一种用于铝合金发动机壳体低压铸造缩孔倾向测试的结构和方法技术

本发明专利技术公开了一种用于铝合金发动机壳体低压铸造缩孔倾向测试的结构和方法，其包括底板和侧壁，所述底板和所述侧壁围成用于容纳浇铸液体的腔室，所述底板的中心设置有浇口，所述底板的端面上设置有沿其周向旋转对称布置、沿其径向延伸的四个分隔板，四个分隔板将腔室划分为旋转对称布置的四个区域，每个区域对应的底板壁厚不同，每个区域对应的侧壁壁厚相同，每个区域对应的侧壁的外周面上设置有方形阵列布置的凸台，每个凸台的高度相对应，每个凸台的中轴线与与其相邻的所述分隔板之间夹角为45

【技术实现步骤摘要】
一种用于铝合金发动机壳体低压铸造缩孔倾向测试的结构和方法


[0001]本专利技术属于铝合金低压铸造领域，具体公开了一种用于铝合金发动机壳体低压铸造缩孔倾向测试的结构和方法。

技术介绍

[0002]缩孔缩松是铝合金发动机壳体低压铸造件制造过程中的典型缺陷之一,随着轻量化技术的发展,铝合金发动机壳体结构中出现的复杂结构、薄壁结构越来越多,发动机壳体如前壳、后壳等零件出现缩孔缩松缺陷的倾向也加大。对铝合金低压铸件缩孔形成原因及形成机理的研究有利于采取相应的措施预防和消除铸件生产时产生的缩孔缩松,为生产出合格铸件提供技术保证有重要的应用价值。
[0003]为了有效测试结构、材料和铸造工艺对铝合金发动机壳体缩孔缩松的影响,通常可采用CAE进行模流分析，但针对单个零件的CAE分析，不能同时对多种结构、多种工艺参数将进行分析，与此同时，CAE仿真受限于边界条件、热力学参数等影响，从而对结构及工艺的优化进行指导作用有限，尤其是不能精确分析出化学成分变化后的结果，因此，选择能够更为充分且准确测试低压壳体铸件缩孔倾向的实物测试模型,对于制定合理的预防消除铸件生产时产生缩孔的措施十分关键，需要进行较为细致的研究。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供了一种用于铝合金发动机壳体低压铸造缩孔倾向测试的结构和方法，其不仅结构简单，而且能够有效预测不同材料、结构和工艺参数在低压铸造过程中出现缩孔缩松的趋势。
[0005]本专利技术公开了一种用于铝合金发动机壳体低压铸造缩孔倾向测试的结构，其包括底板和侧壁，所述底板和所述侧壁围成用于容纳浇铸液体的腔室，所述底板的中心设置有浇口，所述底板的端面上设置有沿其周向旋转对称布置、沿其径向延伸的四个分隔板，四个分隔板将腔室划分为旋转对称布置的四个区域，每个区域对应的底板壁厚不同，每个区域对应的侧壁壁厚相同，每个区域对应的侧壁的外周面上设置有方形阵列布置的凸台，每个凸台的高度相对应，每个凸台的中轴线与与其相邻的所述分隔板之间夹角为45
°
。
[0006]在本专利技术的一种优选实施方案中，所述凸台的为圆形凸台，每个凸台的直径为35mm。
[0007]在本专利技术的一种优选实施方案中，每个区域对应的侧壁的外周面上设置有3*4的方形阵列布置的凸台，所述凸台在X轴向或Y轴向为设置有3个，所述凸台在Z轴向设置有4个。
[0008]在本专利技术的一种优选实施方案中，四个区域对应的底板壁厚沿顺时针方向分别为5mm、15mm、10mm和25mm。
[0009]在本专利技术的一种优选实施方案中，所述底板沿YOZ平面或XOZ平面的截面形状为等
腰三角形，所述侧壁沿YOZ平面或XOZ平面的截面形状为等腰梯形。
[0010]本专利技术还公开了一种用于铝合金发动机壳体低压铸造缩孔倾向测试的方法，其使用了前述的用于铝合金发动机壳体低压铸造缩孔倾向测试的结构，其步骤包括，
[0011]S1，根据所设计的材料成分和浇注工艺参数,按照低压铸造工艺流程铸造多个用于铝合金发动机壳体低压铸造缩孔倾向测试的结构，
[0012]S2,确定S1中的完成铸造的结构的观察部位，并观察部位做出可视化处理；
[0013]S3,至少选取10个S2中可视化处理后的结构用于缩孔缩松评价，统计每个模型的不同观察部位处的缩孔数目和尺寸，汇总后取平均值进行评价。
[0014]在本专利技术的一种优选实施方案中，S2中，观察部位根据需要测试的凸台的位置、大小以及壳体底部的壁厚确定，包括离浇口最近和最远的凸台的根部。
[0015]在本专利技术的一种优选实施方案中，S2具体步骤包括，
[0016]S21，清理S1中的完成铸造的结构，采使用线切割沿相同直径两凸台中心线连线方向切割试样，使用记号笔标注试观察截面编号，
[0017]S22，采用着色清洗剂对结构切割表面，
[0018]S23，用着色渗透剂喷涂结构观察部位，
