一、船用气缸套云斑产生原因及防止措施（论文文献综述）
蒲小涛,文均,刘懿,邓晰文,雷基林[1]（2021）在《柴油机铸铁气缸套黑斑缺陷形成机理与解决方案研究》文中研究指明柴油机铸铁气缸套加工质量要求提高后,在气缸套外壁表现出大量黑斑缺陷,导致废品率上升。以缸套黑斑为研究对象,通过对比实验的方法,对大中型气缸套黑斑缺陷的产生原因进行系统研究,从孕育剂、浇注速度、组织硬化、冷却凝固条件、加工工艺和离心机主轴振动等方面,研究了黑斑缺陷的形成机理。结合黑斑缺陷形成的机理,提出了有效防控措施。结果表明,冷却凝固条件和离心机主轴异常振动直接影响黑斑缺陷的形成;黑斑缺陷显着下降,气缸套铸造废品率恢复正常。
王新秀[2]（2021）在《超大型缸套离心铸造过程数值模拟及工艺影响研究》文中研究指明超大型缸套具有大缸径、变壁厚、结构复杂的特点,主要应用于大型船舰的发动机中。随着船用发动机的发展,对于发动机的强度、冲程、爆发力、有效压力和输出功率的要求变得更高。因此,对于超大型缸套的性能提出了三大要求:高强度、高耐磨、成分均匀。但是这种缸套铸造难度大,工艺出品率极低,极大地限制了我国船舰事业的发展。本文深入了解目前企业生产现状,从超大型缸套的数值模拟入手,对超大型缸套铸造工艺进行设计及模型建立,对温度场、流场和压力场进行耦合计算,深入研究了离心转速、浇注温度、铸型温度、浇注时间对铸件充型和凝固过程中的影响,并分析其影响机制。通过正交实验对各个参数做出综合优化,指导更大缸径的超大型缸套的数值模拟计算。利用ProCAST软件设计超大型缸套的卧式离心铸造工艺,先对铸件的三维模型进行有限元网格的划分,设置铸造过程中的初始条件和边界条件,对铸型设置旋转参数,设置合理的浇注时间、浇注位置,然后通过数值模拟结果分析比较,预测铸件可能产生缺陷分布,最后获得最优的铸造工艺参数,验证铸造工艺的合理性。将金属液的流动过程分为重力流动阶段和离心流动阶段,对缸套卧式离心铸造过程温度场、流场、压力场进行耦合计算。对流场进行分析,金属液在浇口位置开始逐渐向轴向展宽,然后贴着铸型内壁旋转,且旋转方向与铸型方向一致。金属液率先充满左侧型腔,后金属液层不断变厚,并不断向右侧铺展,直至充满型腔,共用了90.3s;对温度场进行分析,金属液进入铸型后是以层状流动形式不断向前推进的,前端金属液温度较末端低约100℃。取任一截面径向和轴向截图,铸件轴向两端温度低,中间温度高,温度梯度比径向温度梯度大约100℃。在铸件上取点分析,铸件外表面的温度始终低于内表面温度梯度。靠近入流口位置的金属液温度高于远离入流口位置的金属液,冷却速度先快后慢,由于结晶潜热的释放,会出现温度平台。在金属液最后凝固位置,易出现缩孔缩松。铸件的凝固顺序是由外到内逐层凝固,最后凝固位置在铸件的厚壁端的中间位置。铸型温度先升高后降低,温度场分布于铸件相类似,计算结果准确;对压力场进行分析,压力的大小在径向上呈梯度分布,外表面的压力与内表面最大压力差达3.17bar,铸件壁厚处压力大于薄壁处压力0.97bar,由于重力的影响,铸件下部的压力大于上部的压力0.23bar。金属液最大压力达到5.063bar,金属液的补缩能力强。工艺参数对于铸件成型质量有很大的影响。转速为500r/min时,铸件上端厚度比下端薄,发生雨淋现象,内表面粗糙,易出现缺陷;800r/min、900r/min时,液态金属流动混乱,甚至出现飞溅,铸件外壁承受过大的压力易裂纹,增加能耗和出现气泡、偏析等缺陷。离心转速为700r/min时,金属液流动连续且均匀,充型效果更好;浇注温度对于充型速率几乎无影响,但会影响到金属液的运动状态,浇注温度决定了金属液的过热度,浇注温度为1430℃时,充型较为平稳。