涡轮增压器压气机壳铸造工艺设计

1、 涡轮增压器压气机壳铸造工艺设计毕 业 设 计 任 务 书 毕业设计题目 涡轮增压器压气机壳铸造工艺设计指导教师职称专业名称 材料成型与控制技术班级学生姓名学号设计要求1. 完成英文资料翻译2. 搜集毕业论文（设计）资料3. 完成毕业论文（设计）一篇4. 毕业设计小结一篇完成毕业课题的计划安排：序号内容时间安排1英文资料翻译2.283.72搜集毕业设计资料，思考论文框架3.83.173进行毕业论文（设计）撰写3.184.14递交毕业论文（设计）初稿4.24.105毕业论文（设计）修改、最终定稿4.114.17答辩提交资料计划答辩时间目 录摘要.1前言.2一、增压器的工作原理及实际应用.4 1.

2、1涡轮增压器的开发目的.4 1.2涡轮增压器的构造.4 1.3涡轮增压器的原理.5 1.4涡轮增压器的技术.5 1.5涡轮增压器的缺点.5 1.6涡轮增压器的改进.6二、压气机壳铸造过程流程图.6 2.1压气机壳铸造流程图.6三、压气机壳制芯工艺.7 3.1覆膜砂.7 3.2制芯工艺.7 3.2.1制芯工艺表.7 3.2.2坭芯实样.7 3.2.3坭芯常见缺陷、修补及验收标准.8四、压气机壳的熔炼.9 4.1铝及铝合金的熔炼.9 4.2熔炼铝合金的主要目的.9 4.3铝的主要性能.10 4.4铝及铝合金的精炼和净化.10 4.5精炼温度.12 4.6ZL101的成份分析.12 4.7几种铝合金

3、的熔炼特点.12 4.8中间合金的生产.13 1、使用中间合金的目的.13 2、对中间合金的要求.14 3、中间合金的生产方法.15 4.9配料.16五、压气机壳的铸造工艺.17 5.1 728018-1A压气机壳的结构图.17 5.2铸造工艺设计.17 5.2.1铸造分型面的选择.17 5.2.2浇注位置的选择.18 5.2.3浇注系统的设计.19 5.2.4浇口杯.20 5.2.5排气孔.20 5.2.6铸造工艺简图.21 5.2.7铸造工艺性能.21 5.2.8铸造优缺点.23 5.3压气机壳缺陷及预防.24六、压气机壳铸件的清理.31 6.1铸件的清砂除芯.31 6.2去除铸件浇冒口、

4、飞边和毛刺.31 6.3铸件表面清理.31 6.4铸件表面精整.32七、压气机壳的热处理工艺.32 7.1 28018-1A压壳热处理工艺曲线图.32 7.2热处理原理.32 7.3热处理特点.32 7.4时效强化原理.33 1、形成溶质原子偏聚区-G.P（I）区.33 2、G.P区有序化-形成G.P(II)区.33 3、形成稳定的相.34 7.5影响时效的因素.34 1、时效方法.34 2、合金化学成份的影响.34 3、合金的固溶处理工艺影响.35 4、时效温度的影响.35 5、铝合金的回归现象.35 6、固溶处理与淬冷.36 7.6铸造铝合金热处理状态代号和工艺参数.36参考文献.38小结

5、.39附录.4038 摘 要 随着经济的高速发展，国内高档汽车的增加，涡轮增压器被广泛使用。本文主要介绍了ZL101压气机壳728018-1A的铸造工艺以及的整个铸造生产流程，从压气机壳的坭制作开始，到铝液的熔炼、精炼，再到压气机壳的金属型重力浇注；分析了生产过程中压气机壳出现的铸造缺陷，并找出解决措施，实现对压气机壳的质量控制。关键词：压气机壳 熔炼 铸造工艺 质量控制 前 言伴随着经济社会的迅猛发展过程中，由于人类过分追求发展所带来的满足和发展的速度而忽视或淡薄了其所带来的负面效应，即使在极大满足自身物欲的同时，也给自身未来的发展埋下了诸多隐患，这些问题随着时间的推移暴露越来越明显，直至威

6、胁到人类自身的生存，如温室效应的出现、水污染等问题。在某种程度上，这些问题都归于人们对发展的片面理解，认为只要经济发展了，一切问题都可以迎刃而解，忽视了环境保护。事实上，只有科学的发展才能不断解决人类所面对的问题。毕业设计论文代做平台 580毕业设计网 是专业代做团队 也有大量毕业设计成品提供参考 QQ 3139476774 QQ3449649974近年来，由于人类过多使用高碳能源，导致天气变化恶劣，给人类生活带来严重灾害。为了实现人类与自然和谐共生的生存目标，我们必须改变现有的生活方式，节约能源，保护生态，迎接低碳时代的到来。 在中国，人均年CO2排放量2.7吨，但一个城市白领，即使只有40

