基于高硅轻质化过共晶铝硅合金产品铸造的尺寸控制方法技术

本发明专利技术属于金属材料应用技术领域，具体公开了高硅轻质化过共晶铝硅合金产品铸造的尺寸控制方法，包括以下步骤，步骤1、确定所铸造的产品。步骤2、在模型建立之后。步骤3、在完成预处理参数的设置之后，选择视图模块对仿真结果进行观察，确定蜡模材质。步骤4、利用通过3D打印机打印晶粒选择器。步骤5、将步骤4制作的晶粒选择器在树上连接在一起。步骤6、预热壳模蜡组件或簇，利用游标卡尺测量晶粒选择器的尺寸，计算材料的尺寸公差。本发明专利技术的有益效果在于：1、基于熔模铸造技术和3D打印技术的快速制造能力，通过对比分析，选择熔融沉积成型技术和光固化成型技术；2、研究和改进了传统熔模铸造和单晶铸造生产蜡模的方法。

Size control method of hypereutectic Al Si alloy casting based on high silicon lightweight

【技术实现步骤摘要】
基于高硅轻质化过共晶铝硅合金产品铸造的尺寸控制方法
本专利技术属于金属材料应用
，具体涉及基于高硅轻质化过共晶铝硅合金产品铸造的尺寸控制方法。
技术介绍
A390过共晶铝硅合晶坯料由于具有轻质、高强、高耐磨、高耐热性及较低的热膨胀性等优点，通常用来制造汽车发送机活塞、转子、斜盘等关键部件。相比于常规铸件，不但比普通铸铁件轻，而且通过硅的球墨化消除了组织偏析，并通过固溶处理得到均匀的组织和细小的晶粒，能显著提高合金的力学性能和热工艺性能，被广泛应用于汽车行业，特别是汽车轻量化何新能源汽车的应用中。因为我国在高纯A390过饱和铝合金合金中研制方面与美国和日本等汽车工业强国相比，仍存在巨大差距，特别是针对新能源汽车对新一代轻量化高强高耐磨特性的铝合金应用的大背景下，该方面的研究仍处于起步阶段，所以开展A390过饱和铝合金的研究工作，变得十分有意义。熔模铸造具有尺寸精度高、表面光洁度高的优点，但也存在制造工艺过多、加工周期长等局限性，特别是在新产品开发过程中，样品的设计图纸在投产前需要反复修改，导致制造周期长。为了缩短制造周期，考虑到缩短制壳工艺的时间是困难的，研究小组认为3D打印技术是取代传统蜡模制造工艺的有效方法。国外在这方面的研究积累了多年的经验，并逐步推广到商业应用，国内在这方面的研究相对较晚，但也在积极生产推广，然而缺乏理论基础，限制了该技术在企业中的应用，所以有必要从基础研究的层面上获得更多的经验和创新，进而促进其在企业生产中的应用。因此，基于上述问题，本专利技术提供于高硅轻质化过共晶铝硅合金产品铸造的尺寸控制方法。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的是提供于高硅轻质化过共晶铝硅合金产品铸造的尺寸控制方法，其通过对比分析，选择熔融沉积成型（FDM）技术和光固化成型技术（SLA），研究和改进了传统熔模铸造（非定向凝固）和单晶铸造（定向凝固）生产蜡模的方法，同时3D打印技术在传统铸造中的应用由于其周期短、成本低而得到了应用，并找到了满足传统铸造（热裂性能、尺寸公差）要求的最佳3D打印材料。技术方案：本专利技术的提供高硅轻质化过共晶铝硅合金产品铸造的尺寸控制方法，包括以下步骤，步骤1、确定所铸造的产品，再利用UG100进行3D建模。步骤2、在模型建立之后，将其以XYT格式输出到一个文件，运行PROSTAST软件，选择MasHCAST模块导入XYT文件进行网格化处理，网格模型生成并导入到PROSTAST模块中进行参数设置。步骤3、在完成预处理参数的设置之后，进行有限元求解操作，在计算完成后，选择视图模块对仿真结果进行观察，确定蜡模材质。步骤4、利用通过3D打印机打印晶粒选择器，其中，晶粒选择器步骤3的蜡模相配合使用。步骤5、将步骤4制作的晶粒选择器在树上连接在一起，用蜡流器和所需的浇注装置通过热抹刀形成蜡组件或簇。步骤6、首先在布里奇曼炉中，预热壳模蜡组件或簇，在高温板上浇注高温合金熔体，然后通过挡板从加热区抽出进入冷却区，所用加热器和浇注温度分别为1460摄氏度-1500摄氏度和1520摄氏度-1550摄氏度，用V＝3毫米-3.5毫米/分钟的提取速度，最后利用游标卡尺测量晶粒选择器的尺寸，计算材料的尺寸公差。本技术方案的，所述步骤6中所用加热器和浇注温度分别为1460摄氏度和1520摄氏度，用V＝3毫米/分钟的提取速度。与现有技术相比，本专利技术的高硅轻质化过共晶铝硅合金产品铸造的尺寸控制方法的有益效果在于：1、基于熔模铸造技术和3D打印技术的快速制造能力，通过对比分析，选择熔融沉积成型（FDM）技术和光固化成型技术（SLA）；2、研究和改进了传统熔模铸造（非定向凝固）和单晶铸造（定向凝固）生产蜡模的方法；3、3D打印技术在传统铸造中的应用由于其周期短、成本低而得到了应用，并找到了满足传统铸造（热裂性能、尺寸公差）要求的最佳3D打印材料。通过最终的最佳材料应用于DS（单晶铸造），并与其他几种3D打印样品进行比较，最终找到适合于传统铸造和定向凝固的3D打印材料。