铝合金活塞铸造工艺数值模拟研究

针对铝合金活塞铸造成型过程中存在缩松、缩孔、晶粒尺寸不均匀等缺陷问题,利用Procast专业铸造有限元分析软件,进行了ZL108铝合金活塞铸造工艺的数值模拟研究,利用正交试验法考察了浇注温度、浇注速度、模具温度3个工艺参数,对数值模拟结果进行了晶粒尺寸、缩松缩孔分布、充型率等几个方面的综合评分.研究结果表明:最优的工艺参数组合为700℃的浇注温度、0.3 kg/s的浇注速度和150℃的模具温度.ZL108铝合金活塞铸造工艺数值模拟研究结果为壁厚不均匀的重要复杂零件铸造成型提供了理论指导,节省零件工艺优化设计的成本和时间.     

半固态A356铝合金坯料新制备工艺

采用近液相线法结合新SIMA法复合工艺制备半固态A356铝合金坯料,研究了浇注温度、等径角挤压（ECAP）和半固态处理温度、时间对坯料组织的影响。结果表明,适当的工艺参数可以制备出球状初生α-Al相晶粒的半固态A356铝合金坯料,其中较合理的工艺参数为：近液相线浇注温度为610℃,半固态保温温度为580℃,半固态保温时间为20min。     

复合材料风机叶片树脂传递成型过程工艺参数研究

基于有限元/控制体积法,对复合材料风力发电叶片树脂传递成型过程进行模拟分析。针对风机叶片制造引起的主要缺陷,对保压控制参数、溶体温度和模具温度等工艺参数对填充时间、浇注口压力以及叶片翘曲变形量的影响进行了数值分析。通过分析得出:随着保压压力的提高,浇注口压力增加,叶片制品的翘曲量减少;随着溶体温度的提高,浇注时间减少,浇注口压力降低;当模具温度提高,翘曲量随之降低。研究结果为叶片树脂传递成型工艺参数的设置和优化提供了理论参考。     

基于工艺参数调整的抗拉强度提升试验研究

通过分析和测试在不同压铸参数条件下拉力数值的变化,采用正交试验确定最佳工艺参数。试验结果表明,滚轮拉力要达到新的图纸要求,满足客户要求,最佳压铸工艺参数为浇注温度680℃,压射速度2.5 m/s,铸造压力64 MPa,高速区间83～86 mm,模具温度150℃。     

刹车盘成形热结构耦合分析

在有限元软件ANSYS中采用正交实验的方法确定了刹车盘成形的最佳温度参数为：浇注温度710℃、模具预热温度150℃、冷却水温度50℃。并用ANSYS对刹车盘成形过程的相变及热结构耦合进行了分析,得到了刹车盘毛坯和模具的温度场、应力场和变形。     

变形铝合金半固态挤压铸造技术研究

利用变形铝合金半固态挤压铸造工艺的成熟技术,对难以铸造成形的变形铝2A12材料半固态挤压铸造技术展开探索,分析变形铝2A12材料半固态挤压铸造难点,提出变形铝2A12材料半固态挤压铸造成形技术方案。经过大量工艺试验验证,分析问题,改进方案,获得了变形铝2A12材料半固态挤压铸造成形技术所能达到的铸件力学性能指标,得到了适合性能要求的相关铸造工艺参数及成形后固溶处理工艺参数,为进一步研究和探索变形铝合金2A12半固态挤压铸造技术的工程化应用奠定了工艺技术基础。     

金属型底浇式真空吸铸钛铝基合金凝固的有限元模拟

利用ProCAST软件计算了Ti-47Al-2W-0.5Si合金的热物性参数,并建立了金属型底浇式真空吸铸方法制备钛铝基合金叶片铸件的有限元模型,模拟了铸型温度、浇注温度、浇注速度对合金凝固过程的影响,得到了优化的浇注工艺参数,并进行了试验验证。结果表明:浇注温度的升高有利于缩孔缺陷的减少,浇注速度增大可使形成缩孔缺陷的趋势先减小后增大;铸型温度的提高有利于叶片隼部的补缩;优化的浇注工艺参数为浇注温度1 620℃、浇注速度1m·s-1、铸型温度20℃,在此条件下可获得几乎无缩孔缺陷的叶片铸件;模拟结果和试验结果相吻合,验证了所建模型的正确性。     

