铸造铝合金及其精密铸造技术研究与发展？

1.前言◆航空、航天、汽车等行业铝合金结构件的特点和发展趋势（1）减重、节能、降低制造成本（2）结构整体化、轻量化、薄壁空心化（3）高精度、高性能、高可靠、低成本、短周期◆复杂铝合金精密铸件的研制和应用（1）高强高韧、高铸造性能的铝合金（2）特种精密铸造工艺2.铸造铝合金研究和应用现状与发展趋势◆概况（1）铸造Al-Si系合金铸造性能优越，但力学性能水平低（2）铸造Al-Cu系合金铸造性能差，构件易产生缺陷，可靠性低◆研究和发展趋势（1）铸造Al-Si系合金▲提高力学性能水平：▲合金化(Sc、Ag等)▲成分优化和纯化(适当调节Mg、Si、Cu等合金元素成分范围，控制Fe含量)▲熔体处理(细化、变质、精炼、消除组织遗传等)▲热处理◆研究和发展趋势（1）铸造Al-Cu系合金提高铸造性能或进一步提高力学性能水平：▲合金化(Sc、Ag等)▲成分优化和纯化(适当调节Cu、Mn、Ti、Cd等合金元素成分范围，控制Fe、Si、Mg含量)▲熔体处理(精炼、细化、消除组织遗传等)▲热处理3.铝合金特种精密铸造工艺研究和应用现状与发展趋势◆概况◆研究和发展趋势（1）计算机技术可进行铸件工艺设计和模具加工，实现充填和凝固过程的流场、温度场、缺陷等预测，直接预测铸件组织(性能)、应力(尺寸)：▲成熟的三维设计软件；▲流场和温度场模拟较成熟，进入商品化和实用化阶段；▲组织和应力模拟尚待完善和发展；（2）特种型芯技术铸件整体化、薄壁空心化的发展，促使特种型芯技术的发展：▲可溶型芯(过程可溶和铸件浇注后可溶)▲可熔型芯▲精密砂型易溃散型芯（3）精密铸造方法根据铸件结构和要求选择，多种精密铸造方法共存：▲熔模铸造▲石膏型铸造▲精密砂型▲复合精密铸造（3）熔体处理技术与铸造铝合金熔体处理技术一致（4）浇注成形方法根据铸件结构和要求选择，多种浇注方法：▲重力浇注▲反重力浇注低压铸造、差压铸造、真空吸铸、调压铸造▲磁感应浇注▲充填和凝固过程组织结构(含缺陷)和形状尺寸变化规律（5）热处理技术使铸件获得最佳力学性能，防止铸件变形：▲组织结构演变机制和规律▲应力形成和变化机制与预防措施4.研究和应用实例◆合金和铸件性能－－离心叶轮（1）要求▲工作转速为64,000rpm▲结构复杂、壁厚不均匀▲铸件性能、尺寸精度、表面和内部质量等要求高超转试验应力分析（2）工艺方案设计▲成分优化、纯化、纯净化处理▲熔模、金属型复合铸造▲真空吸铸加压凝固组织设计------------------------------工艺方案--------------------------------浇注方法（3）精密砂型铸造方法研究和应用▲典型零件特点（4）工艺方法▲计算机技术；▲特种型芯技术▲精密树脂砂型铸造方法；▲浇注方法▲检测技术▲计算机技术▲特种型芯技术▲精密树脂砂型铸造方法▲浇注方法－－反重力浇注▲大型工业CT无损检测方法5.结束语◆高强高韧铸造铝合金(1)传统合金－－挖掘其潜力、提高综合性能▲铸造Al-Si系合金主要通过成分优化、纯化、净化、细化、变质、热处理等途径提高性能▲铸造Al-Cu系合金主要目标提高铸造性能(2)新型合金▲通过合金化、增强时效强化，研制和开发新合金(3)铝合金精密铸造工艺－－解决复杂薄壁整体铝合金精密铸件工艺关键▲计算机技术的综合应用▲特种型芯的研究与开发▲新型精密铸造方法的研究和应用－－精密砂型和复合型▲反重力浇注技术的研究和应用