。本课题利用AnyCasting软件模拟缺陷产生部位及缺陷种类,分析其形成机理,为生产工艺的制定提供参考。
    1问题分析
    某铝合金缸盖(见图1)采用低压铸造成形,该工艺具有充型平稳、补缩效果好、铸件致密度高、力学性能好等特点,是生产铝合金缸盖的理想工艺[2]。缸盖内部结构复杂,壁厚不均,最薄处不到4mm,外形尺寸为417mm×273mm×152mm。在某一生产阶段出现了较高的泄漏率,泄漏部位主要为螺栓孔处,通过解剖发现螺栓孔处存在铸造缺陷,其缺陷位置见图2。
    2原因分析
    2.1原因分析
    采用AnyCasting软件分析缸盖在铸造过程中螺栓孔产生缺陷的种类及原因,输入3D模型需包含铸件、内浇道、中间升液箱、升液管、冷却管路、模具等,浇注系统及模具三维图见图3。(a)浇注系统及冷却系统图4为凝固过程模拟结果。从凝固顺序看,因在凝固过程中补缩中断,造成孤立液相区,将压力隔断,导致该部位后期补缩不充分[3],易形成缩孔。该螺栓孔机加后效果见图5,补缩通道中断的位置在水道隔板与螺栓孔相交处,形成的缩孔刚好处于机加孔左侧的薄壁部分,该处机加后壁厚仅3.5mm左右,形成的缩孔导致水道与螺栓孔贯穿,造成泄漏。

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