铁基高温合金叶片精密铸造工艺数值模拟研究

采用MAGMA铸造仿真软件模拟了K213高温合金在精密熔模铸造典型叶片工艺中的充型凝固过程，分析了该合金熔液在充型过程中的流体速度场分布、凝固过程的固相率分布、温度场分布、空隙分布等。模拟结果表明：叶片部位浇注过程中合金液始终处于高温状态，温度约为1 500℃;3 s后叶片部位冲型完毕，叶片边缘首先开始降温，最低温度约为1 400℃,仍高于合金熔点，不易发生缺陷；15 s冲型完毕后，叶片边缘部分区域温度降为约1 230℃;15 min后，在浇口与横浇道连接部位的中心位置温度仍在1 300℃左右，其余部位温度均降至熔点以下，表明补缩功能仍能继续。铸造过程产生的少量凝固缺陷主要集中在叶片根部的表面，对整体性能没有影响，这进一步表明所设计的浇注系统可以满足叶片精密铸造的生产需求。     

差速器齿轮锻造成形工艺优化研究

以汽车差速器齿轮为研究对象,对差速器齿轮进行了闭式冷锻成形工艺设计。采用有限元软件DEFORM对不同工艺参数下的成形过程进行模拟优化分析。通过改变冲头的运行速度以及模具与金属毛坯之间的摩擦因数等一系列参数,研究其对成形的影响。据此制定优化的工艺方案,完成其模具设计。     

成形速度及温度对无铆冲压连接工艺的影响

为研究成形速度及温度对无铆冲压连接的影响,选用5052铝合金作为研究对象,拟合了5052铝合金的Johnson-Cook本构方程,应用有限元软件Deform进行数值模拟,通过选取不同的冲头移动速度,对比分析了20℃与300℃温度下模具的载荷与接头强度的变化。结果表明:在20℃时,接头的嵌入量随冲头速度的提高而减小,难以在保证连接效率的前提下提高接头的抗剥离强度与模具的寿命;而在300℃时,接头的嵌入量随冲头速度的提高而增大,在提高连接效率的同时,接头强度与模具寿命也显著提高。     

Zr基非晶合金过冷液态区的微反挤压实验研究

利用微反挤压实验,研究了Zr55Cu30Ni5Al10大块非晶合金在过冷液态区域内的超塑性微成形工艺。选取不同的温度(705～735K,5K一个间隔)和不同的冲头速度(2μm/s～8μm/s,递增1μm/s)进行交叉实验,并对挤压成形过程以及影响成形的工艺因素进行了分析。结果表明,非晶合金的微反挤压过程可以分为四个阶段,且零件的挤压深度随成形温度的升高或冲头速度的降低而增大,在710～725K的温度范围内,零件的挤压深度对温度更敏感。低速或高温成形容易使坯料晶化,因此较为理想的挤压工艺条件为725K左右和6μm/s的冲头速度,在此条件下成功地挤压出了壁厚为0.1mm和0.05mm的微型杯零件,SEM显示该成形件杯口整齐,与模具尺寸的符合性较好。     

汽轮机叶片锻压成形参数的灰色多目标优化

为了得到较好质量的汽轮机叶片锻件,以影响汽轮机叶片锻造成形过程的毛坯初始温度、模具预热温度、锻压速度、摩擦因数四个主要工艺参数作为研究对象,运用灰色系统理论对汽轮机叶片的锻造成形过程展开了以控制锻件变形均匀性为目标的优化设计。以锻压过程中锻件变形均匀的同时变形应力最小作为优化目标,得到了各工艺参数在不同水平下与变形均匀性和变形应力的关联系数和关联度,确定了一组工艺参数的优选组合。经试验验证,变形均匀性与变形应力分别下降了10.1%与8.8%左右,起到了优化作用。     

