A356铝合金轮毂半固态挤压铸造成形数值模拟

通过建立A356铝合金的半固态表观粘度模型,采用计算机模拟方法对A356铝合金轮毂半固态挤压铸造成形工艺进行了研究.通过分析挤压速度、半固态浆料充填温度及模具预热温度对铝合金轮毂半固态成形性能的影响,探讨了不同条件下的金属流动特点和温度分布规律.结果表明,对该尺寸铝合金轮毂的最佳成形工艺:半固态浆料充填温度为600℃,模具预热温度为300℃,挤压速度为5 mm/s,保压时间为25 s.     

A356合金连杆半固态挤压铸造工艺参数的优化

基于ProCast2008软件平台,用其自带的非牛顿流体模型Power Law Cut-Off (PLCO)来建立流动模型,对A356合金连杆半固态挤压铸造铸造的充型和凝固过程进行了数值模拟.研究了浇注温度、冲头速度、模具预热温度等主要工艺参数对连杆半固态挤压铸造铸件成形品质的影响规律,获得了连杆半固态挤压铸造铸造的合理工艺参数:浇注温度为576～583℃、模具温度为200～250℃、冲头速度为0.1-0.5 m,s-1.在该工艺参数下进行成形,金属浆料填充平稳,凝固时间较短,挤压铸件缺陷少.     

半固态A356铝合金流变挤压铸造工艺

将剪切低温浇注式半固态流变制浆方法(LSPSF)与直接挤压铸造工艺相衔接,开发了一种浆料制备与零件成形相分离的流变成形系统;在YB32-300型四柱万能液压机上成功进行了铝合金弹壳体(深筒薄壁件)流变挤压铸造试验,并研究了成形件不同部位的显微组织.结果表明,新开发流变成形系统可以解决定量浇注与浆料输送问题,获得表面品质优异的成形件,且工艺流程简单,浆料成形性能良好.由于所受压力分布不均匀,成形件内部不同部位的显微组织存在差距.在零件的横断面,中部固相近球形颗粒数目增多,靠近零件内表面边缘的固相近球形颗粒数目减少,树枝晶数量明显增多.而底部显微组织与半固态浆料成形前的显微组织基本一样.     

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。     

挤压铸造半固态A356铝合金的组织与力学性能

采用低温铸造方法制备A356铝合金半固态坯料.在200 t立式油压机上用挤压铸造方法将A356铝合金半固态浆料挤压成件.研究挤压铸造件的微观组织、力学性能,并与液态挤压铸造件进行比较.结果表明,A356铝合金半固态挤压铸造件组织由球形及椭圆形α-Al晶粒和α+Si共晶成分组成,且制件充型完整、无宏观缩孔、组织致密.在比压48.7 MPa,浇注温度575℃,保压时间3s条件下成形的半固态挤压铸造件的抗拉强度、屈服强度、伸长率分别达到278 MPa、225 MPa、13.2％,相比于在比压48.7 MPa,保压时间3s,710℃液态挤压铸造件性能分别提高了8.6％、8.2％、24.5％.A356铝合金半固态挤压铸造成形件具有较高的综合力学性能.     

半固态挤压铸造A356合金在热处理过程中的组织和性能演化

半固态挤压铸造的A356合金首先在540℃下进行固溶处理,随着固溶温度升高,Mg和Si原子逐渐溶解于基体中,并产生了固溶强化作用。抗拉强度、延伸率和硬度在固溶6 h达到峰值,之后合金力学性能随固溶时间延长而下降。在固溶处理之后合金在180℃下进行了不同时间的时效处理。随着时效时间延长,Mg₂Si相逐渐在基体中析出,析出相显著球化细化,尺寸约为2μm。经过对合金组织和力学性能的分析,半固态挤压铸造A356合金的最佳热处理制度为:540℃固溶6h,180℃时效4h。经过固溶和时效处理后的合金抗拉强度达到336 MPa,延伸率达到6.9%,硬度达到1240 MPa,相较于热处理前的性能提升了106.7%。     