7、平居住面积，开1.6L车上下班，一年乘飞机12次，碳排放量也会高达2611吨。为保护地球环境，低碳生活势在必行。低碳生活对于我们普通人来说，是一种态度，我们应该积极提倡并去实践低碳生活。 随着国民经济的迅猛发展，我国汽车产量逐年增加，汽车保有量越来越多，2012年约为12313万辆，车型也越来越复杂，这同时也带来了诸多问题，例如，堵车，资源紧张，环境污染。随着节能减排的呼声越来越高，相关技术层出不穷。现在的车上都装上了涡轮增压器，从一定程度上达到了节能减排的效果，并且也提高了汽车的动力。在国内涡轮增压技术发展了多年，已经成为产业化较好的产品之一。北京理工大学机械与车辆学院魏名山教授看好涡轮增压

8、器市场的发展，他说：“国内涡轮增压器的市场份额会进一步扩大，整个行业的发展前景非常乐观”。 一、增压器的工作原理及实际应用 1.1涡轮增压器的开发目的 发动机是靠燃料在气缸内做功来产生功率的，输入燃料量受到吸入气缸内空气量的限制，所产生的功率也会受到限制，如果发动机运行性能已处于最佳状态，在增加输出功率只要能通过压缩更多的空气进入气缸来增加燃料量，提高燃烧做功能力。现在的技术条件下，涡轮增压器是唯一能够使发动机在工作效率不变的情况下增加输出功率的机械装置。涡轮增压的主要作用就是提高发动机进气量，使燃料充分燃烧，从而提高发动机的功率和扭矩，让车可以增加40%甚至更高。这样也就意味着同样一台的发动

9、机在经过增压之后能够产生更大的功率。就拿我们最常见的1.8T涡轮增压发动机来说，经过增压之后，动力可以达到2.4L发动机的水平，但是耗油量却比1.8发动机并不高多少，在另外一个层面上来说就是提高燃油经济性和降低尾气排放。 在经过了增压之后，发动机在工作时候的压力和温度都大大升高，因此发动机寿命会比同样排量没有经过增压的发动机要短，而且机械性能、润滑性能都会受到一定的影响，这样也在一定程度上限制了涡轮增压技术在发动机上的应用。 最早的涡轮增压器用于跑车或方程式赛车上的，这样在那些发动机排量受到限制的赛车比赛里面，发动机就能够获得更大的功率。众所周知，发动机是靠燃料在汽缸内燃烧做功来产生功率的，由

10、于输入的燃料量受到吸入汽缸内空气量的限制，因此发动机所产生的功率也会受到限制，如果发动机的运行性能已处于最佳状态，再增加输出功率只能通过压缩更多的空气进入汽缸来增加燃料量，从而提高燃烧做功能力。因此在目前的技术条件下，涡轮增压器是唯一能使发动机在工作效率不变的情况下增加输出功率的机械装置。毕业设计论文代做平台 580毕业设计网 是专业代做团队 也有大量毕业设计成品提供参考 QQ 3139476774 QQ34496499741.2涡轮增压器的构造涡轮增压器是由涡轮室和增压器组成的机器，涡轮室进气口与排气歧管相连，排气口接在排气管上；增压器进气口与空气滤清器管道相连，排气口接在排气管歧管上。涡轮

11、与叶轮分别装在涡轮室和增压室内，两者同轴刚性连接。如图1和2所示。 图1 涡轮增压器实体图 图2 涡轮增压器剖面图1.3涡轮增压器的原理 涡轮增压器实际上是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压缩由空气滤清器管道送来的空气，使之压缩进入气缸。当发动机转数增快，废气排除速度与涡轮转数也同步增快，叶轮就 压缩更多的空气进入气缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量和调整一下发动机转数，就可以增加发动机的功率了。1.4涡轮增压器的技术 涡轮增压器安装在发动机的进排气歧管上，处在高温，高压和高速运转的

12、工作状况下，其工作环境非常恶劣，工作要求又比较苛刻，因此对制造的材料和加工技术都要求又比较苛刻，因此对制造的材料和加工技术都要求很高。其中制造难度最高的是支承涡轮轴运转的“浮式轴承”，它工作转速可达10万转分以上，加上环境温度可达六、七百度以上，绝非一般轴承所能承受，由于轴承与机体内壁间有油液做冷却，又称“全浮式轴承”。 1.5涡轮增压器的缺点 另外涡轮增压器虽然有协助发动机增力的作用，但也有它的缺点，其中最明显的是，“滞后响应”，即由于叶轮的惯性作用对油门骤时变化反应迟缓，即使经过改良后的反应时间也要1.7秒，使发动机延迟增加或减少输出功率。这对于要突然加速或超车的汽车而言，瞬间会有点提不上

