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本文的研究对象为某汽车发动机前机匣,其材料采用ADC12铝合金。本文采用ProCAST铸造模拟软件,对铸造工艺进行数值模拟,对其铸造过程进行工艺设计、计算和优化,制定切实可行的铸造工艺方案,并对ADC12铝合金进行热处理实验,确定热处理工艺,解决发动机前机匣铸件的成形问题。本文采用低压砂型铸造工艺,设计了压边浇道+中心直浇道的混合浇注系统,随形顶冒口和排气系统,确定了铸件的分型面、尺寸公差、重量公差等工艺参数。本文根据理论公式和实践经验,确定了低压铸造参数:浇注温度720℃;升液压力为15.6kPa,升液时间为12s;充型压力为25kPa,充型时间为4s;结壳增压压力为33kPa,结壳增压时间2s,结壳保压时间为3s;结晶增压压力为50kPa,结晶增压时间为5s,结晶保压时间240s。模拟结果表明,浇注系统、冒口系统和压力曲线参数优化之后,使铸件的充型过程更加平稳,凝固过程符合自上而下顺序凝固,缩松缩孔缺陷的尺寸和程度均较小。本文根据优化后的铸型,对砂型和砂芯进行设计,并采用3D打印技术直接制备砂型和砂芯。对ADC12铝合金进行熔炼和热处理实验,设计了三组热处理工艺,对热处理前、后的铝锭进行布氏硬度实验,实验结果表明,热处理工艺2处理后的合金硬度为85.87HBS,满足技术要求。对工艺2处理后的ADC12合金进行拉伸测试,抗拉强度为187.33MPa,延伸率为2.19%,均满足铸件的行业标准及质量要求。通过力学性能试验,确定了 ADC12铝合金的具体热处理工艺,固溶温度520℃,固溶时间6h,人工时效温度170℃,人工时效时间10h。对热处理后的铸件进行了化学成分分析、XRD分析、金相分析。测试表明,ADC12铝合金化学成分符合铸件技术要求,铝合金内主要存在Al-Si相和Si相,Si相较细且分布均匀,增强了合金的力学性能。本文根据数值模拟结果和热处理实验制定了完整铸造工艺卡片,并根据工艺卡片进行试制,得到了宏观完整,表面质量良好的铸件。荧光、X射线、打压渗漏检测结果显示,该铸件满足相应国家标准和技术指标要求。