挤压铸造机压射液压系统性能仿真分析

以4000 t大型智能半固态挤压铸造机为研究对象，搭建压射液压系统仿真模型，通过仿真分析直观地展现了关键参数变化对压射系统性能的影响。仿真结果表明：压射系统动力源选用蓄能器，可完全实现工艺和设备要求。压射蓄能器容积对压射阶段的速度无影响，但随着容积的增大，增压开启时间越早；增压蓄能器容积对压射系统几乎无影响。压射蓄能器设定压力越大，压射阶段可达到的最大压射速度越大，增压开启时间越早，但随着压射蓄能器设定压力减小，无法实现增压；增压蓄能器设定压力对压射阶段无影响，但增压蓄能器设定压力越大，增压后的压力越大。压射蓄能器和增压蓄能器参数影响压射系统性能，需要对液压元件进行合理匹配。研究结果可为后续挤压铸造机压射控制系统的设计提供依据。     

挤压铸造比压对晶粒尺寸的影响

指出挤压铸造比压是影响晶粒尺寸的主要因素之一，分析了晶粒尺寸与合金状态图，热力学及动力学之间的关系。阐述了挤压铸造比压对形核率及成长线速度的影响，列举了各种零件材料挤压铸造的比压及其他工艺参数。     

挤压铸造对Al-Si-Cu合金组织与性能的影响

对体育器械用Al-Si-Cu合金进行了挤压铸造处理,研究了不同挤压铸造比压对合金硬度和显微组织的影响,并分析了挤压铸造合金不同区域的初生硅和枝晶形态。结果表明,随着挤压铸造比压的增加,合金的布氏硬度呈现先增加而后降低的趋势,在挤压铸造比压为630 MPa时取得硬度最大值;不同挤压铸造比压下的合金中都主要为块状的初生硅相、珊瑚状的共晶硅相、短棒状的Al2Cu相和鱼骨状的Al Si Cu Mg相;随着挤压铸造比压的增加,合金中的α-Al枝晶不断增大,而枝晶间距不断减小,同时初生硅的尺寸有所细小、棱角逐渐钝化。     

铝合金挤压铸造若干技术问题的讨论

叙述了挤压铸造的基本特点，对液态挤压铸造机要求具备低流速大流量平衡充填铸型和瞬时增压的能力。参考国内用油压机作挤压铸造机的设备和对由此所产生的铸件缺陷作了具体分析，并对我国挤压铸造今后的发展提出了一些建议。     

铝合金汽车汽缸体局部增压铸造技术研究

以过共晶B390铝合金汽车汽缸体为对象,研究了挤压铸造-局部增压铸造过程中的增压起始时间和增压压入量对铸件组织的影响。结果表明,通过在汽缸体厚壁热节处设置增压通道实施局部增压,采用10s的增压起始时间和20mm的增压压入量,很好地解决厚壁处易产生缩松、缩孔等缺陷的问题。制造的汽缸体经T6热处理后,铸件抗拉强度、硬度(HB)和伸长率分别达到305MPa、137和4.8%,随机抽取的试样通过了1.38MPa的卤素气体检漏试验。     

工艺参数对ADC12铝合金连杆端盖挤压铸造过程的影响

利用挤压铸造工艺制造了ADC12铝合金连杆端盖零件,分析了浇注温度和比压对挤压铸造零件力学性能的影响。结果表明,采用挤压铸造工艺可以成功地制造出具有较高的表面品质和力学性能的ADC12铝合金连杆端盖零件。浇注温度和比压对挤压铸造连杆端盖的力学性能有着较大影响,最佳的浇注温度和比压分别为700℃和250MPa,此时其抗拉强度达到366MPa,伸长率达到6.5%。     