1370℃和1410℃时,金属液产生分股的现象,凝固后易产生冷隔等缺陷;而1450℃时,金属液粘度较小,易产生飞溅的现象。浇注温度越高,凝固速率越慢;铸型温度影响铸件的凝固速率和冷却时间,随着铸型温度的升高,铸件的凝固时间也不断变长,凝固速率变慢。冷却时间与铸型温度之间近乎呈线性关系,铸型温度每增加50℃,铸件的冷却时间也随之增加,但增加的幅度一直在不断减小;浇注时间决定了金属液的入流速度。随着浇注时间的增加,料流宽度先稍有减少,后有所增加。为了使铸件充填过程更加均匀平稳,浇注时间要适中。通过温度差、流场衡量各个参数对于温度场、流场的影响。设计正交试验,确定了对温度差影响的主次顺序为:浇注温度、浇注时间、离心转速、铸型温度;对于布型时间影响的主次顺序为:离心转速、浇注时间、铸型温度、浇注温度。二者顺序并不一致。分析了离心转速、铸型温度、浇注时间、浇注温度对于温度场、流场的影响规律,利用指标隶属度综合评定各个参数对于温度差和布型时间的影响大小,确定最终综合的影响因素的主次顺序为浇注时间、浇注温度、离心转速、铸型温度;确定的最优方案为:浇注时间为70s,浇注温度为1370℃,离心转速为700r/min,铸型温度为100℃;用优化后的方案指导不同直径超大型缸套离心铸造进行数值模拟,铸件充型完整。随着直径的增加,金属液的温度场分布越来越不均匀,金属液填充铸型的过程并不平稳,说明大直径的铸件更易形成冷隔、偏析等缺陷。
刘钊鹏[3]（2016）在《船用大功率柴油机缸套激光表面淬火工艺研究》文中提出缸套作为船用大功率柴油机关键零件之一,对柴油机工作性能和使用寿命有着举足轻重的影响。磨损作为缸套主要的失效方式之一,是制约缸套质量的一大难题。缸套磨损后,环-套配合间隙变大,气密性下降,致使柴油机输出动力下降,油耗增加,噪声振动加大,工作效率降低。所以提高缸套耐磨性,对延长缸套寿命,提高柴油机质量极为必要。本文以SEMT PA6V280船用柴油机缸套为研究对象,采用激光表面淬火工艺进行缸套材料表面强化,改善其摩擦磨损性能,在理论和试验两方面取得了以下成果:理论方面,完成了对已知成分的缸套铸铁样本的热物性参数计算,并在已有热场计算方法的基础上,完成了缸套试样激光表面淬火热场分布的计算和淬火参数范围的初步标定;解决了有限元热场分析软件中有关缸套材料数据库创建和矩形均匀能量分布的热源函数二次开发问题;对不同参数梯度下激光表面淬火温度场进行了有限元仿真,通过结果对比,最终确定了激光淬火试验的参数取值范围。实验方面,设计了激光表面淬火试验、激光淬火硬化层硬度检测试验、硬化层金相组织检测试验、不同硬化面积比例试样间及其与基体试样的摩擦磨损对比试验;在输入功率1500w,扫描速度40mm/s的参数下,获得了硬化宽度约4.1mm,硬化层深度约0.43mm的淬火硬化带;硬化区域主要由磷共晶和细针状马氏体构成,硬度较基体提高约2倍;硬化面积分别为21.5%、31.7%、42.3%和52.8%的激光淬火试样摩擦磨损量相较基体分别降低了52.89%、61.16%、71.07%和72.73%,确定了最佳硬化面积比例为40%左右;间隔的激光淬火硬化带形成了硬质耐磨“骨架”,大幅提升了试样整体的耐磨性能。