13、劲的感觉。1.6涡轮增压器的改进 但是涡轮增压器毕竟是无本生利的事情，它是利用发动机的废气工作的，这些废气的能量如果不加以利用也会白白地浪费掉。因此，自从涡轮增压器面世以来，人们就经常对它进行技术改造，例如提高加工精度，尽量减少涡轮与涡轮室内壁的间隙，以便提高废气能量利用率；采用新型材料陶瓷，利用陶瓷的耐热高，刚度强，重量轻的优点，可以将涡轮增压器做得更加紧凑，体积更少，而且能减少涡轮的“滞后响应”时间。毕业设计论文代做平台 580毕业设计网 是专业代做团队 也有大量毕业设计成品提供参考 QQ 3139476774 QQ3449649974在最近30年时间里，涡轮增压器已经普及到许多类型的汽车

14、上，它弥补了一些自然吸气式发动机的先天不足，会发动机在不改变气缸工作容积的情况下可以提高输出功率10%以上，因此许多汽车制造公司都采用这种增压技术来改进发动机的输出功率，藉以实现轿车的高性能化。二、压气机壳铸造过程流程图2.1压气机壳铸造流程图 1 铝合金入厂验收6 熔炼7 精炼处理8 化学成份分析 9浇注 2 覆膜砂入厂验收 3 制芯 4 修芯 5 坭芯储存 10 清理毛刺 16 抛丸15 精修14 机械性能试验13 热处理 12 转孔11 振砂17 终检 18 入库三、压气机壳制芯工艺3.1覆膜砂砂芯直接承受铝液的作用，型砂砂质量的高低对制芯工艺、铸件质量和生产成本有很大关系。这里采用覆膜

15、砂。 特点： 1、流动性好；2、固化性能稳定；3、溃散性好；4、低发气，易溃散；5、结壳稳定。3.2制芯工艺 3.2.1制芯工艺表表1制芯工艺表 浇口流道、小法兰砂斗中砂容量/kg5010050100射砂压力/Mpa0.30.60.40.6动模温度/230260240280定模温度/250280240280射砂时间/S1313结壳时间/S30504060颜色褐色中黄色 3.2.2坭芯实样，如图3和4所示。 图3 坭芯流道反面 图4 坭芯流道正面 3.2.3坭芯常见缺陷、修补及验收标准 1、坭芯追溯标识清晰。 2、坭芯上的模号A/R字迹要清晰，缺损或不清晰不合格。 3、坭芯件号清晰，不清晰可识别

16、可使用。 4、流道芯定位头顶杆不得高出定位面，高出平面不合格，低于平面不影响坭芯强度合格。 5、流道非定位处顶杆痕迹按规则3、4要求，高出小于0.3mm或凹陷小于0.3mm合格，否则需要修补。 6、形成铸件型腔的顶杆痕迹同上。 7、定位圈不得缺损，定位圈不可修补。 8、卡板垂直卡在坭芯定位断面，最大值有缝隙，最小值无缝隙。 9、外圆金刚锉刀轻轻刮除披缝，披缝不修除，浇注疑是裂纹。 10、坭芯错位不合格，坭芯轻微疏松和法兰坭芯的射口部位允许修补，射口部位应该轻轻锉掉修平后用修补膏抹平。 11、对于抽块或者活块形成的分型线附近的小面积拉毛应将披缝修除再用修补膏抹平。 12、对允许修补的部位，修补膏

17、要均匀，薄薄的附在坭芯表面，不允许有大块粘附。 13、浇口坭芯定位外圈轻微缺损可以使用，缺损部位不形成铸件。 14、浇口坭芯二次进气部位披缝没修除不合格。 15、动定模温差大，导致浇口坭芯色差大，半模坭芯焦化，容易掉砂，不合格。 16、有抽芯的浇口模的浇口芯的四个抽芯孔不能有飞边，导致孔不穿，同时要将靠内侧的尖角修成圆角。 17、浇口坭芯过滤网浮砂修除。 18、流道芯舌部开裂不合格，导致铸件流道产生飞边毛刺。 19、流道芯定位开裂不合格，影响坭芯正常定位，舌部尖角处要修圆滑。 20、坭芯外形必须完整，有裂纹，射不足，严重疏松，严重错型，不合格，报废。 21、坭芯分型面处的飞边要全部去除，在分型

