貴州力源液壓股份有限公司采用重力澆注,所生產(chǎn)的雙金屬柱塞泵缸體(又稱轉(zhuǎn)子)的銅合金層的耐磨性和致密性差,結(jié)合面的主要鑄造缺陷是氣孔。 由于擠壓鑄造可以把壓力直接傳遞給合金液,所以獲得的鑄件比較致密。本課題組所研究的柱塞泵缸體,結(jié)構(gòu)是在45#鋼的主體上用擠壓鑄造的方法鑄掛一層鉛錫青銅(ZCuPb18Sn8),轉(zhuǎn)子性能好并且節(jié)約銅合金。缸體的主體采用45#鋼,用來(lái)承載和抗沖擊。在主體工作面上鑄掛鉛錫青銅使其摩擦系數(shù)小、耐磨性強(qiáng)、其次導(dǎo)熱好、抗疲勞性能較強(qiáng)。 本文在研究各種工藝參數(shù)對(duì)鋼/銅雙金屬柱塞泵缸體銅合金性能影響的基礎(chǔ)上建立三維模型。然后通過(guò)分析物理現(xiàn)象的基本方程,建立雙金屬鑄件充型過(guò)程的數(shù)學(xué)模型。在對(duì)充型過(guò)程的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行深入分析研究的基礎(chǔ)上,正確設(shè)置邊界條件、運(yùn)行參數(shù),對(duì)鑄件充型過(guò)程進(jìn)行模擬。對(duì)充型過(guò)程對(duì)鑄件造成的缺陷進(jìn)行預(yù)測(cè),為工藝優(yōu)化提供參考依據(jù)。根據(jù)優(yōu)化所得充型參數(shù)進(jìn)行擠壓鑄造實(shí)驗(yàn),對(duì)銅合金層進(jìn)微觀組織進(jìn)行觀察和分析,對(duì)機(jī)械性能進(jìn)行檢測(cè)和分析,并且對(duì)磨損機(jī)理進(jìn)行了分析。
【學(xué)位單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2009
【中圖分類】：TH322
【文章目錄】：
摘要
SUMMARY
第一章 緒論
    1.1 柱塞泵的簡(jiǎn)介及磨損
        1.1.1 柱塞泵簡(jiǎn)介
        1.1.2 磨損的基本類型
        1.1.3 粘著磨損機(jī)理
    1.2 金屬?gòu)?fù)合材料的研究與發(fā)展
    1.3 擠壓鑄造的特點(diǎn)及發(fā)展
    1.4 充型模擬的研究現(xiàn)狀和研究方法
        1.4.1 實(shí)驗(yàn)方面
        1.4.2 數(shù)學(xué)模型方面
        1.4.3 充型數(shù)值模擬的主要研究方法
    1.5 課題選擇的意義和研究的內(nèi)容
第二章 影響柱塞泵缸體銅合金成形的主要因素
    2.1 影響柱塞泵缸體銅合金性能的主要工藝參數(shù)
        2.1.1 澆鑄溫度
        2.1.2 模具溫度
        2.1.3 充型速度
        2.1.4 充型開始時(shí)間
        2.1.5 比壓
        2.1.6 保壓時(shí)間
    2.2 銅合金的熔煉
    2.3 模具
    2.4 涂料
第三章 柱塞泵缸體雙金屬成形充型過(guò)程的數(shù)學(xué)模型及解法
    3.1 數(shù)學(xué)模型的建立
    3.2 數(shù)學(xué)模型的解法
        3.2.1 交錯(cuò)網(wǎng)格技術(shù)
        3.2.2 藕合壓力
        3.2.3 體積函數(shù)離散化及計(jì)算域的確定
    3.3 自由表面邊界條件
        3.3.1 自由表面的確定
        3.3.2 自由表面速度邊界條件
        3.3.3 自由表面壓力邊界條件
        3.3.4 型壁速度邊界條件
    3.4 數(shù)值穩(wěn)定性條件
    3.5 動(dòng)量方程和連續(xù)性方程的聯(lián)立求解
    3.6 充型過(guò)程溫度場(chǎng)的模擬
        3.6.1 能量方程的離散及求解:
        3.6.2 邊界條件的處理
        3.6.3 充型傳熱耦合計(jì)算
    3.7 有關(guān)參數(shù)的選取
第四章 柱塞泵缸體雙金屬成形的充型模擬及參數(shù)優(yōu)化
    4.1 PRoCAST簡(jiǎn)介
        4.1.1 PRoCAST軟件的主要特點(diǎn)
        4.1.2 PROCAST軟件主要模塊的功能
    4.2 模擬實(shí)驗(yàn)方案選擇
        4.2.1 單因素多水平簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)法
        4.2.2 多因素多水平正交實(shí)驗(yàn)法
    4.3 柱塞泵雙金屬成形的充型模擬
        4.3.1 影響柱塞泵擠壓鑄造充型工藝參數(shù)的選取與水平的確定
        4.3.2 模型的建立和網(wǎng)格劃分
        4.3.3 充型過(guò)程仿真結(jié)果及分析
第五章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    5.1 實(shí)驗(yàn)條件及檢測(cè)方法
        5.1.1 實(shí)驗(yàn)條件
        5.1.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程
        5.1.3 試樣檢測(cè)方法
    5.2 不同澆鑄參數(shù)對(duì)銅合金抗剪切強(qiáng)度的影響
        5.2.1 剪切試樣的制作與實(shí)驗(yàn)方法
        5.2.2 澆鑄溫度對(duì)抗剪切強(qiáng)度的影響
        5.2.3 模具預(yù)熱溫度對(duì)抗剪切強(qiáng)度的影響
        5.2.4 充型速度對(duì)抗剪切強(qiáng)度的影響
    5.3 銅合金的金相組織
    5.4 銅合金抗拉強(qiáng)度的測(cè)量
    5.5 銅合金表面硬度的測(cè)量
    5.6 銅合金試件的制作及磨損性能的檢測(cè)
        5.6.1 磨損實(shí)驗(yàn)條件
        5.6.2 磨損試樣的制作
        5.6.3 試樣的磨損性能測(cè)試
第六章 磨損機(jī)理的研究
    6.1 摩擦副材料
    6.2 影響摩擦特性的因素
        6.2.1 影響材料摩擦特性的內(nèi)部因素
        6.2.2 影響材料摩擦特性的外部因素
    6.3 銅合金層與鋼摩擦、磨損的表面現(xiàn)象
        6.3.1 表面的形貌與接觸
        6.3.2 表面微觀特征
        6.3.3 銅合金層與鋼在摩擦磨損過(guò)程中的變化
    6.4 銅合金層與鋼相互接觸的基本規(guī)律
    6.5 銅合金層與鋼鐵的摩擦面的破壞
    6.6 降低摩擦系數(shù)與磨損率的理論依據(jù)
第七章 結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄 發(fā)表論文及參加研究項(xiàng)目

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2831709