王敏刚,赵世雄[4]（2011）在《消除离心铸造船用柴油机缸套白斑云斑缺陷的对策》文中研究表明分析离心铸造某型船用柴油机缸套白斑云斑缺陷的形成机理后认为:白斑是由浇注过程中浇注槽底聚集的铁豆掉入型腔对周围铁液激冷析出奥氏体枝晶以及铁液过冷所析出的粗大奥氏体偏聚形成的;云斑是由析出石墨偏聚及不均匀分布导致出现异常组织而形成。采取降低易偏析的Mn、P、S等元素、提高Cu、Ni等无限固溶元素,并改底漏式离心浇注为侧浇式,以及浇注时加入0.2%75FeSi等措施,可明显减少白斑云斑的出现,同时缸套本体抗拉强度提高约20～30MPa,金相组织中粗大石墨和粗大磷共晶明显减少。
陶晓明[5]（2004）在《船用气缸套云斑产生原因及防止措施》文中研究说明 船用柴油机气缸套,由于其内孔大、壁较厚且外形复杂,铸造毛坯除了经常出现的砂孔、渣孔和缩松外,云斑也是普遍存在的铸造缺陷。为了提高船用气缸套的铸造质量,必须防止云斑的产生。下面根据我厂多年生产气缸套的实践,本人提出对云斑问题的看法和一些解决措施。 1.云斑缺陷的特征 （1）云斑分布的特点 直径大于200mm的船用气缸套易出现云斑,一般云斑出现在气缸套内孔和外表面,有时还出现在台肩端面和尾部。在内孔和外表面都有不规则的明暗相间的花斑状组织。云
陶晓明[6]（2003）在《船用气缸套云斑产生原因及防止措施》文中认为直径大于160毫米的船用气缸套会出现云斑,云斑是中、大功率柴油机离心铸造气缸套的缺陷组织,宏观上为气缸套经切削加工后的内外表面上出现的不规则的明暗相间的花纹组织;微观上表现为成分的偏析、金相组织的不均匀。解决其措施为保证铁水的化学成分及孕育处理的铁水温度符合工艺要求,制订合理的铸造工艺,严格控制孕育剂加入量和粒度。
杜丕锡,崔英范,高军,苏贵桥[7]（1987）在《离心铸造缸套缺陷的分析研究》文中研究表明本文分析了离心铸造缸套生产中常见缺陷的种类、形成机理及防止措施。
凌汉光[8]（1986）在《离心铸造汽缸套的质量问题》文中研究说明本文是我厂十多年来离心铸造船用中速大马力柴油机汽缸套的生产实践总结。针对目前离心铸造汽缸套质量上存在的问题,从离心铸造特点出发,探讨了汽缸套材质化学成分调整的原则和汽缸套机械性能、金相组织以及内表面缺陷的工艺控制措施,试图为离心铸造汽缸套的生产提供有益的参考依据。
王桂森[9]（1984）在《船用柴油机气缸套离心铸造工艺的现状和质量控制》文中认为 一、概述气缸套及活塞环是柴油机中的重要磨擦件之一,气缸套的质量直接关系到柴油机的工作性能,使用寿命、安全可靠性以及经济性。近二十年来,国外在船用柴油机气缸套的生产中,从选材上、铸造工艺上为提高气缸套的使用性能,使用寿命和安全经济做了大量的研究工作,取得了许多成效。
计至勋[10]（1980）在《薄砂衬、外水冷、组芯法气缸套离心浇注工艺》文中提出 前言船用柴油机气缸套是重要的易损另件,它的质量好坏将对发动机的工作性能和使用寿命起到直接的影响。气缸套的工作条件极为恶劣,它既承受剧烈的机械磨损、磨料磨损和腐蚀磨损,又承受在高温高压反复作用下的热应力等。因此对气缸套材质的机械性能、如耐磨性、耐蚀性、热稳定性,以及对气缸套铸件的金相组织、铸造缺陷等等都都有严格的要求。
二、船用气缸套云斑产生原因及防止措施（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、船用气缸套云斑产生原因及防止措施（论文提纲范文）
（1）柴油机铸铁气缸套黑斑缺陷形成机理与解决方案研究（论文提纲范文）
| 1 试验研究 |
| 1.1 孕育剂的影响 |
| 1.2 浇注速度的影响 |
| 1.3 组织硬度的影响 |
| 1.4 冷却凝固条件的影响 |
| 1.5 加工工艺的影响 |
| 1.6 离心机主轴振动的影响 |
| 2 黑斑缺陷形成机理分析 |
| 3 黑斑缺陷控制措施 |