铝合金车门内板挤压铸造工艺优化的有限元模拟

采用Flow-3D软件建立了ADC12铝合金车门内板挤压铸造过程的有限元模型,探讨了模具温度、浇注温度和压机下压速度对熔体充型状态的影响,对挤压铸造工艺进行了优化,并进行了试验验证。结果表明:浇注温度高于953K,充型结束时低于固相线温度的区域逐渐减小;模具温度会影响铸件充型边缘区域的温度;高速下压会产生过多的气孔、氧化渣夹杂,不利于铸件顺序凝固;当浇注温度不低于953K,模具温度不低于583K,压机下压速度为24mm·s-1时,可以成功制备结构完整的铝合金车门内板铸件;试验结果证明了模拟结果的正确性。     

半固态铸造技术研究的进展

半固态铸造是一种新的材料成形技术 ,采用半固态铸造技术成形可以实现产品的低成本、高产出及高质量。本文着重介绍了半固态铸造合金的坯料制备和成形方法 ,同时分析了搅拌速度和金属液冷却速度对一次相的影响 ,还对半固态合金微观组织的形成和演化以及充型过程数值模拟等进行了分析 ,提出了发展半固态铸造技术值得重视的问题     

压铸工艺对铝合金组织性能影响的研究进展

论述了压铸工艺条件下铝合金的凝固过程及特点，结合最近的研究进展，分析了压射速度、压射比压、浇注温度、模具温度4个压铸工艺参数对铝合金显微组织、铸造性能和力学性能的影响，并探讨了压铸铝合金组织与性能之间的关系。     

基于ProCAST的汽车发动机镁合金罩盖压铸过程模拟

采用了ProCast有限元模拟软件,模拟了不同工艺参数条件下,汽车发动机镁合金罩盖在压铸工艺下的充型过程和凝固过程,有效地预测了液态金属在充型过程及凝固过程中产生的缩孔和缩松等缺陷。并以此为依据,优化工艺参数,实现对铸造过程的控制,确定了浇注温度680℃、模具温度200℃为AZ91D镁合金汽车发动机罩盖较优的工艺方案,为缩减产品的试制、开发周期,降低生产成本,提高成品率,最终改善发动机罩盖的铸件质量和生产工艺参数的制定提供了依据。     

工艺参数对压铸AM60B合金流动性能的影响

采用液态压铸技术，研究了压铸工艺参数对AM60B合金流动性能的影响。试验结果表明，当浇注温度为680℃、模具温度为180℃、压射速度为3、0m／s，压射比压为75MPa时，压铸镁合金AM60B可以获得良好的流动性。     

充型压力对石膏型反重力铸造ZM5镁合金组织和拉伸性能的影响

将石膏型熔模铸造和反重力铸造工艺相结合,在不同充型压力下制备ZM5镁合金,研究了充型压力对镁合金石膏型薄壁件成形能力及合金铸态组织和拉伸性能的影响,得到了最佳的铸造工艺参数。结果表明:随着充型压力增大,铸态镁合金的组织明显细化;当充型压力为40kPa时,铸件的成形能力最好,镁合金的拉伸性能最佳,抗拉强度为(192±5)MPa,伸长率为(1.5±0.2)%;330~350℃的铸型预热温度、730~750℃的浇注温度、35~40kPa的充型压力能够满足镁合金薄壁件浇注的需要。     

基于正交试验的上壳体真空压铸工艺参数优化

基于正交试验方法对YZAlSi9Cu4上壳体压铸工艺参数进行优化分析,结果表明,压射速度对铸件密度的影响最大。综合对比分析,确定了指导企业生产上壳体的优化压铸工艺参数:压射速度为2.5m/s,浇注温度为690℃,模具初始温度为200℃,压铸的YZAlSi9Cu4上壳体验证了优化工艺参数的合理性。     

铁路轴承保持架浇注工艺的改进

铁路轴承保持架材料为铝青铜.改进前铁路轴承保持架离心浇注工艺为:浇注速度3 kg/s,浇注温度1 120～1 130 ℃,模具预热温度120～130 ℃,模具转速950～960 r/min.在离心浇注工序中,保持架出现了重皮、夹杂、气孔等许多缺陷,废品率比较高.现分析这些缺陷产生的原因并对铁路轴承保持架离心浇注工艺进行改进.