挤压比压对Al-Si合金组织性能的影响

采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、硬度和拉伸性能测试等手段,研究了重力铸造和不同比压挤压铸造AlSi合金的显微组织与力学性能,并分析了微观组织演变及其作用机理。结果表明,重力铸造Al-Si合金中存在亮白色短棒状Al2Cu相、白色鱼骨状AlSiCuMg相、黑色块状初生硅相以及灰色珊瑚状共晶硅相;不同比压挤压铸造Al-Si合金中初生硅相的数量随着比压的增加而减小,尺寸逐渐细化,而且Al2Cu和AlSiCuMg相的数量也不断变少、尺寸变小;不同比压挤压铸造条件下的Al-Si合金的布氏硬度都要高于重力铸造的Al-Si合金,且随着挤压比压的提高,合金的布氏硬度呈现先增加而后降低的趋势;相对于重力铸造Al-Si合金,600 MPa下挤压铸造得到的Al-Si合金的抗拉强度和伸长率分别提高了25.4%和202.1%。     

ZL201合金挤压铸造薄壁筒形件的组织与性能

采用挤压铸造工艺加工出了ZL201合金薄壁筒形件，并对其组织与性能进行了研究。结果表明：ZL201合金适合于用挤压铸造工艺生产薄壁中、小型工件；经济压铸造工艺加工出的薄壁筒形件几乎没有铸造缺陷，强度比砂型铸造提高约54％，伸长率提高约17％，显微组织比砂型铸造细密均匀。在挤压铸造过程中，薄壁筒形件的塑性变形由外向里进行，显微组织呈梯度变化。     

挤压压铸技术在汽车、摩托车精密铸件上的应用

介绍挤压压铸技术的特性，提出将普通压铸机改造为挤压压铸机，应用挤压压铸工艺的思路，以挤压压铸对重力铸造、低压铸造、差压铸造以及其他特种铸造成形工艺的替代，满足中国汽车、摩托车铸件对挤压压铸工艺生产的需要。     

挤压铸造对过共晶Al-Si-Cu-Mg合金组织与性能的影响

研究了比压对挤压铸造Al-17.5Si-4Cu-0.5Mg-0.1Mn合金的显微组织和力学性能的影响规律。结果表明,在压力下凝固时,合金的显微组织发生明显改善,力学性能大幅提高。且在一定压力范围内,随着挤压力的增加,α(Al)枝晶明显细化,枝晶间距减小,共晶Si相、Al2Cu相等强化相尺寸减小,力学性能提高;但当挤压铸造比压达到850 MPa时,合金的硬度和强度反而略有下降。与此同时,合金的伸长率却随着挤压铸造比压的增大持续升高。因此,比压为670 MPa时,挤压铸造Al-17.5Si-4Cu-0.5Mg-0.1Mn合金获得较好的组织与性能。     

凸式冲头挤压铸造中比压的数值模拟分析

作为挤压铸造中的一个重要参数,比压严重影响铸件的组织和性能。利用有限元法对凸式冲头挤压铸造进行了热力耦合数值模拟,分析了A356合金铸件比压与显微组织和力学性能的关系,得到了经济的临界比压。结果发现,随着比压增大,缩孔、缩松缺陷逐步减少,直至基本消失。进一步加大比压后,变化不明显,反而增加了模具的负担。随着比压增大,组织晶粒逐步细化,达到120MPa时,晶粒尺寸减小了8%,另外,二次枝晶间距缩小了12.5%,但当比压继续增大之后,没有出现继续细化,反而有粗化的趋势。     

挤压铸件优质化技术进展

概述了国内外在生产高致密度、高力学性能、高耐磨铝合金挤压铸件，以及大型复杂铝合金挤压铸件方面的新技术，对于挤压厚大的复杂零件，可使用局部补压技术消除厚大处的缩孔缩松。对于高致密度高力学性能零件，挤压时采用真空液态挤压铸造系统，可生产高质量的挤压件；对于耐磨损零件一般采用高硅铝合金和陶瓷增强铝基复合材料。对复杂内腔的零件，可用可溶性盐芯和易溃散砂芯解决难成型问题。挤压铸造在实践中得到发展。     