18、线上修正，影响宽度不超过2mm，高出或低于轮廓面不超过0.5mm。 22、压气机壳流道坭芯舌部修正，不允许有尖角存在，应以光滑圆角过渡。 23、排气塞，顶杆等形成的印迹应挫修或补至高出或低于轮廓面不超过0.3mm。 24、轻微的疏松修补，一件坭芯超过三处或大于三分之一面积疏松报废。 25、坭芯颜色及修正等可见相关样品。 26、修芯检验必须正确，规范填写坭芯流转卡，注明数量，日期等信息。四、压气机壳的熔炼 4.1铝及铝合金的熔炼铝及铝合金是近代工业中得到广泛应用和发展很快的重要金属材料。目前世界铝产量仅次于钢铁，居有色金属首位。毕业设计论文代做平台 580毕业设计网 是专业代做团队 也有大量毕业

19、设计成品提供参考 QQ 3139476774 QQ3449649974 铝及铝合金具有比重小、比强度大、导电和导热性好、耐腐蚀、可塑、可焊、无毒、光泽美丽以及低温性能好等一系列优越性能，在国民经济和国防建设中的地位及作用日趋显著。4.2熔炼铝及铝合金的主要目的 配制合金；通过适当的工艺措施(如精炼和过滤)提高金属净度。 气孔、夹渣和氧化膜等冶金缺陷对铸坯质量影响较大，同时还会严重影响到深加工后的成品质量。因此，除应严格控制原材料的标准和净度外，还需采用合理的熔炼工艺提高铸坯的净度。 因在铸坯中形成的金属间化合物次晶不能用随后的压力加工和热处理方法应除,所以这一因素亦不容忽视。 为改善合金的工艺

20、性能和制品质量，减少冷热裂纹，除控制化学成分和杂质外，还应采用合适的工艺添加剂(变质剂)以改变和细化铸坯的晶粒。近年来，为提高金属熔体的净度。采用了许多行之有效的先进工艺，如采用在线惰性气体除氢，电熔剂精炼和泡沫陶瓷过滤器去除夹杂物，在生产中均收到明显效果。 熔炼的重要性：铝合金在熔炼过程中极易吸气氧化，是铸件中缩孔、气孔、夹渣的主要原因。尤其针孔是由于精炼不良，铝液中气体、氧化夹杂物含量高，凝固速度慢造成。良好的铝液应具有： 1、化学成分合格、铝液成份均匀； 2、变质和孕育良好； 3、温度控制合适，气体及氧化夹杂物、熔渣含量少。4.3铝的主要性能 比重小，纯铝约2.7g/cm3，大约只有钢和

21、铜的三分之一，导电、热性高，仅次于银和铜，耐腐蚀性好，加工性好，无毒，铝合金比强度（强度与比重的比值）高，还有良好的低温反射性能，无磁性，不起火花，表面光泽美观，能在表面涂饰等多种特殊性能。 ZL101合金：在700时比重为2.4g/cm³，阻力系数µ为1.27,动力粘度为0.023g/Cm·S，固态理想密度2.68g/cm³，固相线温度及液相线温度555-615。4.4铝和铝合金的精炼和净化 铝及铝合金熔炼过程中，除极易氧化生成A12O3外，同时也极易吸收气体H。精炼净化的目的就是消除或尽量降低这类夹杂物和气体，以提高金属的净化程度。 试验指出，熔体中

22、的(H)含量和Al2O3含量有关，当熔体中的Al2O3含量过高时，H的含量也越高。 铝及铝合金熔体的精炼方法很多，有气体精炼法，熔剂精炼法，熔体过滤及其他精炼方法等。这些方法各有优缺点，应按实际情况及生产经验恰当选择。 惰性气体精炼法： 在我国普遍用于精炼铝及铝合金的是氮气。当氮气吹到熔体中时，产生大量的氮气泡，如图5所示。 图5 氮气排气过程示意图 在气泡与金属的接触面上，由于氮气泡内部与金属中气体(H)之间存在着氢的分压差，则氢气按照分压定律，向气泡内扩散。假如熔体中的分压为P"H2，气泡内氢的分压为PH2，则气泡开始形成时，PH2为零。根据分压定律，熔体中的氢即向气泡内扩散速度

23、开始很快，随着P"H2与PH2逐渐趋于平衡，扩散速度逐渐减慢，这一过程一直进行到P"H2= PH2为止。当氮气泡升到熔体表面时，氢即被带入到大气中。图5为氮气除气过程示意图。 由上可知，氮气的除气过程完全依赖于气体的分压差。如果气泡在熔体中的停留时间很短，气泡尚未被氢气饱和便跑出熔体时，则除气效果不好。 保证从熔体中除气更充分，必须使吹入的气泡尽可能缓慢地通过金属，并设法在气泡与金属之间造成尽可能大的接触面积。为此，吹入的气泡应越细越好。 要想达到良好的除气效果对氮的纯度要求很高，应不小于99，含氧越少越好，尤其是氢和水蒸汽的含量更应严格控制。 氮的除气作用并不完全。例如：

