直接浇注和传统浇注工艺比较


由 于丰富的水力资源,加拿大魁北克地区90%以上的电力来自水力发电。然而,很多使用常规水电技术(即水电坝)的发电站不能产

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图1:20.2磅(9.1千克)的A356铝合金水轮机叶片长度为36.6英寸(930毫米),厚度从1.7英寸(44毫米)至0.5英寸(13毫米)。

生很好的经济效益,技术效益和环保效益。因此,研发新型低功耗的水轮机来适应低水位、高流量的河流;这样的水轮机尤其对偏远地区十分实用,可以替代燃料驱动的发电机。

每台15 kW的水轮机螺旋桨由5个铸铝叶片固定在轮轴上。加拿大魁北克Trois-Rivières市的魁北克金属研究中心受委托提供叶片的铸造技术,需满足铸件表面光洁度(≤250 rms)和外部几何尺寸(±2 mm [0.08 in.])的严格要求(图1)。同时,叶片承受最大压力的部分需满足140MPa的最小屈服强度和2%的延伸率。

铝合金A356(AlSi7Mg04)以其可用性和优良的铸造性能被选定为铸造材料。在清澈的河水中,它显示出良好的耐腐蚀性。在铸造工艺方面,魁北克金属研究中心对两种生产工艺进行了检验——传统浇注砂型铸造和直接浇注砂型铸造。结果表明,如果两种浇注工艺的冶金性能相似,直接浇注工艺在较小砂箱中的成型更加容易,同时提高了产量、节省了加工费用。

研究人员比较了二者最佳的运行参数,如浇注温度和浇注时间。他们还测量了13个点的冶金特性,包括枝晶细度(二次枝晶间隙)和显微疏松,以及拉伸性能。

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