借助ProCAST軟件,對A356鋁合金構(gòu)件擠壓鑄造過程進行了數(shù)值模擬研究。結(jié)果表明,凝固從鋁熔體與模具的接觸面開始,拐角區(qū)中心處最后凝固。隨澆注溫度和模具溫度升高,凝固時間增加,但比壓的增加導(dǎo)致凝固時間縮短。拐角區(qū)等效應(yīng)力最大,中心區(qū)等效應(yīng)力最小。隨澆注溫度和模具溫度升高,最大等效應(yīng)力下降。最優(yōu)工藝參數(shù):澆注溫度為680～720℃,模具溫度為200～300℃,比壓大于200MPa。成形試驗表明,在優(yōu)化工藝參數(shù)下,成形件充型完整,表面品質(zhì)高,組織致密,無鑄造缺陷。 

【文章來源】：特種鑄造及有色合金. 2020,40(07)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

模具和鑄件的三維造型圖及其二維網(wǎng)格圖

圖2是澆注溫度為700℃，模具溫度為250℃，比壓為200MPa時，A356鋁合金擠壓件凝固過程在不同時間的溫度分布。從圖2a可以看出，t=0.13s時鋁液與模具接觸的區(qū)域溫度迅速下降，鑄件表面溫度在580℃左右（即將凝固），而鑄件內(nèi)部的溫度均在700℃左右。從圖2c可以看出，當(dāng)t=0.58s時，鑄件的固相率為15.6%，鑄件表面已經(jīng)凝固出一層金屬殼，而在內(nèi)部區(qū)域溫度在670℃左右，鑄件的高溫區(qū)域的溫度在700℃左右。這是由于熱量是通過模具來散熱的，所以越靠近模具的鑄件部位其溫度也就越低。隨著時間延長，鑄件固相區(qū)域越來越多，但凝固順序是從鑄件表面向內(nèi)部區(qū)域凝固的，其中心部位比兩邊拐角區(qū)域中心部位更加靠近模具，所以其鋁液溫度下降反而比兩邊要快，見圖2d和圖2e。圖2f是完全凝固時的溫度分布，此時鑄件表面的溫度在400℃左右，內(nèi)部區(qū)域的溫度在550℃左右，相差較大。綜上，當(dāng)鋁液與模具接觸時，表面溫度迅速下降，其表面開始凝固，中心區(qū)域溫度下降較慢，而鑄件下凹拐角的中心處的溫度下降最慢。

圖4是鋁合金件在澆注溫度為700℃、模具溫度為250℃、比壓為200MPa條件下擠壓鑄造過程中固相率隨時間的變化曲線�？梢钥闯�，隨著時間增長，固相率逐漸增加，并且曲線的斜率越來越小，這說明固相率增加速率越來越慢。圖4 A356鋁合金擠壓鑄件凝固過程中的固相率隨時間變化

【參考文獻】：
期刊論文
[1]復(fù)合擠壓鑄造Al/Al-Cu雙金屬宏觀復(fù)合材料中界面相互作用的模擬與實驗驗證（英文）[J]. Mohammad Hossein BABAEE,Behzad NIROUMAND,Ali MALEKI,Meysam LASHANI ZAND.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2019(05)
[2]基于ProCast的汽車制動器殼體擠壓鑄造工藝數(shù)值模擬[J]. 郝剛,劉艷春.  熱加工工藝. 2019(09)
[3]7001高強鋁合金擠壓鑄造過程的數(shù)值模擬分析[J]. 羅岑弘,趙武.  熱加工工藝. 2018(09)
[4]基于數(shù)值模擬的鋁合金汽車行李箱蓋內(nèi)板擠壓鑄造[J]. 劉筱,朱必武,李落星,蔣斌.  鑄造技術(shù). 2017(02)
[5]汽車前副車架擠壓鑄造數(shù)值模擬研究[J]. 許若震,姜銀方,孟祥豹,楊青,孫玨,殷蘇民.  熱加工工藝. 2016(21)
[6]我國擠壓鑄造技術(shù)研究現(xiàn)狀及展望[J]. 羅繼相.  大連交通大學(xué)學(xué)報. 2016(05)
[7]鋁合金輪轂浮動陰模擠壓鑄造工藝研究[J]. 侯立群,邢志媛,喬小蒙,賈建平,郝海,張海軍.  特種鑄造及有色合金. 2015(04)
[8]汽車發(fā)動機附件支架擠壓鑄造數(shù)值模擬研究[J]. 李春龍,鄭偉剛,陽鑫,劉志軍.  熱加工工藝. 2015(01)
[9]發(fā)動機連桿擠壓鑄造數(shù)值模擬研究[J]. 劉振,萬鵬,姜銀方,龍昆.  熱加工工藝. 2014(17)
[10]AlSi7Mg連桿半固態(tài)擠壓鑄造成形數(shù)值模擬[J]. 朱曉紅,張衛(wèi)東,盧艷宏.  熱加工工藝. 2012(21)

碩士論文
[1]A356鋁合金流變擠壓鑄造工藝及數(shù)值模擬研究[D]. 胡傳林.南昌大學(xué) 2016
[2]鋁合金變速箱箱體雙重擠壓鑄造工藝與性能研究[D]. 許若震.江蘇大學(xué) 2016
[3]鋁合金特種車輛端蓋液態(tài)模鍛工藝研究[D]. 劉寧寧.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[4]ZL205A鋁合金汽車空調(diào)器搖盤液態(tài)模鍛工藝研究[D]. 孫艷茹.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011



本文編號：3020153