24、铝合金熔体中的(H)含量，在0.30.4cm3100g金属时，进入熔体气泡中的氢的蒸气分压，大约等于0.l大气压，也就是说已吸收氢的氮气气泡中，氢的体积只等于氮的体积l0，当氢含量为0.1 cm3100g金属时，氢的蒸气压等于0.0l大气压，而氢的体积只等于氮的1，因此不通入大量的氮气是很难以去掉H的。 氮的除气过程是很慢的，效果很低。特别用于对镁含量高的铝合金，氮将与镁反应生成化镁，形成夹杂物。因此在国外铝加工厂中，普遍采用氩气来除氢。但使用氩气除气，生产成本较高。4.5精炼温度 合金熔体粘度越高，除气除渣越困难，其粘度决定于金属的温度及化学成分，提高温度可使粘度降低。故精炼温度应尽可能高一

25、些，但熔体的吸气量随温度升高而增加，所以精炼温度又不宜太高。在熔炼炉中的精炼温度保持在熔炼温度范围即可。 在静置炉内的精炼温度，以铸轧温度的上限做为精炼温度的下限，以铸轧温度的上限加1.5，做为精炼温度的上限。实践证明在此温度范围内进行精炼较合适。毕业设计论文代做平台 580毕业设计网 是专业代做团队 也有大量毕业设计成品提供参考 QQ 3139476774 QQ34496499744.6 ZL101的成份分析ZL101成分简单，容易熔炼和铸造，铸造性能好，气密性好、焊接和切削加工性能也比较好，但力学性能不高。适合铸造薄壁、大面积和形状复杂的、强度要求不高的各种零件，如泵的壳体、齿轮箱、仪表壳

26、（框架）及家电产品上的零件等。主要采用砂型铸造和金属型铸造。 化学成分：Si 6.5-7.5% 、Mg 0.25-0.45%铸造方法为：SB、RB、KB抗拉强度：225Mpa伸长率：1%布氏硬度：HBS=704.7几种铝合金的熔炼特点 1、纯铝。熔炼工业纯铝应保证其纯度。一般应根据制品的纯度要求和工艺性能选择、使用原铝锭。 熔炼纯铝时的熔炼温度和液态停留时间，对铸坯晶粒度影响非常明显，熔炼温度一般不超过745，液态停留时间不超过2小时，(尤其是在火焰炉内)。另外在成分上还应注意FeSi比及变质剂的含量。 2、AlMn系合金(LF21)。由于锰在铝中的熔解度很低，在正常熔炼温度下含10Mn的中间

27、合金其溶解速度是很慢的，为此，AlMn中间合金应均匀地分布于炉内的最上层。当熔体温度达720时，应适当搅拌熔体，以加速锰的熔化。 LF21合金板材在退火时，易产生粗大晶粒组织，为此可适当提高杂质Fe的含量和加入适量的Ti。但Fe含量过高时，则易出现(MnFe)Al6一次晶化合物，降低合金的机械性能。一般把铁控制在0.40.6范围内，并使Fe+Mn1.8。为减少热裂纹倾向性，一般使Fe>0.2以上，并加少量的Ti为好。 3、AlMg系列合金。在这类合金中，随镁含量的增加，其氧化膜的致密度越差，抗氧化能力越低，特别是在熔化以后更为突出。主要表现在以下几个方面：(1)氧化膜失去保护作用，合金烧

28、损严重，镁更易烧损；(2)易形成氧化夹杂，降低铸坯质量； (3)氧化膜致密性差，使合金吸气性增加。 镁含量增加给熔铸工艺带来一定的困难，为此对高镁合金(LF3合金除外)应加入0.002B1，对LF6合金应加入0.004的B1，借以改善氧化膜性质，提高抗氧化能力。 在高镁合金中，随钠含量的增加，钠脆性越显著。因为钠的熔点低，在铝和镁中均不溶解，钠在合金凝固过程中，在晶界上形成低熔点的吸附层，降低晶界强度。只有当钠呈游离状态时，才出现钠脆性。在高镁铝合金中，Mg与Si先形成Mg2Si析出游离钠，即： NaAlSi+2 MgMg2Si十Na(游离)+Al 当镁含量超过2时，就有钠析出，只是当镁含量较

29、低时所析出的游离钠影响不显著。杂质钠的主要来源是熔剂如Na3AlF6、NaCl、NaF等，为此对于高镁铝合金禁用含钠的熔剂做精炼剂或覆盖剂，应一律使用不含钠的熔剂(如用光卤石精炼与覆盖)。4.8中间合金的生产 熔炼铝合金时，预先将某元素制成二元的或多元的中间合金，再加入到熔体中。目前工厂所采用中间合金多为二元的。 1、使用中间合金的目的： (1)有些合金的元素含量范围较窄，为使合金获得准确的化学成分，不宜加纯金属，而需以中间合金形式加入如LD2合金中的含铜量为0.20.6，而应采用A1-Cu中间合金较为合适。 (2)某些合金元素的熔点较高，不能直接加入，须将此难熔组元予先制成中间合金以降低其熔