[0019]S24，擦去结构表面多余的渗透剂，用清洗剂清洗观察部位，
[0020]S25，表面干燥后喷涂着色显像剂，显示缩孔缩松缺陷。
[0021]在本专利技术的一种优选实施方案中，S3具体步骤包括，
[0022]S31，基于产品结构、热节位置确定观察的区域及该其余内对应的凸台的层数，
[0023]S32，确定单一的影响因子，以该影响因子为基准对S31中确定的区域内某层数的凸台进行评价并统计，
[0024]S33，基于缩孔数量、缩孔直径两个评价维度确定最优的影响因子的数值。
[0025]在本专利技术的一种优选实施方案中，S3中，采用X射线检测各位置凸台的缩孔缩松形态。
[0026]在本专利技术的一种优选实施方案中，S1中，根据所设计的材料组分和浇注工艺参数,按照正常的低压铸造工艺流程进行测试模型的制造，模具整备
‑
熔炼
‑
热模
‑
浇注
‑
清理，热模过程中的浇注的前五件零件不作为有效零件，达到工艺要求的模具温度后零件生产的第6件开始计入试验零件，同一组试验参数至少选取10个测试模型评价
[0027]本专利技术的有益效果是：本专利技术所涉及模型和试验方法可以有效预测不同材料、结构和工艺参数在低压铸造过程中出现缩孔缩松的趋势,同时还能为铸件结构设计提供参考,从而保证铸件结构、铸件材料成分和铸造工艺参数设计的合理性,降低铸件的缩孔缺陷，获得高质量、低成本的低压铸造壳体零件。
附图说明
[0028]图1是本专利技术一种用于铝合金发动机壳体低压铸造缩孔倾向测试的结构的剖视图；
[0029]图2是本专利技术一种用于铝合金发动机壳体低压铸造缩孔倾向测试的结构的俯视图；
[0030]图3是本专利技术一种用于铝合金发动机壳体低压铸造缩孔倾向测试的结构的侧视
图；
[0031]图中：1
‑
侧壁；2
‑
凸台；3
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底板；4
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浇口；5
‑
分隔板。
具体实施方式
[0032]下面通过附图以及列举本专利技术的一些可选实施例的方式，对本专利技术的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0033]在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于铝合金发动机壳体低压铸造缩孔倾向测试的结构，其特征在于：包括底板(3)和侧壁(1)，所述底板(3)和所述侧壁(1)围成用于容纳浇铸液体的腔室，所述底板(3)的中心设置有浇口(4)，所述底板(3)的端面上设置有沿其周向旋转对称布置、沿其径向延伸的四个分隔板(5)，四个分隔板(5)将腔室划分为旋转对称布置的四个区域，每个区域对应的底板(3)壁厚不同，每个区域对应的侧壁(1)壁厚相同，每个区域对应的侧壁(1)的外周面上设置有方形阵列布置的凸台(2)，每个凸台(2)的高度相对应，每个凸台(2)的中轴线与与其相邻的所述分隔板(5)之间夹角为45
°
。2.根据权利要求1所述的用于铝合金发动机壳体低压铸造缩孔倾向测试的结构，其特征在于：所述凸台(2)的为圆形凸台，每个凸台的直径为35mm。3.根据权利要求1所述的用于铝合金发动机壳体低压铸造缩孔倾向测试的结构，其特征在于：每个区域对应的侧壁(1)的外周面上设置有3*4的方形阵列布置的凸台(2)，所述凸台(2)在X轴向或Y轴向为设置有3个，所述凸台(2)在Z轴向设置有4个。4.根据权利要求1所述的用于铝合金发动机壳体低压铸造缩孔倾向测试的结构，其特征在于：四个区域对应的底板(3)壁厚沿顺时针方向分别为5mm、15mm、10mm和25mm。5.根据权利要求1所述的用于铝合金发动机壳体低压铸造缩孔倾向测试的结构，其特征在于：所述底板(3)沿YOZ平面或XOZ平面的截面形状为等腰三角形，所述侧壁(1)沿YOZ平面或XOZ平面的截面形状为等腰梯形。6.一种用于铝合金发动机壳体低压铸造缩孔倾向测试的方法，其特征在于：其使用了如权利要求1
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5任一项所述的用于铝合金发动机壳体低压铸造缩孔倾...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨体升，魏啟金，何小溪，何胜元，吴云波，李静洋，
申请(专利权)人：东风汽车零部件集团有限公司通用铸锻分公司，
类型：发明
国别省市：