AlSi7Mg轮毂半固态流变挤压铸造成形数值模拟

利用半固态流变挤压铸造技术代替传统铸造来生产汽车轮毂。基于有限元软件AnyCasting和carreau表观粘度模型,对铝合金轮毂的半固态流变挤压铸造成形过程进行了数值模拟,研究了压射速度、浇注温度和模具预热温度3个主要工艺参数对半固态浆料充型和凝固过程的影响规律,并采用正交试验设计获取了最佳的工艺参数。结果表明,最佳的工艺参数组合为压射速度0.07 m/s、浇注温度595℃和模具预热温度225℃,同时得出半固态浆料的浇注温度对铸件缺陷的影响最大,压射速度其次,模具预热温度最小。     

A356铝合金汽车轮圈轮辐液态模锻成形的数值模拟

建立了A356铝合金汽车轮辐的有限元模型,使用ProCAST数值模拟软件对A356铝合金轮辐液态模锻成形工艺进行了研究。通过数值模拟分析了充填速度、充填温度及模具预热温度对铝合金轮辐液态模锻件成形性能的影响。探讨了不同工艺下金属液流动特点和温度的分布规律以及缩松位置。结果表明,铝合金轮辐最佳的成形工艺参数为:充填温度690℃,模具预热温度350℃,挤压速度15 mm/s。结果能为后续的模具优化设计、工艺实验提供理论依据。     

低压半固态铸造A356铝合金轮毂成形工艺的模拟与缺陷分析

利用ADSTEFAN 2012软件模拟了低压半固态铸造A356铝合金轮毂的充型和凝固情况,并结合模拟结果成形轮毂。对成形轮毂进行缺陷分析以验证模拟结果,得出合适的低压半固态铸造铝合金轮毂成形工艺。结果表明:低压半固态铸造A356铝合金轮毂成形的最佳铝液温度为610℃,模具温度为400℃,有利于保证充型的完整和顺序凝固。     

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.     

A356合金半固态挤压铸造数值模拟及模具优化

采用Anycasting软件对A356合金铸件半固态挤压铸造过程中充型和凝固过程进行数值模拟。研究了压射速度、浇注温度对半固态A356铝合金挤压铸造过程的影响,对工艺参数进行了优化,并对压铸模具进行了改进。结果表明,模具预热温度为200℃,浇注温度为600℃,压射速度为0.5m/s,内浇口厚度为5mm时,能够获得质量理想的铸件。     

半固态A356铝合金流变压铸充填过程的数值模拟

建立了半固态A356铝合金浆料的表观粘度触变模型,模拟了米字型压铸件的流变充填过程,并进行了实际流变充填验证.验证性的流变压铸表明,所建立的表观粘度触变模型正确可行,可用来模拟半固态A356铝合金浆料的流变压铸充填过程.数值模拟还表明,压射比压、内浇道浆料的流动速度和浆料温度对半固态A356铝合金的流变压铸充填过程具有重要影响.较大的压射比压、内浇道浆料的流动速度和浆料温度有利于流变充填;流变压铸的内浇道尺寸对半固态A356铝合金的流变压铸充填过程具有重要影响,较大的内浇道尺寸有利于流变充填,对于米字型压铸件而言,合适的压铸工艺参数为:压射比压不小于30MPa,内浇道的流动速度不小于3.00m/s,浆料温度在595℃以上.     

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.     

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。     

半固态A356铝合金流变浆料的制备技术研究

利用行波电磁搅拌和低过热度浇注复合制备工艺成功地制备了A356半固态流变浆料。研究了浇注温度、搅拌功率和搅拌时间对A356铝合金的半固态浆料的影响。研究表明,该工艺可制备出符合流变成形所需的A356铝合金半固态浆料,浇注温度在液相线附近,搅拌功率越大,搅拌时间大于6s制备的A356半固态流变浆料中的初生α-Al越圆整,尺寸越细小。最佳工艺参数:搅拌温度为630℃,搅拌功率为1.2kW,搅拌时间为6s。     

基于响应面法的喷射成形7055铝合金飞机轮毂锻造工艺优化北大核心CSCD

针对由于飞机轮毂形状复杂而导致的轮毂锻件充填不完整和模具磨损等问题,在某型号飞机起落系统的轮毂锻造中,采用喷射成形7055铝合金挤压棒,并采用热模锻方式和增加锻件预成形设计,建立以锻件的终锻充填率和终锻力为优化目标、以坯料预锻压下量、坯料加热温度、模具预热温度和模具下压速度为设计变量的响应面模型。利用二阶响应面法与Design Expert软件相结合,对轮毂锻件的工艺参数进行优化,确定最佳参数为:坯料预锻压下量为45.30 mm、坯料预热温度为430℃、模具预热温度为447℃、模具下压速度为5.00 mm·s。生产验证表明,改进后的预成形方案与工艺参数可以在较低的终锻力下,解决充填不完整的问题,生产出合格的产品。     

半固态A356压铸件充型与凝固过程的数值模拟

利用ProCAST软件对A356合金半固态压铸件下壳体进行耦合数值模拟。结果表明,在模具温度为220℃,充型温度为590℃、压射速度为5m/s时,半固态浆料充型平稳,温度场分布均匀,减少了缩孔、缩松等缺陷,为A356合金半固态压铸成形工艺的制定和优化提供了依据。采用此工艺参数,生产出合格铸件。在该件上所需部位可以钻螺纹孔,与其他零件装配使用。通过试验,验证了数值模拟优化工艺参数的合理性。     

Degassing effect of ultrasonic vibration in molten melt and semi-solid slurry of Al-Si alloys

