镁合金半固态流变压铸充型凝固过程数值模拟及试验研究

在前期平板模型流变压铸充型凝固过程数值分析的基础上,利用所建立的数学模型对镁合金压铸件中间轴螺塞进行了数值分析和实验研究,对比分析了零件成形时镁合金牛顿流体与镁合金半固态流体的充型特征及零件中存在缺陷的位置和大小。结果表明,与牛顿流体相比半固态流体更易实现铸液充型时的顺序填充,有利于铸型中的气体的排出和铸件成形质量的提高。模拟结果与试验结果吻合较好。     

AM60镁合金半固态触变压铸充型过程的数值模拟

利用商业CFD软件Flow-3D,对AM60镁合金半固态触变压铸和普通压铸的充型流动过程进行数值模拟.结果表明:在模具结构相同的情况下,半固态浆料充型平稳,没有形成喷溅和卷气现象,有利于获得充型完整、轮廓清晰、内部组织致密的半固态成形件;而普通压铸由于湍流流动,容易出现气孔、卷气夹杂等缺陷.对充型过程的缺陷进行定量跟踪,说明了压铸充型时溢流槽的重要性.通过压力测量研究了特殊点压力的分布特点.     

镁合金半固态流变充型过程数值模拟

利用所建立的流场、温度场耦合半固态表观粘度的三维数学模型,分析了镁合金及半固态镁合金AZ91B在不同充型速度时的流变特性。结果表明:具有伪塑性体及宾汉体特征的半固态流体,在相同充填条件下,具有充填过程平稳、卷气少等特征,从而可减少液态金属充型时遇到的常见缺陷。半固态材料铸造技术为解决铸件内部缺陷,调整成形工艺,提高产品质量提供了一种新方法。     

半固态镁合金充型性能研究

采用正交试验设计，研究了SIMA法镦粗形变半固态AZ91D镁合金的挤压充型性能。结果表明：半固态加热温度对充型性能的影响作用最大，其次是保温时间，形变率的影响作用相对最小：随着半固态加热温度的升高或保温时间的延长，合金浆料的充型性能提高：但形变率从20％增加到30%时，浆料的充型性能反而有所降低，形变率从30％增加到40%时，浆料的充型性能增加。试验优选的成形工艺参数为：加热温度580℃,保温时间20min,形变率20%。     

AZ91D半固态流变压铸成形的研究

采用双螺杆机械搅拌方式制备半固态浆料；研究了AZ91D镁合金半固态浆料的流变压铸成形工艺。结果表明：压射压力在40～50MPa，压射充型速度在10～15m／s内，固相率在10％～60％的浆料都能流变压铸成薄壁圆形铸件；半固态流变压铸成形比液态压铸成形的强度、伸长率分别提高37％、44％，并可施以热处理，进一步提高性能，易于实现“净近成形”。     

半固态流变压铸Al-20%Si合金充型能力的研究

在合金液相线温度附近,对Al-20%Si高硅铝合金施加高能超声振动,制得具有一定固相率的半固态浆料,并流变压铸成形为蛇形试样.通过正交实验法,研究了压射压力、压射速度和浇注温度对半固态流变压铸Al-20%Si合金充型能力的影响.结果表明,在本试验条件下,工艺参数影响充型能力的强弱依次为:充型压力,压射速度,浇注温度.充型能力随充型压力增大而提高,随压射速度的增大,充型能力先提高后降低.浆料浇注温度在700~680℃间变化时,合金充型流动长度的差别不大.根据正交实验分析,得到最佳充型能力的工艺参数:充型压力为80MPa,充型速度为2.5m/s左右,浆料浇注温度为690℃,流变压铸Al-20%Si半固态合金可达到最大充型长度2 118mm.合金的非平衡凝固使得组织中出现了初生α-Al,且试样前端组织较靠近料柄部分更为细小均匀.     

半固态流变压铸AZ91D镁合金的组织与性能

采用自行研制的镁合金半固态流变压铸成形机组 ,研究了半固态制浆工艺与组织及性能之间的关系。结果表明 ,镁液浇注温度越高 ,制浆搅拌的剪切速率越高 ,或搅拌机的筒体温度越高 ,半固态非枝晶组织的固相率越低。所制备的AZ91D镁合金半固态组织细小、圆整 ,晶粒度为 3 0～ 5 0 μm ,半固态流变压铸试样的抗拉强度和伸长率比液态压铸试样有显著提高。     

半固态流变压铸的研究现状与发展趋势

介绍了近年来一些新的流变压铸方法,如单螺旋、双螺旋机械搅拌式流变成形、压射室制备浆料式流变成形、低过热度倾斜板浇注式流变成形等.介绍国内外在半固态流变压铸领域的研究现状,指出了现今环境下半固态流变压铸所存在的问题,及半固态流变压铸今后的发展方向.     