30、点。如镍的熔点为1445，制成含Ni 20的铝、镍中间合金时，其熔点降为780。锰的熔点为1245，制成含锰10的铝锰合金时其熔点降低为780。 (3)由于铁、镍、锰等合金元素的比重较大，且在铝中的溶解速度较慢，如以纯金属形式加入易造成偏析，需以中间合金形式加入。 (4)合金中某元素不纯净，有的锈蚀严重，不宜直接加入合金中。为使合金净化，减少烧损、保证质量，也应制成中间合金。如A1一Fe中间合金。 2、对中间合金的要求： (1)成分应当均匀，以保证合金得到准确的化学成分； (2)熔点应较低，最好与铝熔点接近，即可减少金属烧损，又可加快熔炼速度； (3)中间合金中的元素含量应尽可能高些。这样既可

31、减少中间合金用量，又可减少中间合金的制造量； (4)应有足够的脆性，易于破碎，便于配料； (5)不易挥发，无腐蚀性、无毒，便于保管； (6)应在铝中有良好的溶解度，以加快熔炼速度。 3、中间合金的生产方法： (1)用两种或多种金属直接混合法。 a、先将易熔金属熔化，并过热至一定的温度后，将难熔元素分批加入而制成。此法简易，且热损失小。目前，工厂所使用的中间合金多数采用这种方法配制。 b、先熔化难熔元素，而后加入易熔元素。因难熔组元素数量少，熔点高，故此法很少采用。 c、事先将两种元素在两台炉子内进行熔化、熔化后再将其混合，本法只适用于大规模生产。 (2)还原法。用铝从金属氧化物中还原金属，并使

32、之进供入熔融金属中。这种方法适用于高熔点元素。如Al-Ti中间合金就是从TiO2中还原钛的。 中间合金可在冶炼工厂直接配制，也可由加工厂配制。按其中品种，炉号、熔次号分别妥善保管。4.9配料 配制铝合金用的炉料一般有原铝锭、废料(或称回料)中间合金或其他纯金属等。废料在炉前，先经过一次熔化者，称为再生铝和复化铝料。 原铝锭：一般是1 5左右的小锭。其主要杂质是铁和硅，它们对铝合金的工艺性能影响很大。铁、硅含量的多少，标志着原铝锭品位的高低。不同的铝合金应根据其成份选用不同品位的原铝锭。 废料：本厂废料来源于溶铸车间及加工车间各工序的工艺废品及几何废料。铝加工厂的成品率一般在6075左右，就是说

33、有2540的原材料变为废料，这部分的废料是原材料的重要来源之一。对这一部分废料应妥善保管，合理使用。 废料可根据本厂实际情况进行分级。质量较好的大块废料，可直接回炉配置成品合金；质量较差的，如碎屑等，需经过复化处理后，才准需限量的配置成品合金。毕业设计论文代做平台 580毕业设计网 是专业代做团队 也有大量毕业设计成品提供参考 QQ 3139476774 QQ3449649974 配料原则：（1）在保证产品质量和性能的前提下，根据合金制品用途及铸坯加工工艺的要求，应适当的利用废料，降低原铝锭的用量。 （2）根据铸坯及加工工艺要求，应使用合适品位的原铝锭。同时需要注意废料循环使用所造成的金属杂质

34、比的升高。 （3）对原材料的使用，必须严格注意质量和成本均衡的原则。一般要避免对同一合金全使用原铝锭或全使用废料的情况，应按金属平衡的原则均衡地进行生产。 （4）连续熔炼法：此法是加料连续进行，而出炉间歇进行，此法灵活性很少，应用范围狭小，仅适用于纯铝的熔炼。 （5）扒渣。当炉料全部熔化到达熔炼温度时，即可扒渣。扒渣前应先撒入状熔剂。扒渣应尽量彻底，因有浮渣存在时易污染金属并增加熔体的含气量。 （6）搅拌。在取样之前和调整成分之后，都应有足够的时间进行充分搅拌。对于特殊制品更应仔细操作，搅拌时不应激起太大的波浪，以防氧化膜卷入熔体。 （7）取样。熔体经充分搅拌后，应立即取样，进行炉前分析，鉴定

