發(fā)布時間：2019-08-27 16:53

【摘要】：針對ADC12鋁合金壓鑄件縮孔及氣孔率較高的問題,運(yùn)用ProCAST軟件對鑄件的充型過程進(jìn)行仿真,結(jié)合鑄件的結(jié)構(gòu)特征,對鑄件縮孔及氣孔高發(fā)區(qū)進(jìn)行缺陷分析,并預(yù)測鑄件其他區(qū)域可能存在的缺陷問題,對現(xiàn)有鑄件的模具工藝進(jìn)行評估并改進(jìn)。結(jié)果表明,改進(jìn)后的鑄件毛坯結(jié)構(gòu)和模具型芯能夠減少和消除了縮孔及氣孔缺陷。
【圖文】：

２鋁壓鑄件的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，鑄件外形尺寸為１５０ｍｍ×７０ｍｍ×９０ｍｍ，呈直筒狀，兩端的補(bǔ)縮距離較長，在鑄件上側(cè)存在凸起狀結(jié)構(gòu)，類似于溢流槽結(jié)構(gòu)，易產(chǎn)生較多的縮孔及氣孔。鑄件下側(cè)為薄壁結(jié)構(gòu)，若補(bǔ)縮不足，易出現(xiàn)縮孔缺陷。在鑄件內(nèi)部有一處深腔薄壁環(huán)狀結(jié)構(gòu)，在加工過程中該處發(fā)現(xiàn)較多縮孔及氣孔。圖２為鑄件澆注排溢系統(tǒng)，，內(nèi)澆道設(shè)置在鑄件右端，將橫澆道、料柄等設(shè)置在鑄件下方，在金屬液最后充型的位置設(shè)置了兩個溢流槽，并在溢流槽后端加設(shè)排氣槽。（ａ）鑄件外形（ｂ）鑄件內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖１鑄件三維模型收稿日期：２０１５－０７－１３；修改稿收到日期：２０１５－０８－０２第一作者簡介：周輝，男，１９９０年出生，碩士研究生，浙江工業(yè)大學(xué)浙江省特種裝備制造與先進(jìn)加工技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，杭州（３１００１４），電話：１３７５７１４４４７８，Ｅ－ｍａｉｌ：４９１６２２２３５＠ｑｑ．ｃｏｍ［８］潘劍鋒．燃燒學(xué)理論基礎(chǔ)及其應(yīng)用［Ｍ］．江蘇：江蘇大學(xué)出版社，２０１３．［９］張劍云．關(guān)于中頻爐熔煉中合金元素?zé)龘p的探討［Ｊ］．鐵道機(jī)車車輛工人，２０１１（１）：９－１２．［１０］蔡悅民．硅酸鹽工業(yè)熱工技術(shù)［Ｍ］．武漢：武漢工業(yè)大學(xué)出版社，１９９７．［１１］朱玉琢，李炬．實(shí)用節(jié)能技術(shù)數(shù)據(jù)手冊［Ｍ］．長春：吉林科學(xué)技術(shù)出版社，１９８７．（編輯：袁振國）１２８１壓力鑄造特種鑄造及有色合金２０１５年第３５卷第１２期

