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SF6封闭式组合电器（GIS）是具有国际领先技术的输变电系列产品之一,其关键部件之一是高压开关罐体。我国目前多是采用砂型铸造,产品合格率低、成本高。因此,为了解决大型高压开关罐体整体低压铸造生产问题,本课题以076号罐体为研究对象,采用低压铸造整体铸造,并对低压铸造工艺进行优化,其目的是提高罐体的合格率、内在与外观质量以及综合力学性能。 首次采用卧筒环形缝隙式浇注系统设计方案,解决罐体充型困难的问题。根据低压铸造充型流动的特点,利用Z-Cast铸造工艺数值模拟软件研究高压开关铝合金罐体低压铸造充型及凝固过程。 在模拟的基础上,推导出升液管上口处合金液的平均上升速度公式,即lgv充=213.54-19.3lgV+20.3lgδ+25.3lgh-43.93lgT浇-12.98lgT模。应用表明,该公式与实际生产具有较好的吻合性,可以指导低压铸造充型过程的工艺设计。 根据模拟结果,分析凝同过程缺陷的产生原因,提出缺陷的预测方法,从而确定出生产高压开关铝合金罐体合理的工艺参数:T模=300℃左右,T浇=700℃左右,T砂=150℃左右,升液压力0.0300MPa,升液时间35s,充型压力0.0566MPa,充型时间44s,保压时间2s,增压压力0.0745MPa,增压时间5s,增压保压时间50s,空冷时间80s。 采用本课题优化后的工艺生产高压开关罐体,535℃（±5℃）×5h+水淬+170℃（±5℃）×8h空冷热处理后AlSi1+0Mg合金罐体本体σb=245MPa,δ5=4.3%,HB=110.5,罐体的力学性能达到了DIN1725标准。通过无损探伤、打压试验表明,其罐体内无明显缺陷,且气密性达到技术要求。说明,本课题优化后的工艺与实际生产相吻合。