半固态高硅铝合金的热力学模拟

采用基于CALPHAD法的热力学模拟对Al-x Si-y Cu-z Mg半固态高硅铝合金进行合金成分的优化设计。实验以元素Si、Cu、Mg为因变量,对Al-Si-Cu-Mg四元高硅铝合金进行热力学模拟,并用DSC测试分析验证模拟结果,对合金成分进行了优化。结果表明:Cu、Mg是合金设计的两个关键元素,能显著影响液相体积分数对温度的敏感度以及温度间隔,而Si元素对其影响较小。结合半固态合金热力学设计判据,Al-17Si-4.5Cu-1.5Mg、Al-17Si-5Cu-1Mg和Al-17Si-4Cu-2Mg是较理想的半固态触变成形用高硅铝合金。     

环缝式电磁搅拌工艺对A357铝合金组织的影响

采用环缝式电磁搅拌流变连续铸造技术制备A357铝合金铸坯,分析了搅拌电流、搅拌频率和搅拌缝隙宽度对坯料显微组织的影响规律.结果表明:环缝式电磁搅拌流变连续铸造技术制备的A357铝合金铸坯的显微组织从边部到心部分布比较均匀,初生α(Al)相为球状或蔷薇状;随着搅拌电流或频率的增大,铸坯显微组织中蔷薇状初生α(Al)相明显减少,球状初生α(Al)相形貌越趋圆整;较小的搅拌缝隙宽度有利于获得均匀细小、球状的凝固组织.     

半固态AZ91D镁合金浆料的流变压铸过程数值模拟

在半固态AZ91D镁合金浆料表观粘度试验数据拟合的基础上,建立了半固态AZ91D镁合金浆料的表观粘度触变模型,并对AZ91D镁合金浆料在连杆型腔中的充填过程进行了模拟.模拟结果与实际充填结果符合,说明建立的AZ91D镁合金浆料表观粘度触变模型正确可行.模拟优化了连杆压铸件的压铸工艺,合适的压铸工艺参数为:浆料成形温度在590℃以上,内浇道充填速度为2.7 m/s,压射比压在40 MPa以上.     

Numerical simulation on rheo-diecasting mould filling of semi-solid key-shaped component

Based on the experimental data of apparent viscosity about semi-solid A356 aluminum alloy,the apparent viscosity model was developed and inserted into a commercial software Castsoft6.0,and a key-shaped component filling process was simulated.The simulation results are in good agreement with the experimental filling results,which indicates that the apparent viscosity model established is effective and available.The process parameters on the cavity filling of the key-shaped components have been optimized.The injection pressure should be more than 15MPa.the slurry flowing velocity in the in-gate should be more than 1.73m/s,and the slurry temperature should be over 585℃.     

充型散热对缩孔缩松缺陷预测的影响

充型过程所伴随的热量传播交换与散失,导致铸件凝固过程初始温度场分布的不均匀性,进而影响缩孔缩松缺陷的形成。为了更加准确地预测缩孔缩松的位置与大小,凝固模拟应建立在充型过程传热计算的基础上。用实例说明充型散热对缩孔缩松缺陷的影响。     

依据充型模拟确定铸件浇注温度

使用Sola--Vof法计算铸件三维充型过程。确定不同时刻各单元的体积函数值与自由表面方向，推出各单元在不同时刘的有效散热面积。综合考虑铸件充型过程所伴随的热传导、对流、辐射等现象，得到铸件充型结束时的温度场分布，并据此确定合适的浇注温度。     

半固态A356合金的流变压铸充填性与组织分布

试验研究了压射比压和压射速度对半固态A356铝合金流变压铸充填性的影响.试验结果表明:压射比压和试片的壁厚对新型方法制备的半固态A356合金浆料的充填性影响较大,试片壁厚越大,压射比压越大,型腔越容易充满;为了保证充满型腔,对于10 mm的试片,压射比压应≥15 MPa,而对于5 mm的试片,压射比压应≥20 MPa.压射速度对半固态A356合金浆料充填性也具有较大的影响,较高的压射速度有利于半固态A356铝合金浆料的充填;为了保证充满型腔,对于10 mm的试片,压射速度应≥0.384 m/s,而对于5 mm的试片,压射速度应≥1.152 m/s.流变压铸试片的组织分布很均匀,利于获得高质量的半固态A356合金压铸件.     

半固态挤压高硅铝合金二次加热的微观组织演变

本实验研究了半固态挤压高硅铝合金二次加热微观组织演变规律,以获得具有细小、近球状晶粒的组织。研究结果表明,二次加热功率和二次加热温度是影响二次加热过程的两大主要因素,随加热功率的增加,坯料心部和边部的组织差异变大,而随二次加热温度的升高,细小、不规则的晶粒逐渐长大并呈现出球化趋势。分析各工艺下的微观组织,得到适合于触变成形的二次加热工艺为:加热功率7 kW、加热温度530℃。此条件下获得的平均晶粒直径为35.2μm,抗拉强度为418.5 MPa。     

A357铝合金半固态流变压铸数值模拟

利用商业模拟软件Flow-3D对A357铝合金半固态流变压铸过程进行了研究。对不同压射压力和不同压射速度下的半固态流变充型流动状态及气孔分布进行了模拟,并对其凝固过程进行了模拟,最后通过试验对其进行验证。模拟及试验结果显示,随着压射压力与压射速度的增大,半固态熔体流动状态从层流向紊流过渡;同时压射压力和压射速度的增大对气孔分布也有一定的影响。模拟结果与试验结果基本保持一致,表明利用Flow-3D对压铸工艺进行参数优化是可行的,实现了压铸件性能提高的目的。