圖２鑄件澆注排溢系統(tǒng)２數(shù)值模擬分析２．１模擬參數(shù)設(shè)置將鑄件在ＰｒｏＣＡＳＴ中的Ｖｉｓｕａｌ－ｍｅｓｈ模塊進(jìn)行網(wǎng)格劃分，并導(dǎo)入到ＰｒｅＣＡＳＴ模塊進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。鑄件材質(zhì)為ＡＤＣ１２鋁合金，表１為ＡＤＣ１２鋁合金的化學(xué)成分，表２為模擬參數(shù)。表１ＡＤＣ１２鋁合金的化學(xué)成分％ｗＢＳｉＣｕＺｎＦｅＭｎＭｇＰｂＡｌ９．６３．０１．００．９０．２０．１０．１余量表２模擬參數(shù)鑄件與模具傳熱系數(shù)／（Ｗ·ｍ－２·Ｋ－１）模具與空氣傳熱系數(shù)／（Ｗ·ｍ－２·Ｋ－１）壓射速度／（ｍ·ｓ－１）１０００－３澆注溫度／℃模具預(yù)熱溫度／℃６５０２２０２．２充型過程分析鑄件充型過程模擬結(jié)果見圖３�？梢钥闯觯�(dāng)ｔ＝０．０３４０ｓ時，金屬液在橢圓區(qū)域內(nèi)開始匯合，并向鑄件（ａ）ｔ＝０．０３４０ｓ（ｂ）ｔ＝０．０３６４ｓ（ｃ）ｔ＝０．０４０９ｓ（ｄ）ｔ＝０．０４３０ｓ（ｅ）ｔ＝０．０４７１ｓ（ｆ）ｔ＝０．０５１２ｓ圖３鑄件充型過程右端收攏，此處形成閉合區(qū)域，易造成卷氣現(xiàn)象，同時金屬液沖擊劇烈，流態(tài)紊亂并容易對模具造成損傷（見圖３ａ）。從壓鑄件充型時間圖（見圖４）可以看出，橢圓區(qū)域內(nèi)金屬液最后充填，排氣困難，同時此處的金屬液絕大部分為冷污金屬液，含雜質(zhì)較多。當(dāng)ｔ＝０．０３６４ｓ時，由于澆注方向的局限性，金屬液以較快速度優(yōu)先充填鑄件的側(cè)壁型腔（見圖３ｂ）。當(dāng)ｔ＝０．０４０９ｓ時，金屬液繼續(xù)向下充填，當(dāng)金屬液充填到鑄件左端時，并未充填鑄件下側(cè)，并形成狹長的鏤空狀（見圖３ｃ橢圓）。當(dāng)ｔ＝０．
【作者單位】： 浙江工業(yè)大學(xué)浙江省特種裝備制造與先進(jìn)加工技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【分類號】：TG292

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 張國俊;孫志平;鄒麗艷;;鑄造過程數(shù)值模擬的應(yīng)用與展望[J];熱加工工藝;2010年21期

【共引文獻(xiàn)】

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1 孫長波;尚偉;周君華;李波;李寶峰;;高溫合金擴(kuò)壓器整體精鑄過程的數(shù)值模擬及工藝優(yōu)化[J];材料科學(xué)與工藝;2014年01期

2 王明禮;;環(huán)件鑄造工藝數(shù)值模擬及試驗(yàn)[J];軸承;2014年12期

3 傅駿;藺虹賓;吳代建;殷國富;;基于文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)的國內(nèi)鑄造CAE文獻(xiàn)綜述[J];四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào);2015年02期

4 孫小亮;馬志英;裴小虎;楊弋濤;華勤;翟啟杰;;灰鑄鐵汽車制動盤濕砂型鑄造工藝的設(shè)計(jì)及數(shù)值模擬[J];上海金屬;2011年03期

5 龍偉;張恒華;楊弋濤;;A356鋁合金輪轂鑄造工藝的模擬研究[J];上海金屬;2012年01期

6 張華;陳豐;;基于AnyCasting的鎂合金輪轂低壓鑄造工藝優(yōu)化[J];熱加工工藝;2011年19期

7 劉愛敏;韓衍昭;王含英;;大型鑄件凝固過程的溫度場數(shù)值模擬[J];熱加工工藝;2012年15期

8 吳士平;王曄;吳光然;張建兵;肖文峰;;ZL205A合金殼體鑄件低壓鑄造工藝研究[J];特種鑄造及有色合金;2012年09期

9 張博;王建梅;黃玉琴;蔡敏;;軸承襯套離心鑄造凝固過程的數(shù)值模擬[J];特種鑄造及有色合金;2014年02期

10 王明智;陳剛;周志;;基于正交試驗(yàn)的鋁合金輪轂鑄造工藝參數(shù)優(yōu)化[J];熱加工工藝;2015年05期

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1 張涯飛;鋁合金輪轂低壓鑄造凝固過程溫度場數(shù)值模擬及模具工藝優(yōu)化[D];江蘇大學(xué);2009年

