28吨直径100mm7005铝合金圆锭铸造工艺设计程序.docx

题目：28吨直径100mm、7005铝合金圆锭铸造工艺设计1题目28吨直径100mm7005铝合金铸锭铸造工艺设计2 已知条件已知所要铸造7005号铝合金，铸锭尺寸直径100mm，成品重量28吨。有设备10吨熔铸炉，配有电磁搅拌系统，和在线净化过滤系统，液压牵引铸造机有效行程7m，不考虑井口尺寸3合金的成分3.1名义成分7005铝合金元素及其含量（wt，%）AlSiFeCuMnMgCrZnZrTi余量0~0.350~0.400~0.100.20~0.71.0~1.80.06~0.204.0~5.00.08~0.200.01~0.063.2设计成分7005铝合金元素及其含量（wt，%）AlSiFeCuMnMgCrZnZrTi余量0.10.20.050.351.20.14.00.10.053.3内控成分7005铝合金元素及其含量（wt，%）AlSiFeCuMnMgCrZnZrTi余量0~0.20~0.20~0.050.20~0.51.0~1.50.06~0.104.0~4.50.08~0.100.01~0.054 合金的特点、用途及服役特点4.1特点及用途7005铝合金，美国变形铝及铝合金，属Al-Zn-Mg系中强可焊的变形铝合金，焊接性能好，可热处理强化。具有相当高的强度、断裂韧性、抗腐蚀性能，常用作运输工具的框架、横杆和桥梁等结构件材料。晶粒细化和组织强化是提高铝合金性能的重要方法。Ti 能细化铝合金铸态晶粒，提高合金的强度、韧性、耐磨性、抗疲劳性能及热稳定性等。7005铝合金挤压材料，常应用于制造既要有高的强度又要有高的断裂韧性的焊接结构，如交通运输车辆的桁架、杆件、容器；大型热交换器，以及焊接后不能进行固熔处理的部件；还可用于制造体育器材如网球拍与垒球棒。4.2服役特点合金的屈服强度接近于抗拉强度，屈强比高，比强度也很高，但塑性和高温强度较低，宜做常温下使用的承力结构件，有较好的耐腐蚀性能和较高的任性。图 1 热力学性能4.3熔铸工艺特性（1）操作时，应防止夹渣和产生表面热裂纹，对扁锭和空心锭除铸锭底部要用纯铝铺底外，其浇口部应采用自身回火。（2）从铸造性能方面看，通常该系合金随着 Zn、Mg 比值增大铸锭产生裂纹倾向亦增大。只有当 Zn含量控制在中下限，Mg含量控制在中上限时，才能有效地遏制铸造裂纹。(3)与LC4合金相比结晶温度区间较宽，铸造温度和铸造速度都应偏高。5成分及铸次计算铝锭的密度取ρ=2.7g/cm3=2.7t/m3需要成品总体积为v=28/2.7=10.37m3废品率85%，则需要铸锭的总体积V=10.37/85%=12.2m3成品截面积S=π*0.052=0.0079m2所需铸锭总长度L=V/S=12.2/0.0079=1544.3m由于铸造机铸造机有效行程7m，取铸锭长度6.5m则需要铸锭238根熔炉的容量是10吨，考虑到废品率，需要熔炼4炉，据此，选择每炉生产的铸锭根数分别为60，60，60，58。5.1第一铸次第一铸次需要铸60根铸锭，所需要材料总重量m1=n*m=60*6.5*0.0079*2.7=8.32t需要不同配料的重量：Al-Si中间合金8.32*0.1%/20%=0.0416tAl-Mn中间合金8.32*0.35%/10%=0.2912tAl-Ti中间合金 8.32*0.05%/10%=0.0416tAl-Zr中间合金 8.32*0.1%/5%=0.1664tCr剂8.32*0.1%/（70%*90%）=0.0132t纯镁锭，镁氧化烧损很严重，故在加料基础上多加90% 8.32*1.2%/99.9%*(1+90%)=0.190t纯锌锭8.32*4.0%/99.9%=0.333t纯铜板 8.32*0.05%/99.9%=0.0042t需要铝锭的重量8.32-0.0416-0.2912-0.0416-0.1664-0.0132-0.190-0.333-0.0042=7.2388t选择Al99.70的铝锭，Fe元素的含量为7.2388*0.2%=0.0145t则在铸锭中含量比例为0.0145/8.23=0.176%，符合内控范围。5.2第二铸次第二铸次需要使用前一铸次废料的14%，铸造的根数相同，则需要加入炉料就是之前计算结果的86%。所需要炉料如下：Al-Si中间合金0.0416*86%=0.0358tAl-Mn中间合金 0.2912*86%=0.250tAl-Ti中间合金0.0416*86%=0.0358tAl-Zr中间合金 0.1664*86%=0.1431tCr剂 0.0132*86%=0.0114t纯镁锭0.190*86%=0.1634t纯锌锭 0.333*86%=0.2864t纯铜板0.0042*86%=0.0036t需要加入99.70的