压铸过程数值模拟技术研究进展

压铸作为一种有色金属近净成形制备工艺，具有生产效率高、产品尺寸精确、表面质量好等特点，被广泛应用于汽车、电子及通讯等领域。然而，由于合金熔体高速高压充填型腔，压铸充型及凝固过程极其复杂。综述了国内外压铸过程数值模拟技术的研究进展，阐述了当前压铸充型及卷气缺陷预测采用的模型与求解算法，按照在压室及压铸型腔两个阶段分析了熔体温度场模拟仿真的影响因素，重点论述了界面传热系数对压铸熔体温度场模拟仿真的影响，对比了不同的缩孔缩松缺陷预测判据，分析了压铸模具热平衡及寿命预测模型与方法。针对大型结构件一体化压铸带来的模拟仿真时网格数量及计算规模庞大问题，阐述了网格划分的方法，并总结了仿真效率提升方法。最后指出了当前压铸过程数值模拟研究存在的不足及发展方向。     

ADC12铝合金汽车齿轮室充型过程的数值模拟

运用模拟仿真软件对ADC12铝合金汽车齿轮室液态压铸充型过程中的流场、温度场进行了多组正交试验模拟仿真,并对缺陷的分布情况进行了分析,进而从多组试验参数中找出汽车齿轮室最优的压铸工艺参数,然后进行了实验验证.通过计算机数值模拟可以评价及优化工艺参数,从而实现缩短铝合金压铸件的试制与工艺定型周期,生产出品质优良的产品.     

基于ProCAST的汽车挂车阀压铸工艺优化

某汽车挂车阀由压力铸造工艺制造生产,铸件的合格率较低。通过对阀体结构进行充分剖析,并利用专业模拟分析软件ProCAST,对其压铸充型过程和凝固过程进行仿真模拟。根据模拟结果,对铸件模具工艺进行优化和生产验证。结果表明,优化后的压铸工艺能够改善产品的缺陷,提高产品的合格率。     

化油器中体压铸充型凝固数值模拟及工艺优化

运用ProCAST软件对铝合金化油器中体压铸件进行压铸模拟仿真。通过分析压铸过程中金属流体的流动场、温度场以及预测缺陷的分布和含量,优化了压铸工艺参数:压射速度为2.5m/s,模具预热温度为210℃,浇注温度为620℃,内浇口厚度为2.5mm。通过压铸试验,得到了合格的化油器中体压铸件。通过金相观察,证实了模拟结果的准确性。     

压力铸造工艺参数优选研究进展

针对压力铸造过程中涉及到的工艺参数的选择问题,回顾了基于实验方法和仿真模拟方法的压铸工艺参数优化选择研究情况.通过对压铸过程的分析,指出压铸是一个涉及到多个学科的复杂耦合工艺过程.因此,将多学科设计优化方法应用于压铸工艺参数优选之中有利于压铸水平的提高,是未来的发展方向.     

基于ProCast的铝合金压铸模热应力场数值模拟

采用数值模拟软件ProCast对铝合金压铸模具的温度场进行了数值模拟分析,得出压铸周期中模具表面的温度变化情况。并根据温度场的结果作为初始条件进行加载,模拟了压铸过程中热应力的变化。找到了最佳的压铸工艺参数,并根据模拟结果预测了容易出现缺陷的位置。     

基于局部增压技术的高挡位自动挡变速箱壳体压铸工艺优化

采用铸造仿真MAGMA软件对高挡位自动挡变速箱壳体的三种浇注系统和排溢系统进行充填和凝固过程数值模拟,通过分析比较模拟结果,确定了最优浇排系统设计方案和压铸工艺。同时,采用局部增压技术,对铸件中的高压油道进行增压补缩,消除了缩孔、缩松等铸造缺陷。最后通过压铸生产,验证了浇排系统和局部增压结构设计合理,为其他类似的大型、复杂变速器壳体压铸工艺设计提供参考。     

基于数值模拟的镁合金普通压铸和真空压铸件性能分析

通过Flow-3D软件,对镁合金散热器普通压铸及真空压铸进行模拟仿真,对比充型过程的缺陷和卷气结果,并进行产品试制。通过分析普通压铸和真空压铸件的微观组织和力学性能,发现真空压铸能够获得充型完整、外观优良的镁合金压铸件,并且其抗拉强度和伸长率较普通压铸件分别提高14.1%和42.1%。     

AZ91D镁合金壳形件真空压铸充型和凝固过程的数值模拟

运用有限元模拟仿真软件对镁合金AZ91D壳形件进行多组正交试验真空压铸过程的数值模拟,找出最佳的压铸工艺参数.通过模拟结果表明:最佳压铸工艺参数为浇注温度655℃、冲头压射速度3 m/s、模具初始温度200℃.在这组优化的工艺参数下,通过对液态合金充型及凝固过程的可视化观察,有效的预测铸造缺陷产生的部位及原因,从而在实际生产中采取相应的措施避免缺陷的产生,优化铸造过程.     

基于数值模拟的铝合金端盖压铸件浇注系统设计及工艺分析

依据压铸模具浇注系统的设计原则,设计出某ADC12铝合金端盖的两种浇注系统结构.选择相同的压铸参数,并利用ProCAST数值模拟软件对该零件的压铸过程进行仿真,分析这两种不同浇注系统压铸过程的流场和温度场,同时观察充型的缩孔缩松缺陷,从中选择出一个较合理的浇注结构,为模具的设计提供了依据,同时提高了压铸件的质量.     