2 汪煦;摩托車用鋁合金輪轂的金屬型鑄造過程數(shù)值模擬與工藝優(yōu)化[D];江蘇大學(xué);2009年

3 葉晴;單管強(qiáng)冷制備半固態(tài)A356鋁合金漿料的實(shí)驗(yàn)研究及數(shù)值模擬[D];南昌大學(xué);2009年

4 王明娜;熱管技術(shù)在鋁合金摩輪成形中應(yīng)用的計(jì)算機(jī)模擬[D];沈陽理工大學(xué);2009年

5 來淑梅;砂型鑄件成形過程數(shù)值模擬研究及應(yīng)用[D];山東科技大學(xué);2009年

6 張晴朗;基于數(shù)值模擬的鎂合金缸體壓鑄工藝優(yōu)化[D];合肥工業(yè)大學(xué);2012年

7 史德旗;鋁銅合金連桿反重力擠壓鑄造與熱處理數(shù)值模擬分析[D];江蘇大學(xué);2010年

8 蔣巖;鋁合金支架壓鑄模具設(shè)計(jì)及工藝模擬[D];合肥工業(yè)大學(xué);2013年

9 鄧義昭;大型球墨鑄鐵件鑄造過程數(shù)值模擬及工藝優(yōu)化[D];湖南大學(xué);2013年

10 張博;油膜軸承離心澆鑄的數(shù)值模擬與工藝優(yōu)化研究[D];太原科技大學(xué);2014年

【二級參考文獻(xiàn)】

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1 秦國慶,李兆銓,彭懷樹,王勇;鋼板水冷條件下的溫度場分布[J];河北冶金;1999年01期

2 趙恒濤;米國發(fā);王狂飛;;鑄造充型及凝固過程模擬研究概況[J];航天制造技術(shù);2007年01期

3 許光明,李興剛,崔建忠;液固相鋁-不銹鋼板復(fù)合軋制溫度場的模擬計(jì)算[J];鋼鐵研究學(xué)報(bào);2000年04期

4 劉德智,董金祥,何志均;基于曲面模型的IGES前后置處理器的設(shè)計(jì)[J];計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào);1999年02期

5 趙玉濤;高強(qiáng)度、高延性鋁合金車輪材料的研究[J];江蘇理工大學(xué)學(xué)報(bào);1996年06期

6 張紅松,張希俊,張方;鑄造過程計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬的國內(nèi)外研究概況[J];昆明理工大學(xué)學(xué)報(bào)(理工版);2003年02期

7 陳永,伍兵,趙克文,楊素波;攀鋼板坯連鑄二冷配水模型的開發(fā)與應(yīng)用[J];煉鋼;2000年01期

8 吳戰(zhàn)越,王賞,宋德宏,趙志良;淺析低壓鑄造的工藝特點(diǎn)[J];煤礦機(jī)械;2002年03期

9 張正智 ,越人;國內(nèi)外鋁合金車輪制造業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J];汽車研究與開發(fā);2004年12期

10 谷蘭成,沈慶秋,陳淑香;金屬型重力鑄造摩托車鋁合金整體車輪[J];輕合金加工技術(shù);1999年02期

【相似文獻(xiàn)】

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1 胡紅軍;楊明波;羅靜;王春歡;陳康;;ProCAST軟件在鑄造凝固模擬中的應(yīng)用[J];材料科學(xué)與工藝;2006年03期

2 ;Reversing design methodology of investment casting die profile based on ProCAST[J];China Foundry;2010年02期