镁合金压铸充型过程的模拟仿真与试验验证

建立了耦合半固态镁合金表观黏度流变充型模拟的三维数学模型,对比了液态充型与半固态充型的流动特征,结果表明,液态充型呈紊流特征,而半固态充型平稳,呈层流特征,可减少铸件中出现气孔及氧化夹渣等铸造缺陷,最后通过试验发现半固态压铸件质量优于液态压铸件。     

铝合金半固态压铸充型过程的有限元模拟

使用改进的ANSYS5．7有限元软件，对铝合金半固态压铸的充型过程进行计算机模拟，并把模拟结果和实际情况进行比较。结果发现，提出的简化模拟模型可以较好地模拟实际的铝合金半固态压铸过程，表明该模型是有效的。     

镁合金负压消失模铸造充型过程的研究

镁合金负压消失模铸造充型过程的直接观察实验的结果表明 ,不抽真空时 ,金属前沿呈微凸形平缓地向前推进 ;抽真空时 ,因在模样分解产物的排除方向上存在一正的压力梯度 ,金属液优先沿模样壁充填型腔使流动形态呈不规则的凹形形态。提高真空度 ,不规则的流动形态的凹度更大且充型时间明显缩短。浇注方式对流动形态和充型时间的影响不大 ,与顶注和侧注相比 ,底注时充型过程最为平稳 ,且其充型时间最长。根据试验结果 ,建立了镁合金负压消失模铸造充型过程的模型     

镁合金半固态成形研究进展

镁合金半固态成形技术是近年来镁合金成形研究的一个热点,是镁合金近终成形的一个重要研究方法.回顾了近十年来镁合金半固态成形过程的最新研究成果,指出今后镁合金研究方向.     

可控气压下镁合金消失模铸造工艺参数的研究

研究了模样密度、涂层厚度、浇注温度、真空度等工艺参数对可控气压下镁合金消失模铸造时液态金属的充填形态和充型速度的影响,以及充型速度与充型形态之间的关系.结果表明:在可控气压下镁合金消失模铸造过程中,液态镁合金呈拱形平稳向前推进,并随着泡沫模样密度的降低、涂层厚度的减小、浇注温度和真空度的提高,充型速度提高.各因素对充型速度的影响效果由大到小的顺序是:泡沫模样密度→涂层厚度→浇注温度→真空度.通过分析实验数据,建立了可控气压下镁合金消失模铸造的充型速度的非线性数学模型.     

AZ91D镁合金半固态挤压铸造的研究

研究了AZ91D镁合金在不同半固态温度下的挤压铸造。结果表明：半固态等温热处理可以将金属型铸造的AZ91D镁合金锭中的枝晶组织转变为球形晶粒组织,并能进行半固态挤压成形。AZ91D镁合金半固态挤压成形所需的最佳工艺条件是加热温度570℃左右,保温时问25～35min,或加热温度580℃左右,保温时问10～20min。     

铜合金T形件压铸成型的研究

针对目前某企业中T形件的生产效率低、成品率低的现状,用压铸工艺代替先机械加工再焊接成形的工艺进行生产。先运用UG软件对T形件进行几何造型;再应用PROCAST铸造模拟软件,对T形件的压铸充型过程进行模拟。通过对模拟结果的分析,预测了T形压铸件中缺陷的产生位置,分析了这些缺陷的形成原因;进而在生产中改进工艺参数,并通过实际生产,对仿真结果进行了进一步的验证。     

镁合金半固态双辊板带流变成形试验研究

介绍了半固态镁合金的双辊板带流变成形的试验研究过程,分析了搅拌时间、剪切速度、浇铸温度、金属液的静置时间等一些工艺参数对半固态镁合金板带组织结构的影响,通过实验得到了最优的工艺参数.     

半固态镁合金铸轧试验研究

自行研究开发了一套半固态铸轧试验设备,利用该设备可以获得半固态浆料,并进行半固态铸轧成形。试验研究了AZ91D镁合金半固态铸轧成形过程,观察了样品的微观组织形貌。结果表明,镁合金半固态铸轧可以改善镁合金高温铸造的安全防护和镁合金变形困难需要较大变形力的现状。     

剪切速率对半固态镁合金浆料质量的影响

采用半固态流变压铸成形工艺,研究了高剪切速率双螺杆机械搅拌制浆机中剪切速率对半固态镁合金浆料质量的影响规律。试验表明,在其它工艺参数相同的条件下,随着螺杆剪切速率的增大,半固态浆料的固相率降低,初生α-Mg相晶粒平均尺寸减小。剪切速率高于2 730 s-1时,晶粒的圆整度变化不大;剪切速率低于1 365 s-1时,组织形态明显恶化。     

AZ80镁合金半固态挤压铸造成形件质量控制研究

以AZ80镁合金为研究材料,针对半固态挤压成形中出现的表面皱皮、冷隔以及裂纹等铸件缺陷进行了分析,并提出了相应的改进措施.