35、化学成分是否符合要求，取样温度不应低于熔体温度的下限。取样应具有代表性。一般每炉应取两组试样，沿每个炉门的中心线，熔体的1/2处取样。取样勺及试料膜取样前应进行予热。 （8）调整成分。当成分不符合要求时，应进行补料或冲淡。补料或冲淡的原则是：操作谨慎，保证稳定的化学成分，避免由于组元或杂质配比不当，给工艺和最终制品带来一系列的麻烦。此外，对有一些杂质和变质剂不容忽视，因为他们对裂纹倾向性、金属中间化合物以及铸坯组织都有很大影响。五、压气机壳的铸造工艺5.1 728018-1A压气机壳的结构图，如图6、7所示图6 零件的俯视图图7 零件的剖面图5.2铸造工艺设计 5.2.1铸造分型面的选择 铸造

36、分型面是指两半铸型之间的接合面。合理地选择分型面，对于简化铸造工艺，提高生产率，降低成本，提高铸件质量等有直接关系，分型面的选择尽量与浇注位置一致，尽量两者协调起来，使铸造工艺简便，并易于保证铸件质量，以下是分型面的确定原则： （1）应使铸件全部或大半部分置于同一半型内，为了保证铸件精度，应使铸件全部或大部分置于同意半型内，如果达不到这一要求，也应尽可能把铸件的加工面和加工基准面放在同一半型内。分型面主要是为了取出模样而设置的，但会影响铸件的精度。一方面由于合型不严，在垂直分型面方向上增加铸件尺寸；另一方面会使铸件产生错偏，这是因错型引起的； （2）应尽可能减少分型面数目。铸型的分型面少，铸件

37、精度容易保证，且砂箱数目少。机器造型的中小件，一般只许可有一个分型面，以充分发挥造型机生产率高的优势。铸件上凡不能出砂的部位均采用砂芯，而不允许用活块或多分型面。但针对具体情况，有时采用多分型面也是有利的，或许可以省去砂芯的费用； （3）平直分型面和曲折分型面的选择要尽可能地选择平直分型面以简化工装结构及其制造、加工工序和造型操作。但在有些情况下还必须选择曲面分型； （4）分型面应选在铸件最大投影面处分型面应选取在铸件最大投影面处，尽量不用或少用活块。根据728018压气机壳的结构特点及生产状况，选了曲面分型。如图8所示。图8 分型面的选择 5.2.2浇注位置的选择 铸件的浇注位置是指浇注时铸

38、件在铸型中所处的位置，浇注位置是根据铸件的结构特点、尺寸、重量、技术要求、铸造合金特性、铸造方法以及生产车间的条件决定的。 正确的浇注位置应能保证获得健全的铸件，并使造型、制芯和清理方便。选择浇注位置的一般原则： （1）重要加工面应朝下或呈直立状态铸件在浇注时，朝下或垂直安放部位的质量比朝上安放的高。经验表明，气孔、非金属夹杂等缺陷多出现在朝上的表面上，而朝下的表面或侧立面通常比较光洁，出现缺陷的可能性小，个别加工面必须朝上时，应适当放大加工余量，以保证加工后不出现缺陷； （2）铸件的大平面应朝下铸件大平面朝下既可以避免气孔和夹杂，又可以防止在大平面上形成砂眼缺陷； （3）应保证铸件有良好的金

39、属液导入位置，保证铸件能充满较大而壁薄的铸件部分应朝下、侧立或在内浇道以下，以保证金属液的填充，避免出现浇不到和冷隔缺陷； （4）应有利于铸件的补缩对于因合金固态收缩率大或铸件结构厚薄不均匀而容易出现缩孔、缩松的铸件，浇注位置的选择应优先考虑实现顺序凝固的条件，要便于安放冒口和发挥冒口的补缩作用。厚大部分应尽可能安放在上部位置，而对于局部处于中、下位置的厚大处应采用冷铁或侧冒口等工艺措施解决其补缩问题； （5）应尽量少用或不用砂芯，若确需使用砂芯时，应保证砂芯定位稳固、排气通畅及下芯和检验方便，还应尽量避免用吊砂、吊芯或悬臂式砂芯。经验表明，吊砂在合型、浇注时容易塌箱，在上半型上安放吊芯很不方

40、便。悬臂砂芯不稳固，在金属液浮力作用下容易偏斜，故应尽量避免悬臂砂芯； （6）应使合型、浇注和补缩位置相一致为了避免合型后或浇注后翻转铸型，引起砂芯移动、掉砂甚至跑火等，应尽量使合型、浇注和补缩位置相一致。根据以上原则及728018压壳的结构特点，确定了它的浇注位置。如图9所示。图9 浇注位置的选择 5.2.3浇注系统的设置 金属液在冲型时的状态对获得优质的铸件有很大的影响，一些铸件的缺陷，如气孔，裂纹，冷隔，砂眼，浇不足，夹砂等都是在冲型不利的情况下产生的，而金属液的冲型要靠浇注系统来实现所以说浇注系统设计是否合理将直接影响铸件的质量。 对于铸件的浇注系统设计，是否合理应满足下列的要求： （