（2）超大型缸套离心铸造过程数值模拟及工艺影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景与意义 |
| 1.2 缸套发展现状与生产工艺 |
| 1.2.1 缸套工作原理与要求 |
| 1.2.2 缸套分类 |
| 1.2.3 缸套材料与工艺发展现状 |
| 1.3 离心铸造工艺及研究现状 |
| 1.4 ProCAST软件介绍 |
| 1.5 数值模拟在铸造领域内研究现状 |
| 1.6 本课题主要研究内容 |
| 1.6.1 课题研究意义 |
| 1.6.2 课题主要研究内容 |
| 第2章 超大型缸套铸造工艺设计及模型建立 |
| 2.1 课题研究路线 |
| 2.2 离心铸造工艺设计 |
| 2.3 卧式离心铸造模型的建立 |
| 2.3.1 数学模型 |
| 2.3.2 力学模型 |
| 2.3.3 几何模型 |
| 2.3.4 热物性参数及边界条件 |
| 第3章 超大型缸套离心铸造过程数值模拟与分析 |
| 3.1 缸套卧式离心铸造模型 |
| 3.2 流场分析 |
| 3.3 温度场分析 |
| 3.4 压力场分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 工艺参数对离心铸造过程的影响规律与机理 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 工艺参数对温度场和流场的影响规律 |
| 4.2.1 离心转速对温度场和流场的影响规律 |
| 4.2.2 浇注温度对温度场和流场的影响规律 |
| 4.2.3 铸型温度对温度场和流场的影响规律 |
| 4.2.4 浇注时间对温度场和流场的影响规律 |
| 4.3 工艺参数对充型及凝固过程的影响机理 |
| 4.3.1 离心转速对充型和凝固过程的影响机理 |
| 4.3.2 浇注温度对充型和凝固过程的影响机理 |
| 4.3.3 铸型温度对充型和凝固过程的影响机理 |
| 4.3.4 浇注时间对充型和凝固过程的影响机理 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 工艺参数的优化及缸套直径对离心铸造的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 工艺参数对温度场和流场的影响优化 |
| 5.2.1 离心转速对温度差和布型时间的优化设计 |
| 5.2.2 铸型温度对温度差和布型时间的优化设计 |
| 5.2.3 浇注时间对温度差和布型时间的优化设计 |
| 5.2.4 浇注温度对温度差和布型时间的优化设计 |
| 5.3 温度差和布型时间的综合评定 |
| 5.4 缸套直径对离心铸造过程的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（3）船用大功率柴油机缸套激光表面淬火工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 激光表面淬火技术国内外应用及研究现状 |
| 1.2.1 激光表面淬火技术国外应用及研究现状 |
| 1.2.2 激光表面淬火技术国内应用及研究现状 |
| 1.3 激光表面淬火技术的局限性 |
| 1.4 本文课题来源及主要内容 |
| 1.4.1 本文课题来源 |
| 1.4.2 本文主要内容 |
| 第2章 船用柴油机缸套激光淬火工艺研究方法及其理论基础 |
| 2.1 船用柴油机缸套激光淬火工艺研究方法规划 |