Al-Si活塞挤压铸造工艺研究

从铸件毛坯图与模具的设计入手,研究了190型Al-Si活塞的挤压铸造工艺。结果表明,190型Al-Si活塞挤压铸造合适的加压压力为71.3～79.2MPa,加压开始时间不超过60s,加压速度为0.004～0.006m/s,保压时间为110～130s。另外,对模具的预热、涂料、浇注与扒渣等工艺及铸造质量进行了分析。     

低压铸造铝合金薄壁件成型压力因素模拟

采用有限元模拟仿真软件对铝合金汽车座椅骨架低压铸造工艺进行数值模拟,研究了低压铸造加压工艺中的充型压力、充型加压速率及增压压力对铸件缩松缩孔的影响.模拟结果表明:充型压力和充型加压速率的提高,有助于提高薄壁件的充型能力;对于特定的薄壁件,存在一个临界增压速率,使得缩松缩孔率最小.另外,随着增压压力的提高,缩松缩孔率减小.     

挤压铸造ZA27合金大高径比铸件

通常挤压铸造仅适用于高径比小于3.5的铸件,研究大高径比铸件的挤压铸造将扩大这种先进铸造技术的应用范围.用试验和计算机模拟的方法,研究了高径比为7的ZA27合金铸件的力学性能、凝固过程中铸件内的温度、压力以及缩松的分布.结果表明,增加挤压铸造的压力不能有效地减少大高径比铸件的缩松缺陷;合理控制浇注温度和铸型预热温度能有效地消除大高径比铸件内的缩松,获得力学性能高且均匀的铸件.     

填充式间接挤压铸造及全卧式LK/HH型挤压铸造机的开发

挤压铸造近年来发展很快,填充式间接挤压铸造法尤为突出.在国外,适合这种挤压铸造方法的挤压铸造机通常有VV、HV和HH 3种型式;国内领先开发的一种全卧式HH型挤压铸造机,具有压铸与挤压铸造双功能的特点.LK/HH挤压铸造机依靠一种自行开发的慢压射技术,保证了压射冲头沿水平方向向前推送金属液使之充满整个压室,从而避免了压室内上部气体卷入金属液内,是解决铸件内部孔隙(或孔洞)问题的一个有效途径.     

5083合金挤压铸造工艺的研究

以5083合金为原材料进行挤压铸造工艺试验.采用正交试验和极差分析法确定了最佳工艺条件--比压为125MPa,浇注温度为670℃,保压时间为15s.对该工艺条件下试样的微观组织和力学性能进行了分析.结果表明,与普通铸造成形制件相比,挤压铸造成形制件微观组织更加细小、均匀,综合力学性能显著提高,达到或者接近了原热模锻工艺水平.     

汽车镁合金控制臂挤压铸造缺陷的预测分析

结合数值模拟,研究了镁合金汽车控制臂挤压铸造过程中的温度场和速度矢量场,分析了在挤压铸造过程中可能出现的缺陷。结合后期试验,对零件缺陷出现的位置、尺寸以及是否符合产品安全性能指标要求进行验证分析。结果表明,在浇注温度为680℃,挤压速度为1m/s,增压压力为70MPa时生产的镁合金汽车控制臂,其缺陷的分布和尺寸均在安全指标范围之内,零件结构设计和成形工艺方案符合性能要求。     

压力场对ZL101铝合金消失模铸造性能的影响

采用自行研制的压力凝固试验装置,研究了ZL101铝合金消失模铸造过程中,不同的压力和加压速率对铸件性能的影响.试验结果表明,随着外加压力的增加.铸件的密度和力学性能逐步提高,孔隙率显著降低,当外加压力达到0.5MPa以上时,ZL101消失模铸件的力学性能提高趋缓;加压时,不同的加压速率对消失模铸件的密度及性能影响很大,当加压速率为0.003～0.030 MPa/s时,铝合金消失模铸件性能较好;由于在压力下凝固,ZL101铝合金消失模铸件针孔等缺陷减少、密度提高,铸件耐腐蚀性进一步提高.