工大开题报告

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1、哈尔滨工业大学（威海）材料学院学士学位论文开题报告题目：2A12半固态铝合金叶轮精密成形研究院系：材料科学与控制T程专业：材料成型及控制工程指导教师：XXX学生：XX学号：XXXXXX开题报告时间：XXXXXX1、毕业设计的内容和意义：目前国外的汽年、火车、船舶乃至摩托车为了提高燃油效率，增加功率，普遍釆用了增压器，其中决定增压器性能的关键零件Z—为铝合金叶轮，在某些工业发达国家，年产量达数I•万件。期外随着军工企业的发展，新型舰艇和鱼雷等装备需要配备高性能的叶伦做为推动装置。叶伦的需求量越来越人，叶伦设计制造和性能要求也越來越高，叶片由较直的变成前倾后弯的曲

2、面，转速可能达到8-10万转/分，这就要求叶轮具有良好的表血质量、致密的组织以及较高的综合力学性能，而采用一般的制造方法难以满足要求。并且对于某些叶轮叶片较长，所受力矩较大，这就要求具冇较好的力学性能。但是这种类型的叶轮无法用普通模锻工艺生产。现行的加工工艺采用H由徹粗制坯，然后切削加工。由于鼓形坯料与叶伦的形状差距太大，加工余量很大，加工效率很低，因此有必要研究叶轮的精密成形工艺。半固态成形是一种结合铸造和锻造特点的先进的加工方法，能成形复杂外形的零件，热处理后的制件力学性能接近锻件的性能，并且一次成型后表面精度高，所需加工余量小，大大降低了生产成山役2＞文

3、献综述：现代可供人量牛产的金属成形有两种：一种是采用完全是固态的金属塑性成形，如锻造、挤压、楹锻等，-•种是采用完全呈液态的金属成形，如各种各样的铸造工艺。半固态模锻是一种介于这两种工艺之间的成形工艺，是制造零件的第3种工艺。半固态模锻，是指将非全呈液态，乂非全呈固态的固态-液态金属混合桨料模锻成形的新方法，就是将坯料加热到50%左右体积液相的半

4、古

5、状态的材料，然示在具有略高预热温度的模具型槽内进行半I古I态成形，获得所需的接近成品尺寸零件的工艺。它与普通铸造成形工艺相比，利用半固态成形铝合金叶轮具有许多优点：1、充型平稳，无湍流和喷溅，加工温度低，凝固收缩

6、小，因而铸件尺寸少成品零件几乎相同，极大地减少了机械加工量，可以做到少或无切削加工，从而节约资源，同时由于其凝固时间矩冇利于提高生产率。2、半固态合金己释放了部分潜热，因而减轻了对成形装置，尤其是模具的热冲击，使其寿命大幅度提高。3、半固态成形件表而光滑，制件内部组织致密，内部气孔，偏析的缺陷少，品粒细小，力学性能高,可接近或达到锻件的力学性能。4、与固态金加模锻相比，半固态成形的流动应力显著降低，因此半固态模锻成行速度高，而且可成形十分复杂的零件。5、节约能源。以生产单位质量零件为例，半固态加工与普通铝合金铸造相比，节约30%左右。半固态加工技术作为一种新型

7、的成形技术，近年來的到了快速的发展，应用领域也在不断扩人。必须指岀，半固态模锻用坯料的特点是必须具有均匀的较为细小的球状等轴品料的冶金组织，因此，是可使锭坏获得这种组织的铸造方法或其它方法皆可用于生产该坏料。口前可生产这种坯料的工艺方法有：电磁流体动力学铸造法（电磁搅拌法）、应变诱导熔化法、机械搅拌法、化学晶料细化法、形变热处理法、奥斯普雷法（OspreyProcess）。但目前只有前两种方法已进入了商业化生产阶段。美国阿卢马克斯铝业公司（Alumaxlnc）的霍山（MtHolly）锂厂和英塔尔科（Intalco）铝厂生产直径75mm和150mm圆锭，标准长度

8、6m,供世界各国半固态模锻加工厂用。电磁搅拌法铸造圆锭的晶粒尺寸一燉可达到0.06mm,为细小的适合半固态模锻的球状等轴晶粒，常规半连续水冷锭的晶粒尺寸一般为0.10inm-0.44mm,为粗人的柱状树技晶。电磁搅拌法只能铸造用于成形儿百克以上人零件的直径较人的圆锭，直径小于40伽的圆棒不能用铸造法进行商业化生产。目前，在工业牛产中，用于生产儿十克重小零件的小直径圆锭是用应变诱导熔化法生产的，其铝合金品粒的平均尺寸约为0.04mm,比电磁搅拌法的品粒小得多。所以结介铝介金的金属特性和叶轮的结构复杂程度，采用半固态成形完全可以达到预期的效果（刊。3、工作计划及方

9、案论证：工作计划：第一阶段：（准备阶段）收集资料，开题。笫二阶段：（实施阶段）准备材料，材料为市售2A12铝合金，直径为40mm的棒料。半固态制坏，利用形变法（SIMA）加热获得半固态组织。实验研究，研究成形过程中坯料所需的形变量，加热温度，保温时间等对半固态纟R织的影响。从最终实验制件屮获得组织试样，做硬度测试实验以及金相实验。笫三阶段：（总结阶段）论文编写，成果形式为论文+实验制品。方案论证：叶伦成形可有三种成形方法，分别为固态成形、液态成形、半固态成形。半固态与具它两种成形方法相比:与固态成形(锻造)比：流动应力显著降低，填充性显著提高。设备吨位小，变形

10、速度高。变形性能显著提高可成形复杂件。