| 2.1.1 研究目标 |
| 2.1.2 研究方法及流程 |
| 2.1.3 计算与仿真软件选用 |
| 2.2 船用柴油机缸套激光淬火理论基础 |
| 2.3 船用柴油机缸套激光淬火试样制备 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 船用柴油机缸套激光淬火参数范围标定及其热场仿真 |
| 3.1 船用柴油机缸套激光淬火加工参数范围标定 |
| 3.1.1 淬火材料热物性参数处理 |
| 3.1.2 激光淬火加工参数范围标定 |
| 3.2 船用柴油机缸套激光淬火热场有限元仿真 |
| 3.2.1 模型网格划分 |
| 3.2.2 缸套铸铁材料库创建 |
| 3.2.3 热源函数二次开发 |
| 3.2.4 仿真前处理及求解 |
| 3.3 结果分析及对比 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 船用柴油机缸套激光淬火试验及淬硬层表征检测 |
| 4.1 缸套试样激光淬火试验 |
| 4.1.1 试验方法与试验设备 |
| 4.1.2 淬火试样外观 |
| 4.2 淬硬层硬度检测 |
| 4.2.1 硬度检测方法与检测设备 |
| 4.2.2 硬度检测结果分析 |
| 4.3 淬硬层金相组织检测 |
| 4.3.1 金相检测方法与检测设备 |
| 4.3.2 金相检测结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 激光淬火试样摩擦磨损性能测试 |
| 5.1 试验方法与试验设备 |
| 5.2 不同硬化面积比例下淬火试样的耐磨性能测试 |
| 5.3 摩擦磨损面表面形貌分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件A |
| 附件B |
（4）消除离心铸造船用柴油机缸套白斑云斑缺陷的对策（论文提纲范文）
| 1 生产条件 |
| 2 白斑、云斑的形成机理 |
| 2.1 白斑、云斑组织分析 |
| 2.2 形成机理 |
| 3 解决措施 |
| 3.1 化学成分的确定 |
| 3.2 离心铸造工艺参数的确定 |
| 4 生产验证 |
四、船用气缸套云斑产生原因及防止措施（论文参考文献）
- [1]柴油机铸铁气缸套黑斑缺陷形成机理与解决方案研究[J]. 蒲小涛,文均,刘懿,邓晰文,雷基林. 铸造技术, 2021(07)
- [2]超大型缸套离心铸造过程数值模拟及工艺影响研究[D]. 王新秀. 哈尔滨工业大学, 2021
- [3]船用大功率柴油机缸套激光表面淬火工艺研究[D]. 刘钊鹏. 江苏科技大学, 2016(03)
- [4]消除离心铸造船用柴油机缸套白斑云斑缺陷的对策[J]. 王敏刚,赵世雄. 中国铸造装备与技术, 2011(01)
- [5]船用气缸套云斑产生原因及防止措施[J]. 陶晓明. 机械工人(热加工), 2004(01)
- [6]船用气缸套云斑产生原因及防止措施[J]. 陶晓明. 内燃机配件, 2003(06)
- [7]离心铸造缸套缺陷的分析研究[J]. 杜丕锡,崔英范,高军,苏贵桥. 汽车工艺, 1987(01)
- [8]离心铸造汽缸套的质量问题[J]. 凌汉光. 热加工工艺, 1986(01)
- [9]船用柴油机气缸套离心铸造工艺的现状和质量控制[J]. 王桂森. 热加工工艺, 1984(04)
- [10]薄砂衬、外水冷、组芯法气缸套离心浇注工艺[J]. 计至勋. 武汉造船, 1980(03)