3 朱昌盛,王智平,朱昌鋒,王慶榮;基于ProCAST的鑄鋼大齒輪補(bǔ)縮能力的驗(yàn)證[J];中國鑄造裝備與技術(shù);2003年06期

4 賈相武;;基于ProCAST的拖車連桿頭鑄造工藝優(yōu)化研究[J];機(jī)電工程;2009年08期

5 李建生;胡建明;王威;;基于ProCAST的鋁合金壓鑄實(shí)例[J];模具制造;2010年10期

6 陳志雄;曾輝;尉雪萍;;基于ProCAST的梯度耐磨材料凝固溫度場模擬[J];鑄造技術(shù);2013年01期

7 朱昌盛,王智平,朱昌鋒;基于ProCAST的鑄鋼大齒輪的熱節(jié)分析[J];鑄造技術(shù);2004年02期

8 劉振偉;李湛偉;宋先躍;;基于ProCAST軟件的鑄造工藝分析與優(yōu)化[J];科協(xié)論壇(下半月);2009年01期

9 余四紅;賈相武;;基于ProCAST的殼體鑄件數(shù)值模擬鑄造工藝優(yōu)化[J];鑄造技術(shù);2010年10期

10 吳軍;周兆忠;張?jiān)?;基于ProCAST的鋁合金活塞砂型鑄造工藝分析[J];特種鑄造及有色合金;2014年01期

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1 楊智勇;韓建民;李衛(wèi)京;王金華;;利用ProCAST對側(cè)架溫度場的數(shù)值模擬和缺陷預(yù)測[A];2005年全國計(jì)算材料、模擬與圖像分析學(xué)術(shù)會議論文集[C];2005年

2 唐明來;陳超;;基于ProCAST模擬分析基爾試樣工藝改進(jìn)[A];2012(第22屆)重慶市鑄造年會論文集[C];2012年

3 Tang Haiyan;Li Jingshe;Yang Hongbo;;Process Optimization of Bimetallic Composite Pipe by Investment Casting Based on ProCAST[A];2012年計(jì)算機(jī)應(yīng)用與系統(tǒng)建模國際會議論文集[C];2012年

4 吳蘭鷹;王惠;;基于ProCAST的彎頭砂型鑄造模擬[A];北京力學(xué)會第18屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2012年

5 于百庫;李福;李玉山;;ProCAST二次開發(fā)及其在并行工程環(huán)境下的應(yīng)用[A];科技、工程與經(jīng)濟(jì)社會協(xié)調(diào)發(fā)展——中國科協(xié)第五屆青年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2004年

6 孫長波;周君華;尚偉;;基于ProCAST的大型復(fù)雜空心葉片精鑄過程數(shù)值模擬[A];2010年中國鑄造活動周論文集[C];2010年

7 王超;游龍;王自東;馮建;林國標(biāo);劉航;;基于ProCAST軟件的低壓鑄造充型過程的研究[A];2010年中國鑄造活動周論文集[C];2010年

8 劉滔;;錨杯鑄造澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)及模擬分析[A];2014(第24屆)重慶市鑄造年會論文集[C];2014年

9 鐘敘;柳葆生;侯延輝;;汽車電噴門體壓鑄數(shù)值模擬及試驗(yàn)驗(yàn)證[A];四川省力學(xué)學(xué)會2008年學(xué)術(shù)大會論文集[C];2008年

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3 于百庫;PROCAST在澳車轉(zhuǎn)向架上的應(yīng)用[D];哈爾濱理工大學(xué);2005年

4 王志偉;基于ProCAST的船用螺旋槳鑄造工藝優(yōu)化研究[D];大連海事大學(xué);2010年

5 劉楚威;基于ProCAST的Φ450電極錠澆注過程的模擬研究[D];遼寧科技大學(xué);2014年

6 陳仲昌;某型無人機(jī)發(fā)動機(jī)缸套鑄造過程模擬與分析[D];西北工業(yè)大學(xué);2007年

7 夏樂春;基于ProCAST船用柴油機(jī)汽缸套離心鑄造工藝設(shè)計(jì)與優(yōu)化[D];江蘇科技大學(xué);2013年

8 劉子輝;基于ProCAST的汽車發(fā)動機(jī)鎂合金罩蓋壓鑄充型及凝固過程模擬[D];吉林大學(xué);2009年

9 袁家偉;銅基觸媒合金板材制備技術(shù)研究[D];西安建筑科技大學(xué);2010年

10 劉運(yùn)兵;貨車轉(zhuǎn)向架搖枕鑄造過程數(shù)值模擬研究[D];西南交通大學(xué);2011年

本文編號：2529882