镁合金压铸浇注系统设计与压铸工艺参数优化

根据压铸镁合金铸件浇注系统的设计原则，设计了S11-1001211cb支架浇注系统，而后利用Flow-3D模拟软件进行充型模拟分析，根据模拟结果对其进行了优化设计。共进行了3种浇注系统的模拟分析，并最终确定了最优化浇注系统。此外，还利用模拟结果分析了充型速度对铸件成形性和品质的影响，从而优化了压铸工艺参数，在容易产生缺陷的部位加设溢流槽，可以尽量减少铸件缺陷，提高铸件的品质。     

汽车变速箱壳体的压铸过程模拟及工艺优化

由于汽车铝合金变速箱壳体的尺寸大、形状复杂,进行压铸生产具有比较大的困难。利用铸造仿真软件对铝合金变速箱壳体零件进行压铸过程数值仿真模拟,较为准确地预测了零件出现缺陷的位置,并结合试压铸生产的铸件分析了缺陷类型及产生的原因。通过采用改进内浇道设计、增设工艺性过桥等优化措施,减少了缺陷,提高了压铸件的品质。     

Comparison of mechanical properties of die cast aluminium alloys: cold v. hot chamber die casting and high v. low speed filling die casting

Abstract

In this paper, the mechanical properties of die cast aluminium alloys made by various die casting technologies were examined. To create high quality aluminium alloy die castings, two die casting processing technologies were employed. These were (a) ultra slow speed filling cold chamber die casting and (b) high speed hot chamber die casting. Significant improvements of the fatigue and mechanical properties were obtained for both die casting systems compared to the normal high speed cold chamber die casting technique. By comparing ultra slow die casting with hot chamber die casting, it was found that the fatigue and mechanical strengths from hot chamber die casting were higher than those for ultra slow filling die casting. The differences in material strength were attributed directly to the material properties, e.g. microstructural morphology and internal defects. Spherical fine dendritic cells in the hot chamber die casting sample gave rise to high fatigue crack growth resistance; the low crack growth resistance for cold chamber die cast aluminium is mostly due to the growth of aluminium rich α phase and the presence of eutectic silicon fibres. The fatigue strength was also related to the number of internal defects, e.g. the lower the defect rate on the fracture surface, the higher the fatigue resistance and mechanical strength. The characteristics of the principal internal defect were different depending on the die casting technology: this showed fine porosity for hot chamber die casting but solidification shrinkage and the scattered chill structure for slow and high speed cold chamber die castings. The reasons for the change of material strength were therefore influenced by the die casting process.     

压室慢压射过程流场模拟

气孔是压铸生产中的常见问题,导致这一缺陷的原因之一就是在慢压射过程中压室内的金属液流动卷入了气体.文中在压铸流场模拟的基础上,增加了移动边界条件处理冲头的移动过程,模拟了慢压射过程中压室内流体的流动形态.模拟结果与理论计算值及国外商品化软件的计算结果进行了比较,均比较吻合.     

Recent developments of InteCAST software and its applications on special castings

1. IntroductionNumerical simulation of casting process is a technologyto reconstruct and advance the traditional foundry industryby using computer technology. It has important effect onreducing production cost and improving competitiveability of foundry industry. Its application and popularizat-ion will bring great economic benefits and social benefitsfor both foundry industry and society.This paper introduced the function modules of InteCASTsoftware and some new techniques adopted by InteC…     

导风叶轮低压铸造温度场有限元模拟及应用

铸件凝固过程数值模拟是提高铸件质量和铸造生产经济效益的重要方法和途径之一。以大型有限元软件ANSYS为工具，以某大型外贸件导风叶轮低压铸造为模型，在对充型完成后温度场的数学模型进行深入分析研究的基础上，成功的模拟了铝合金导风叶轮铸件低压铸造的凝固过零，并根据模拟结果对铸件可能产生的缺陷部位进行了预测，实现了工艺参数的优化和模具的合理设计。     

“首届中国国际压铸会议”论文综述(一)

在介绍“首届中国国际压铸会议”概况的基础上 ,以压铸技术、压铸模具、压铸设备、计算机模拟技术和生产管理为主题 ,综述了大会宣读论文 5 6篇 ,其中综述部分包括中国、日本、俄罗斯、东南亚地区、北美和欧洲压铸技术的进展及对 2 1世纪市场的影响论文 8篇 ;压铸技术部分包括新型压铸合金的研制与开发、压铸涂料和压铸工艺的进展与应用论文 18篇 ;压铸模具部分涉及模具材料、模具设计、模具热处理、模具保护和计算机辅助设计论文 9篇 ;压铸设备部分包括新型压铸机的设计与开发、压射控制系统和计算机全程监控系统应用研究论文 7篇 ;计算机模拟技术部分包括模具结构设计、浇注系统设计、充型凝固模拟、压型热平衡及温度场模拟技术论文 10篇 ;生产管理部分包括管理经验、国际合作经验交流以及铸件后序加工工艺论文 4篇     

铝合金压铸件充型和凝固过程的数值模拟

分析了压力铸造的工艺特点以及对压铸过程数值模拟软件系统的要求,利用基于有限元算法的铸造过程数值模拟软件对铝合金压铸件的充型和凝固过程的物理场进行了数值模拟,模拟结果对实际铸件的生产具有重要指导意义。     

应用两相流模型模拟压铸充型过程的卷气现象

通过对压铸充型过程中卷气缺陷形成机理的分析,认为型腔中空气的流动以及与金属液之间的相互作用是形成卷气现象的主要原因.为了考虑型腔中空气的流动,采用了一种不可压缩两相流数学模型来模拟压铸充型过程的卷气现象.通过计算流体力学中的两个基准算例,较为全面地验证了该模型的准确性和可靠性.在此基础上,设计了专门针对压铸充型过程的高速水模拟实验,通过对可视化实验结果与两相流模拟结果的比较,证实二者吻合较好,说明了该模型能够较好地模拟液体的充填行为和卷入其中的气泡.