工艺参数对半固态挤压铸造A356合金组织与性能的影响

在2000kN立式液压机上,将半固态A356铝合金挤压铸造成形。研究了不同的浇注温度与比压对铸件组织与力学性能的影响。结果表明,随着比压增大,铸件组织更为细小、致密、圆整,抗拉强度、屈服强度、伸长率也有较大幅度提高,但比压达到一定程度后,增加比压对铸件的组织及性能影响不明显。浇注温度过低、固相率过高导致充型困难,各部位容易出现凝固裂纹;浇注温度高时液相率过高,铸件为枝晶组织,两种情况下均不能得到力学性能较好的铸件。在582℃、48.7MPa挤压条件下能获得较好的组织与力学性能,抗拉强度、伸长率分别达到288MPa、14.6%。     

A356铝合金挤压铸造过程数值模拟与试验验证

借助ProCAST软件,对A356铝合金构件挤压铸造过程进行了数值模拟研究。结果表明,凝固从铝熔体与模具的接触面开始,拐角区中心处最后凝固。随浇注温度和模具温度升高,凝固时间增加,但比压的增加导致凝固时间缩短。拐角区等效应力最大,中心区等效应力最小。随浇注温度和模具温度升高,最大等效应力下降。最优工艺参数:浇注温度为680～720℃,模具温度为200～300℃,比压大于200MPa。成形试验表明,在优化工艺参数下,成形件充型完整,表面品质高,组织致密,无铸造缺陷。     

A356合金电场传感器壳体半固态压铸优化

采用缝隙式浇注系统,在充型温度为590℃,模具预热温度为200℃,压射速度为5m/s时,利用ProCAST软件,对A356合金电场传感器壳体半固态压铸件进行了充型与凝固过程的数值模拟,根据模拟结果改进了浇注系统。结果表明,采用内浇口和铸件相切的方式进行半固态压铸,减少了卷气和缩孔、缩松等缺陷,保证了电场传感器壳体良好的力学性能和产品的一致性,压铸件的整体品质得到提高。采用此工艺参数进行试验,生产出了合格的铸件。     

电机鼠笼转子半固态挤压铸造数值模拟

建立了半固态挤压铸造电机鼠笼转子三维网格模型.运用数值模拟软件Anycasting对试制产品进行了挤压铸造充型过程和凝固过程的数值模拟.通过分析缺陷情况,对工艺参数进行了优化.结果表明,在模具温度220℃,浇注温度595℃,压射速度0.3m/s条件下,能够获得最佳质量的电机鼠笼转子铸件.     

半固态A356合金触变铸造流变特性的研究

研究在压铸环境下,二次加热温度为570～580℃时,半固态铝合金触变铸造的流变特性。剪切速率在2×(103～104)s-1范围,半固态铝合金触变铸造过程呈现为伪塑性流体流变特性;当剪切速率大于106 s-1时,半固态铝合金触变铸造的流变特性为涨塑性;获得了基于幂定律的半固态铝合金(A356)触变铸造过程的流变方程以及由此得到的粘度模型。     

A356合金半固态制备工艺研究

利用振动斜坡浇注工艺制备了A356合金的半固态组织.研究了斜坡长度和振动电压对合金凝固组织的影响.结果表明,振动电压60V、斜坡长度25cm的铜模水冷,在640℃浇注A356合金的组织为均匀、细小和圆整的近球形等轴晶半固态组织;晶粒平均等积圆直径为26.5μm,晶粒形状因子为0.8.     

AlSi7Mg连杆半固态挤压铸造成形数值模拟

通过Magmasoft软件的Ostaward-de Waele粘度模型,对AlSi7Mg连杆的半固态挤压铸造成形过程进行了模拟,并对凝固过程进行了分析.通过数值模拟,获得了浇注温度、模具预热温度、冲头速度对连杆成形质量的影响规律.结果表明,优化的AlSi7Mg连杆半固态挤压铸造成形工艺参数为:浇注温度为576～585℃、模具温度为200～250℃、冲头速度为0.1～0.5m·s-1.在该工艺参数下进行半固态挤压铸造成形,金属浆料流动平稳,凝固时间较短,AlSi7Mg连杆铸件缺陷少.     

