A356半固态触变充型与压铸充型过程模拟比较

利用商业软件Flow-3D，模拟了A356合金半固态触变压铸和普通压铸的充型流动过程。模拟结果表明：相同模具结构中的半固态压铸和普通压铸充型过程，半固态流动平稳，普通压铸由于湍流流动，因而容易出现气孔、卷气夹杂等缺陷。半固态触变压铸和普通压铸具有相同的流动通道。     

半固态A356铝合金微凸台阵列触变成形充型过程数值模拟

为改善微凸台阵列结构的半固态触变成形充型效果,采用Deform 2D软件,模拟研究半固态A356铝合金在微凸台阵列触变成形过程中的流动特性和充型行为。在有限元分析中,将微凸台简化为二维平面上深度固定,宽度和位置逐渐变化的凹槽,模拟分析触变成形工艺参数(坯料温度、冲头速度、模具温度)和模具结构参数(凹槽深宽比、模具占空比、凹槽位置)对微凸台阵列充型效果的影响。数值模拟结果表明:坯料在触变成形过程中,液相率应保持在40%-50%;随着冲头速度的降低,边缘微凸台的径向充型增加;模具温度的提高有助于增加坯料在触变成形过程中温度的均匀性,从而减少微凸台的弯曲或折叠;凹槽深宽比越小,微凸台充型越好;微凸台径向充型随着模具占空比的增加而增加,随着微凸台与坯料轴线距离的增加而越来越不均匀。     

A356合金半固态充型过程的数值模拟

利用ANSYS有限元软件分别对A356合金轮毂压铸件在不同充型温度、压射速度条件下,半固态浆料的流动及其传热现象进行了耦合数值模拟。通过模拟结果的分析,考察了充型温度及压射速度对充型过程中半固态浆料流动及温度分布的影响,发现当充型温度为590℃、压射速度为5m/s时,半固态浆料充型效果最理想,有利于获得组织致密的成形件,为A356合金半固态压铸成形工艺的制定和优化提供了依据。通过试验,对数值模拟所获得的工艺参数进行了验证。     

液相线半连续铸造A356铝合金触变成形的组织与性能

研究了液相线半连续铸造法制备A356铝合金半固态浆触变成形并经固溶时效处理后的组织与性能，结果表明，触变成形与热处理后的A356件，其σb值达到238MPa,δ5达到17％，此结果为液相线半连续铸造A356铝合金触变成形的深入研究奠定了基础。     

基于ProCAST的挤压铸造重载车轮铸件成形过程数值模拟

为了模拟A356挤压铸造重载车轮铸造工艺是否合理,使用铸件成形过程数值模拟软件Pro CAST进行了分析。分析了A356挤压铸造重载车轮铸件充型过程、凝固过程以及温度场在各时间段的状态,确定了铸件的工艺方法和可能出现的缺陷部位。通过模拟分析,确定了铸造工艺方案,为实际生产提供了理论指导。     

半固态铝合金铸件触变充型过程的模拟

在充分考虑半固态A1Si7Mg合金触变充型过程中压力和速度变化特征基础上，建立耦合半固态表观粘度的三维流场数学模型，确定固定流量的入流边界条件和约束滑动型壁边界条件以及保持入流温度不变的初始条件，并采用SOLA—VOF法对铝合金件的触变充型过程进行了模拟计算。结果表明，由于半固态表观粘度随剪切速率增大而下降，造成局部浆料充型速度的复杂变化，从而使半固态合金呈现剪切变稀的触变成形特点。由于充型时间极短，浆料在充型过程中降温小于1℃。刹车泵体模拟计算结果展示了模拟与实际成形结果的一致性。     

铝合金端盖件压铸工艺的数值模拟

运用铸造模拟软件Procast对一模四腔的A356铝合金压铸零件进行数值模拟,分析铸件的充型凝固过程,预测缺陷。结果显示：在压射速度为2．5m／s,浇注温度为650℃,模具温度为240℃的条件下四腔同时充填,充型平稳,排气良好,得到充型完整、无缩松缩孔、气孔倾向小的铸件。     

半固态A356压铸件充型与凝固过程的数值模拟

利用ProCAST软件对A356合金半固态压铸件下壳体进行耦合数值模拟。结果表明,在模具温度为220℃,充型温度为590℃、压射速度为5m/s时,半固态浆料充型平稳,温度场分布均匀,减少了缩孔、缩松等缺陷,为A356合金半固态压铸成形工艺的制定和优化提供了依据。采用此工艺参数,生产出合格铸件。在该件上所需部位可以钻螺纹孔,与其他零件装配使用。通过试验,验证了数值模拟优化工艺参数的合理性。     

铝硅合金复合材料的半固态成形仿真模拟

采用有限元软件对A356/A390合金复合材料的半固态触变挤压工艺进行仿真模拟,研究了成形过程双金属坯料的充型情况,同时探讨了挤压速度对复合成形的影响。结果表明,异种材料充型相对独立、所需载荷很小,复合界面处质点在变形过程中既有剪切变形又有稳定受压。挤压速度较慢时,复合界面处坯料温度、应力不均匀性较大,复合界面线略微偏靠制件中部下表面一侧;挤压速度较快时,复合界面线严重偏靠制件中部上表面一侧,制件底部稍有未完全充满。上模挤压速度为120mm/s时,复合界面处坯料温度、应力较为均匀,充型完整,复合界面线成直线居中。     

6061铝合金半固态成形过程数值分析

在热模拟压缩试验的基础上,对半固态触变成形本构关系及半固态流变黏度模型进行了研究并给出了相应的本构方程.采用DEFORM-3D模拟了6061铝合金轮毂半固态触变成形过程,进行了模具优化和成形力的分析.采用ANYCASTING模拟了两种铝合金零部件的流变成形,分析了模具尺寸、充型温度及充型速度对铝合金半固态浆料充型过程的影响,获得了最佳半固态成形工艺,并对铸件缺陷进行了预测分析.     