附图说明图1（a）为具有门的EGR关节的三维模型；图1（b）为EGR关节模块的3D模型；图2为EGR接头模块及其壳体模型；图3（a）、（b）、（c）、（d）为EGR接头充型过程模拟结果；图4为EGR接头的凝固过程模拟结果；图5为EGR接头缩孔位置模拟结果；图6为感光性树脂的SLA印刷EGR连接样品；图7为感光性树脂的SLA印刷EGR连接样品连接部分的浇口；图8（a）示出过渡层的第二层的形式；图8（b）示出了当第四层完成时的情况；图9（a）、（b）中为从不同角度清楚地看到模具壳上的裂纹；图10（a）、（b）、（c）、（d）为四件印刷件；图11（a）、（b）、（c）、（d）为四件铸件；图12（a）为在高温合金浇铸过程中的布里奇曼过程；图12（b）为布里奇曼过程；图13为布里奇曼炉铸造后的铸型；图14为从MM247LC铸造的晶粒选择器。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本专利技术。本专利技术的提供高硅轻质化过共晶铝硅合金产品铸造的尺寸控制方法，包括以下步骤，步骤1、确定所铸造的产品，再利用UG100进行3D建模。步骤2、在模型建立之后，将其以XYT格式输出到一个文件，运行PROSTAST软件，选择MasHCAST模块导入XYT文件进行网格化处理，网格模型生成并导入到PROSTAST模块中进行参数设置。步骤3、在完成预处理参数的设置之后，进行有限元求解操作，在计算完成后，选择视图模块对仿真结果进行观察，确定蜡模材质。步骤4、利用步骤3的蜡模材质通过3D打印机打印晶粒选择器。步骤5、将步骤4制作的晶粒选择器在树上连接在一起，用蜡流器和所需的浇注装置通过热抹刀形成蜡组件或簇。步骤6、首先在布里奇曼炉中，预热壳模蜡组件或簇，在高温板上浇注高温合金熔体，然后通过挡板从加热区抽出进入冷却区，所用加热器和浇注温度分别为1460摄氏度-1500摄氏度和1520摄氏度-1550摄氏度，用V＝3毫米-3.5毫米/分钟的提取速度，最后利用游标卡尺测量晶粒选择器的尺寸，计算材料的尺寸公差。进一步优选的，所述步骤6中所用加热器和浇注温度分别为1460摄氏度和1520摄氏度，用V＝3毫米/分钟的提取速度。实施例汽车机械零件3D打印模式的模拟：本实验采用四个部分（1）EGR连接件、（2）汽车零部件用块、（3）电动工具用中间板和（4）缝纫机零件，对FDM成型机蜡模在传统熔模铸造实验中的应用进行了研究。图1（a）为具有门的EGR关节的三维模型，图1（b）为EGR关节模块的3D模型，如图所示，首先使用UG100进行3D建模，在图1（a）中示出浇道接头设计，然后将EGR组装成图1（b）所示的设计，为了验证铸造工艺的可行性，在实际生产前，采用PROCAST软件对零件的铸造工艺进行了预试验，对EGR阀冷端进气道进行了仿真。在模型建立之后，它以XYT格式输出到一个文件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于高硅轻质化过共晶铝硅合金产品铸造的尺寸控制方法，其特征在于：包括以下步骤，/n步骤1、确定所铸造的产品，再利用UG100进行3D建模；/n步骤2、在模型建立之后，将其以XYT格式输出到一个文件，运行PROSTAST软件，选择MasHCAST模块导入XYT文件进行网格化处理，网格模型生成并导入到PROSTAST模块中进行参数设置；/n步骤3、在完成预处理参数的设置之后，进行有限元求解操作，在计算完成后，选择视图模块对仿真结果进行观察，确定蜡模材质；/n步骤4、利用通过3D打印机打印晶粒选择器，其中，晶粒选择器步骤3的蜡模相配合使用；/n步骤5、将步骤4制作的晶粒选择器在树上连接在一起，用蜡流器和所需的浇注装置通过热抹刀形成蜡组件或簇；/n步骤6、首先在布里奇曼炉中，预热壳模蜡组件或簇，在高温板上浇注高温合金熔体，然后通过挡板从加热区抽出进入冷却区，所用加热器和浇注温度分别为1460摄氏度-1500摄氏度和1520摄氏度-1550摄氏度，用V＝3毫米-3.5毫米/分钟的提取速度，最后利用游标卡尺测量晶粒选择器的尺寸，计算材料的尺寸公差。/n

【技术特征摘要】
1.基于高硅轻质化过共晶铝硅合金产品铸造的尺寸控制方法，其特征在于：包括以下步骤，
步骤1、确定所铸造的产品，再利用UG100进行3D建模；
步骤2、在模型建立之后，将其以XYT格式输出到一个文件，运行PROSTAST软件，选择MasHCAST模块导入XYT文件进行网格化处理，网格模型生成并导入到PROSTAST模块中进行参数设置；
步骤3、在完成预处理参数的设置之后，进行有限元求解操作，在计算完成后，选择视图模块对仿真结果进行观察，确定蜡模材质；
步骤4、利用通过3D打印机打印晶粒选择器，其中，晶粒选择器步骤3的蜡模相配合使用；
步骤5、将步骤4制作的晶粒...

【专利技术属性】
技术研发人员：王富，朱鑫涛，赵保解，吴子宁，
申请(专利权)人：泰州市金鹰精密铸造有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32