半固态挤压铸造A356合金在热处理过程中的组织和性能演化（英文）

半固态挤压铸造的A356合金首先在540℃下进行固溶处理,随着固溶温度升高,Mg和Si原子逐渐溶解于基体中,并产生了固溶强化作用。抗拉强度、延伸率和硬度在固溶6 h达到峰值,之后合金力学性能随固溶时间延长而下降。在固溶处理之后合金在180℃下进行了不同时间的时效处理。随着时效时间延长,Mg2Si相逐渐在基体中析出,析出相显著球化细化,尺寸约为2μm。经过对合金组织和力学性能的分析,半固态挤压铸造A356合金的最佳热处理制度为:540℃固溶6h,180℃时效4h。经过固溶和时效处理后的合金抗拉强度达到336 MPa,延伸率达到6.9%,硬度达到1240 MPa,相较于热处理前的性能提升了106.7%。     

半固态镁合金挤压铸造工艺模拟分析及优化

采用ProCAST软件,对半固态镁合金电机部件的挤压铸造过程进行模拟。分析了半固态挤压铸造的浇注速度(注射速度)、浇注温度和模具冷却条件等参数对半固态挤压铸造充型及凝固的影响。结果表明,浇注速度、浇注温度和冷却条件对半固态挤压铸造的充填和凝固有显著影响。通过优化,采用适当的浇注速度、浇注温度和冷却条件,可保证挤压铸造充型过程的平稳充填,减少卷气和缩松等缺陷。     

半固态A356合金的瞬态流变行为及半固态压铸研究

采用自行研制的流变装置研究了不同初生相形态半固态A356合金的瞬态流变行为,建立了瞬态流变本构模型;通过设计制造的坯料感应加热系统研究了加热过程中半固态合金的组织演化规律;借助模拟仿真技术确定模具浇注系统和合适的压射条件;对传统压铸机进行改造,生产出高质量的半固态触变成形样件.结果表明,初生相形态和切变机制对半固态合金的瞬态流变行为有显著影响;随合金坯料在液固温区停留时间增加,合金坯料产生组织变化和蠕变,将对后续的成形过程造成影响.     

铝型材宽展挤压数值模拟及模具参数优化

在Deform-3D分析软件平台上,以卷帘门三扇门片为例,采用有限元法对铝型材宽展挤压过程进行了数值模拟,分析了铝型材宽展挤压金属流动过程及变形规律。通过对不同导流孔尺寸宽展挤压模拟结果进行对比分析,得出导流孔中段宽度L取值为19 mm时,金属流出模孔流速均匀,能够实现平稳挤压。根据数值模拟结果设计出的宽展模具能够顺利挤出合格的型材,说明有限元数值模拟能够为宽展模具设计提供有力的技术支持。     

铝合金螺旋面挤压过程数值模拟及模具优化

采用模拟软件Deform-3D基于热力耦合对6063铝合金螺旋面型材挤压成形过程进行模拟,获得了挤压过程中载荷-时间曲线、应变场、应力场、速度场及金属流动情况。结果表明,金属流出工作带后,在同一截面内的应力、应变分布不均,型材内部金属发生回弹运动,使螺旋面的螺旋升角变小。针对上述问题,提出在模具工作带后面增设可拆卸式矫正器的方法,保证铝合金螺旋面螺旋角度的精度。最后,通过实验验证了这一方法的可行性,模具优化后螺旋面螺旋升角由11.96°提高至20.99°,螺旋面精度提高了33.7%。     

半固态合金触变铸造数值模拟方法的研究

总结了铸造成形过程常用的数值模拟方法，分析了半固态合金触变铸造的主要特点，认为局部网格细化的拉格朗日法比尤拉法更适合于半固态合金触变铸造过程的数值模拟。对其算法进行了探讨，并给出了一个算例。     

半固态合金触变铸造数值模拟方法的研究

总结了铸造成形过程常用的数值模拟方法 ,分析了半固态合金触变铸造的主要特点 ,认为局部网格细化的拉格朗日法 (LagrangianMethod)比尤拉法 (EulerianMethod)更适合于半固态合金触变铸造过程的数值模拟。对其算法进行了探讨 ,并给出了一个算例