铝合金支架压铸数值模拟及压铸工艺研究

利用ProCAST铸造模拟软件,对铝合金压铸件支架充型、凝固过程进行了数值模拟,得到了速度场、温度场的分布和变化规律。结果表明,浇注温度对压铸铝合金的模拟结果影响最大,其次为模具预热温度、充型速度。本试验条件下得到的优化工艺参数:浇注温度为600℃,模具预热温度为200℃,充型速度为2.5m/s。按照优化后的压铸工艺参数进行生产,得到了合格的铸件。     

铝合金发动机支架浇注系统数值模拟与工艺优化

针对铝合金摩托车发动机支架在压铸生产中充型不合理导致模具局部温度过热以及铸件充型远端容易出现冷隔缺陷等问题,运用数值模拟方法对压铸工艺过程进行分析,发现内浇道结构不合理是导致以上问题的主要原因.据此,对内浇道的设计进行了优化,同时改进了模具结构.实际生产表明,改进后的内浇道形成了较理想的流态,使模具温度分布均匀,同时消除了铸件充型远端的冷隔缺陷.     

半固态铝合金压铸充型凝固过程数值模拟研究

采用有限元数值分析软件对铝合金转向泵支架的牛顿流体和半固态流体压铸成形过程以及凝固分数变化过程进行数值模拟与分析,基于模拟结果和新山判据,对可能出现的铸造缺陷进行预测.模拟结果表明:与牛顿流体相比,铝合金半固态流体充型更加平稳.半固态流体凝固过程中,铸件温度呈现顺序凝固的趋势,铸件内部能得到冒口的及时补缩,有助于铸型中的气体的排出和铸件成形质量的提高.     

A356铝合金半固态触变成形件的缺陷分布及控制

通过缺陷显微分析、力学性能测试以及计算机模拟对A356铝合金触变成形的样件进行了详细分析.结果表明,半固态成形的流场状况对于缺陷的产生和分布规律有显著的影响,进而也影响了样件的力学性能.通过改善半固态的流场,可明显减少缺陷,提高力学性能.     

AM60镁合金空调机支架充型过程的数值模拟

运用模拟仿真软件FLOW-3D对AM60镁合金空调机支架在压铸过程中的充型过程、温度场进行了仿真模拟,对缺陷的分布情况进行了分析,进而对压铸工艺参数进行优化。     

Deformation mechanism and forming properties of 6061Al alloys during compression in semi-solid state

The 6061 semi-solid aluminium alloy feedstocks prepared by near-liquidus casting were compressed in semi-solid state by means of Gleeble-3500 thermal-mechanical simulator. The relationship between the true stress and the true strain at different temperatures and strain rates was studied with the deformation degree of 70%. The microstructures during the deformation process were characterized. The deformation mechanism and thixo-forming properties of the semi-solid alloys were analyzed. The results show that the homogeneous and non-dendrite microstructures of semi-solid 6061Al alloy manufactured by near-liquidus casting technology could be transformed into semi-solid state with the microstructure suitable for thixo-forming which are composed of near-spherical grains and liquid phase with eutectic composition through reheating process. The deformation temperature and strain rate affect the peak stress significantly rather than steady flow stress. The resistance to deformation in semi-solid state decreases with the increase of the deformation temperature and decrease of the strain rate. At steady thixotropic deformation stage, the thixotropic property is uniform, and the main deformation mechanism is the rotating or sliding between the solid particles and the plastic deformation of the solid particles.     

Numerical simulation on thixoforging of electronic packaging shell with SiCp/A356 composites

Based on the research of modern electronic packaging materials, thixo-forming technology was used to fabricate electronic packaging shell. The process of thixo-extrusion with SiC_p/A356 composites was simulated by the finite element software DEFORM-3D, then the flow velocity field, equivalent strain field and temperature field were analyzed. The electronic packaging shell was manufactured by extrusion according to the results from numerical simulation. The results show that thixo-forming technology can be used in producing electronic package shell with SiC_p/A356 composites, and high volume fraction of SiC_p with homogeneous distribution can be achieved, being in agreement with the requirements of electronic packaging materials.     

铝合金汽车中间轴螺塞半固态触变模锻研究

对Y112铝合金进行半固态触变模锻实验，确定了该试验最优的半固态二次加热工艺参数。研究表明，模锻后零件中的晶粒基本保持了半固态成形前坯料的颗粒状，说明在触变成形过程中坯料的流动方式是以液相包裹着同相颗粒的方式进行的。并将数值模拟数据与实验成形力曲线比较，结果二者数值和变化趋势基本吻合，说明数值模拟能够为分析整个锻造过程提供有效的依据，能够从结果中获得较为符合实际的材料流动规律和塑性行为。     

圆锥破碎机传动轴架的铸造工艺设计及模拟优化

运用传统的铸造工艺设计方法对圆锥破碎机传动轴架铸造工艺进行了初步设计,利用V-Cast模拟软件,对传动轴架初始工艺的充型和凝固过程进行了数值模拟,分析了初始工艺产生缺陷的部位和原因。在此基础上,通过添加冷铁,优化了铸造工艺,对优化工艺再次进行了模拟。模拟结果显示,优化工艺实现了传动轴架的顺序凝固,消除了缩孔、缩松等缺陷。生产实践表明,采用优化工艺生产的传动轴架内部组织致密,符合技术要求。