开题报告1--胡博 2

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1、华北科技学院2013届本科毕业设计（论文）开题报告论文题目：镁合金宽轮毂压铸成型及有限元分析学生姓名：胡博学号：200902034102系(部、院)：机电工程学院专业：材料成型及控制工程班级：B091指导教师：刘汉武2013年5月1日9一镁合金的优点镁合金作为目前最轻的金属材料，具有许多优点[1,2]化学成分见表1.1.1：表1.1.1工业AZ91D的名义化学成分元素ALZnMnSiFeCuNiBeMg质量分数%8.950.6320.2610.0220.00030.00180.00050.0003余量镁合金重量轻，密度为1.68-1.90g/，约为铝合金的64

2、%，锌合金的27%，钢的23%，是轻型的金属结构材料之一。在汽车构件中的应用潜力[3]如表1.2表1.2汽车用典型构件的重量及镁合金减重潜力材料发动机齿轮箱+离合器油盘车轮发动机架铸铁kg32铝合金kg23.521.5+532317.5钢kg3625镁合金kg1915+321815减重kg138.51182.5减重比%4019323314②镁合金具有很高的比强度高、比刚度和比弹性模量，比刚度接近铝合金和钢，远高于工程塑料，在铸造材料中仅次于铸造钛合金和高强结构钢。③镁合金具有良好的阻尼减震性，受力时能产生较大的弹性变形，因而在受冲击载荷和振动时能吸收较大的能量

3、。镁合金的弹性模量低，约为45000MPa，因此具有良好的能量吸收能力。在弹性范围内，镁合金件受到冲击载荷时吸收的能量比铝合金件大1倍，所以镁合金具有良好的抗震减噪性。图1.1.1④镁合金具有良好的压铸性能，抗拉强度和铝合金相当，一般可达到250MPa，最高可达到600MPa以上,屈服强度、延伸率也和铝合金接近。力学性能见图1.1.1和图1.1.2。⑤9镁合金件具有良好的机械加工性能，镁合金可以很高的速度进行切削加工，其相对能耗低于其他金属。镁合金件的切削速度可比铝合金件提高50%，加工能耗比铝合金件低50%。图1.1.2⑥镁合金具有良好的电磁屏蔽性、防辐射性

4、能。⑦镁合金无环境污染并可做到100%的回收重复利用，因此被称为21世纪绿色金属材料。1.2镁合金的缺点镁与氧的化学亲和力很强，且表面生成的氧化膜是不致密的，液态下该表面更疏松，故氧化剧烈很容易燃烧。氧化膜致密与否是由它的致密度系数决定的，镁的值是0.79，远小于1，故氧化膜是疏松的[9]。疏松且导热性能差的氧化膜的包覆不能阻碍镁和氧气的结合，因此镁合金的熔炼和铸造均需要采用专门的防护措施。砂型和金属型涂料中也应加入防氧化剂，防止铸件凝固前后发生严重氧化或燃烧，热处理是加热也应在保护气氛下进行。1.3镁合金轮毂的应用近二十年来，世界汽车、摩托车工业面临着越来越

5、严重的三大问题，即能源、公害和安全。汽车、摩托车技术的发展主要围绕这三大问题进行，各国政府也先后制订了能源保护、废气排放、降低噪音及安全保障的法规[3,8]。其中能源问题最为突出，近两年来汽油价格不断上涨，极大的暴露了我国石油能源的紧缺，节能成为汽车、摩托车工业发展的核心问题。因此近年来世界各主要汽车公司从争夺市场的战略考虑，在注意美化外观的同时，致力于提高汽车的经济性、降低燃油消耗的目标，这样可以缓和能源需求的紧张状况，减轻环境污染、降低综合费用、这是现代汽车工业的发展趋势[1,4]。在各种降低油耗的措施中，把实现汽车、摩托车轻量化，即减轻自重作为首选措施[

6、2]。汽车、摩托车的许多问题，如操作性、排气净化、腐蚀等都与轻量化有关，但轻量化的主要目的是节能。影响汽车、摩托车燃油经济性的因素很多，如提高发动机和传动系统的效率，降低滚动阻力、空气阻力等，但做重要的是轻量化。据测算，汽车自重减轻10％，其燃油效率可提高5.5％。9二镁合金轮毂的铸造采取低压铸造方式，镁水在下，模具在上，用低压方式把镁水往上升，透过浇口铸造成形。X光检测（探伤检查）：检测铸件的缩松、气泡、渣滓等情况。铸造后会做抛光试验。低压铸造1低压铸造2X光探测仪铸造模具的设计9三对铸造过程中冷却时间热应力进行有限元分析轮毂材料如前面所提到的为AZ91D，

7、模具使用的材料是H13钢，两种材料的物理参数分别见表8.1和表8.2。经过多次模拟分析结果比较，拟确定工艺参数如下：浇注温度为680℃，铸型初始温度为300℃，冲头压射速度为0.7m/s,保压压力80MPa,当金属也完全充满型腔后，在85ms内将压力迅速增大100MPa，保压时间为40s。表8.1AZ91D物理参数物理性能数据密度()1.689比热()1.3液相线()595固相线()470潜热()3373表8.2H13物理参数物理性能数据密度()7.367比热()0.7262液相线()1471固相线()1403热导率（800）（W/m.K）28.079得到轮毂

8、的三维模型以后根据轮毂的具体结构，对轮