41、1）金属液的流动速度和方向必须保证液态金属在规定时间内冲满型腔； （2）保持液态金属的平稳流动，尽量消除紊流，从而避免卷入气体导致金属氧化及过份冲刷型壁； （3）浇注系统要有良好的挡渣能力； （4）使液态金属留入铸型后具有理想的温度分布，以利于铸件的补缩； （5）浇注系统所消耗的金属量应尽量的少，且易清洁。对于728018压壳的浇注系统，我们根据它高度不高且结构相对简单，采用顶注式的浇注系统，浇注温度690700，浇注时间810s。铝液从顶部进入型腔直接充型。 毕业设计论文代做平台 580毕业设计网 是专业代做团队 也有大量毕业设计成品提供参考 QQ 3139476774 QQ34496499

42、74 5.2.4浇口杯浇口杯的作用是承接和缓冲来自浇包的金属液并将其引入直浇道，由于浇口具有很好的挡渣效果，同时一般要求浇口杯的形式相对简单，快浇。所以对于728018压壳的浇口杯采用直筒形浇口杯。如图9所示。 5.2.5排气孔 出气孔是型腔出气冒、砂型和砂芯排气通道的总称，分明、暗两种。明出气孔引出型外，与大气相通；暗出气孔不与大气相通，常做成设置在型内或芯内的片状或针状空腔。 出气孔设置原则： 出气孔一般设置在铸件浇注位置的最高点，充型金属液最后到达的部位； 砂芯发气和蓄气较多的部位，型腔内气体难以排的“死角”处； 出气孔的设置位置应不破坏铸件的补缩条件，通常不宜设置在铸件的热界和厚壁处，

43、以免因出气孔冷却过快导致铸件在该处产生收缩现象； 出气孔应尽量不与型腔直通，可采用引出通道与型腔连接，以防止掉砂等原因导致散砂落入型腔； 为防止金属液堵死砂芯出气孔，应用密封条等填密芯头。该铸件砂型出气孔用圆形出气孔，截面尺寸为8mm，砂芯用暗出气孔。 5.2.6铸造工艺简图，如图10所示图10 铸造工艺简图 5.2.7铸造工艺性能 铝合金铸造工艺性能，通常理解为在充满铸型、结晶和冷却过程中表现最为突出的那些性能的综合。流动性、气密性、收缩性、吸气性、热裂性、铸造应力。铝合金这些特性取决于合金的成分，但也与铸造因素、合金加热温度、铸型的复杂程度、浇冒口系统、浇口形状等有关。 （1）流动性：流动

44、性是指合金液体充填铸型的能力。流动性的大小决定合金能否铸造复杂的铸件。在铝合金中共晶合金的流动性最好。 影响流动性的因素很多，主要是成分、温度以及合金液体中存在金属氧化物、金属化合物及其他污染物的固相颗粒，但外在的根本因素为浇注温度及浇注压力（俗称浇注压头）的高低。 （2）气密性：铸铝合金气密性是指腔体型铝铸件在高压气体或液体的作用下不渗漏程度，气密性实际上表征了铸件内部组织致密与纯净的程度。 铸铝合金的气密性与合金的性质有关，合金凝固范围越小，产生疏松倾向也越小，同时产生析出性气孔越小，则合金的气密性就越高。同一种铸铝合金的气密性好坏，还与铸造工艺有关，如降低铸铝合金浇注温度、放置冷铁以加快

45、冷却速度以及在压力下凝固结晶等，均可使铝铸件的气密性提高。也可用浸渗法堵塞泄露空隙来提高铸件的气密性。 （3）收缩性：收缩性是铸造铝合金的主要特征之一。一般讲，合金从液体浇注到凝固，直至冷到室温，共分为三个阶段，分别为液态收缩、凝固收缩和固态收缩。合金的收缩性对铸件质量有决定性的影响，它影响着铸件的缩孔大小、应力的产生、裂纹的形成及尺寸的变化。通常铸件收缩又分为体收缩和线收缩，在实际生产中一般应用线收缩来衡量合金的收缩性。 铝合金收缩大小，通常以百分数来表示，称为收缩率。 1）体收缩：体收缩包括液体收缩与凝固收缩。铸造合金液从浇注到凝固，在最后凝固的地方会出现宏观或显微收缩，这种因收缩引起的宏观缩孔肉眼可见，并分为集中缩孔和分散性缩孔。集中缩孔的孔径大而集中，并分布在铸件顶部或截面厚大的热节处。分散性缩孔形貌分散而细小，大部分分布