In the process of semi-solid slurry preparation with direct ultrasonic vibration (UV) by dipping the horn into the melt, one of the questions is whether the gas content in the melt would be increased or not by the cavitation effect of ultrasonic vibration. By application of quantitative gas content measurement technique, this paper investigated the effect of the ultrasonic vibration on the gas content of both the melt and the semi-solid slurry of Al-Si alloys, and the variations of the gas contents in two kinds of aluminum alloys, i.e., A356 alloy and Al-20Si-2Cu-1Ni-0.6RE alloy (Al-20Si for short). The results show that ultrasonic vibration has an obvious degassing effect on the molten melt, especially on the semi-solid slurry of Al-Si alloy which is below the liquidus temperature by less than 20 ℃. The ultrasonic degassing efficiency of the A356 alloy decreases with the reduction of the initial gas content in the melt, and it is nearly unchanged for the Al-20Si alloy. The gas content of both alloys decreases when the ultrasonic vibration time is increased. The best vibration time for Al-20Si alloy at the liquid temperature of 710 ℃ and semi-solid temperature of 680 ℃ is 60 s and 90 s, respectively; and the degassing efficiency is 48% and 35%, respectively. The mechanism of ultrasonic degassing effect is discussed.     

锥桶式流变成形机制备A356铝合金半固态浆料的研究

采用自主研发的锥桶式流变成形机(TBR),研究了浇注温度、内锥桶转速及剪切温度对A356铝合金半固态组织的影响规律。结果表明,适当降低浇注温度、提高内锥桶转速或降低剪切温度,均有利于获得初生相颗粒细小、圆整、分布均匀的半固态组织;当浇注温度为660℃、内锥桶转速为500r/min、剪切温度为590℃时,获得了理想的半固态浆料,其初生固相颗粒平均直径为41μm,形状因子为0.89;半固态组织的形成受到枝晶破碎和枝晶抑制生长两方面因素的共同影响。     

Effect of yttrium on the microstructure of a semi-solid A356 Al alloy

The semi-solid slurry of an A356 Al alloy,which was grain-freed by yttrium,was manufactured by low temperature pouring.The effects of grain-refining on the morphology and the grain size of the primary α phase in the semi-solid A356 Al alloy were researched.The results indicate that the semi-solid A356 Al alloy with particle-like and rosette-like primary α-Al can be prepared by low temperature pouring from a liquid grain-refined A356 alloy.The grain size and particle morphology of primary α-Al in the A356 Al alloy are markedly improved by the addition of 0.5 wt.% Y.The fining mechanism of Y on the morphology and grain size of the primary α-Al in the semi-solid A356 Al alloy was delved.     

Effect of pouring temperature on fractal dimension of primary phase morphology in semi-solid A356 alloy

The fractal dimensions of primary phase morphology in semi-solid A356 alloy prepared by low superheat pouring and slightly electromagnetic stirring were calculated, and the effect of pouring temperature on fractal dimension of primary phase morphology in semi-solid A356 alloy was researched. The results indicate that it is feasible to prepare semisolid A356 alloy slurry by low superheat pouring and slightly electromagnetic stirring, and there is an important effect of pouring temperature on the morphology and the grain size of the primary phase in semi-solid A356 alloy, in which the reduction of pouring temperature can obviously improve grain size and shape factor of primary phase in semi-solid A356 alloy under the condition of a certain stirring power. The primary phase morphology of semi-solid A356 alloy prepared by low superheat pouring and slightly electromagnetic stirring can be characterized by fractal dimension, and the primary phase morphology obtained by the different processing parameters has the different fractal dimensions. Solidification of semi-solid alloy is a course of change in fractal dimension.     

新工艺制备半固态A356铝合金浆料

提出了在电磁搅拌制备半固态A356铝合金浆料时插拔Cu棒的一个新工艺.由于在半固态铸锭轴向区域引入低温,可进一步提高电磁搅拌效果,铸锭各部位均由细小α-Al晶粒组成.该工艺还可适当提高低过热度浇注的温度而有利于实际生产.     

铝合金半固态压铸工艺参数及性能研究

应用具有不同厚度的简单板材模具来系统研究压铸工艺参数对A356铝合金半固态压铸件性能的影响,以优化半固态压铸工艺及其参数.试验结果表明,对A356铝合金半固态压铸,其性能随压射压力的增大而提高,当压射压力大于100 MPa,则性能基本上不再提高.压铸速度过小或过大会降低压铸件的性能.另外建压时间、坯料加热温度、模具预热温度以及脱模剂等参数对半固态压铸件性能也有明显的影响.     

汽车零件半固态流变成形工艺研究

研究了汽车零件半固态流变成形工艺,包括制备半固态浆料和流变压铸成形.结果表明,对于ZL201合金,在液相线温度附近(650℃)施加电流为300A,频率为50 Hz的电磁场搅拌,能够获得均匀、细小、近球形非枝晶组织的半固态浆料;对于实验零件,当模具冲头的速度为0.01 m/s时,半固态浆料充型平稳,能够获得完整、轮廓清晰、内部组织致密的零件.     

LSPSF工艺对A356铝合金大体积半固态组织的影响

利用低温剪切浇注半固态浆料制备技术(LSPSF),进行了A356铝合金大体积半固态浆料制备试验。从浇注量、输送管转速和冷却速度等角度,研究了A356大体积半固态组织的变化,分析了其非枝晶组织的形成和演变机理。结果表明,利用LSPSF技术,可制得品质较好的A356大体积半固态浆料,该浆料初生晶粒具有近球状的非枝晶组织特征,初生晶粒的等效直径为54.0～93.6μm,形状因子为0.74～0.84,制浆效率可达1kg/s。