铝合金Synchroflex同步带轮金属型铸造
Synchroflex同步带轮是***CT机上重要的部件之一,材料为ZL111,目前多采用砂型铸造。由于铝合金熔体具有严重的氧化和吸气倾向,而ZL111为亚共晶铝合金,凝固过程中,缩松倾向性明显,导致铸件极易出现各种缺陷,使合金的力学性能很难达到要求,出现产品合格率低的问题。为了解决大同步带轮铸件成品率低的问题,本课题以大同步带轮为研究对象,采用金属型铸造,设计了铸造工艺方案,并根据金属型铸造充型的流动特点,利用Z-Cast铸造工艺数值模拟软件研究大同步带轮铸造充型及凝固过程,预测了缺陷产生原因,并通过计算机模拟实现了对铸造工艺的优化,达到了提高铸件综合力学性能和合格率的目的。首先,为了保证充型过程平稳进行,防止铝合金产生氧化和夹渣等缺陷,采用底注式浇注系统,分设三个横浇道进行充型。同时,为保证补缩效果,采用缝隙式浇道对铸件本体进行充填。由于铸件上沿处距离缝隙浇道距离远,难以通过浇道补缩,因此,在铸件顶部设置三个补缩冒口。充型凝固模拟结果表明:铸件充型良好,未出现浇不足、缩孔等缺陷,冷却凝固过程缝隙浇道和冒口的补缩效果良好。根据模拟结果,分析了凝固过程缺陷产生原因,提出缺陷的预测方法,从而确定合理的工艺参数:T_模=240℃、T_砂=25℃、T_浇=710℃、t_浇=25s。采用本课题优化后的工艺生产了大同步带轮,采用535℃(&plu***n;5℃)×5h+170℃(&plu***n;5℃)×6h空冷处理后,ZL111同步带轮的本体极限抗拉强度为295MPa,伸长率为2%,硬度HB86,满足了对力学性能的要求;产品加工后无明显缺陷。说明,本课题模拟优化后的工艺与实际生产相吻合,可以用于指导大型圆环状铝铸件的开发过程)
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