镁合金压铸模具温度场及热应力场数值分析

采用PROCAST软件对镁合金压铸模具的温度场及热应力场进行了数值模拟,选取实际生产中容易出现裂纹的部位进行模拟结果分析,得出此区域在不同压铸工艺条件下热应力的变化情况.结果表明,浇注温度越高,模具易出现裂纹的部位表层热应力越大;预热温度越高,模具表层的温度梯度越小.根据模拟结果,选择浇注温度为650 ℃,模具预热温度为220 ℃,生产验证结果,模具寿命较之前的工艺参数有所提高.     

轴承衬套离心铸造凝固过程的数值模拟

应用ANSYS软件对油膜轴承衬套巴氏合金层离心铸造凝固过程温度场和应力场进行了数值模拟,分析研究了不同的浇注温度和铸型预热温度对凝固过程的影响。结果表明,随着金属液浇注温度和铸型预热温度的升高,金属液凝固速率降低,铸型内部产生的热应力增大,越靠近合金层的地方,热应力越大;铸型预热温度越高,铸型的冷却能力越差;在离心铸造凝固过程中铸型预热温度的影响比浇注温度的影响更大;分析并得出了最佳工艺参数。模拟结果与实际生产相符合。     

铝合金轮毂压铸模具温度场及热应力场数值模拟

结合实际生产,采用Procast软件对铝合金压铸模具的温度场及热应力场进行了数值模拟,选取了实际生产中容易出现裂纹的部位进行了模拟分析,得出了此区域在不同压铸工艺条件下热应力的变化情况.结果表明,浇注温度越高,模具易出现裂纹部位的表层热应力越大.另外,模具的预热温度越高,模具表层的温度梯度越小,产生的热应力也越小.     

模具冷却系统对压铸模具温度场的影响分析

运用有限元分析软件ProCAST,对压铸模进行了压铸过程热分析,用对比的方法定量地研究了冷却水的温度、冷却水管的直径及其位置对模具温度场的影响。结果表明,水温为30、50℃时,模具的温度梯度和升温速率基本一样;冷却水管的位置对模具的温度场影响较大,当冷却水管离型腔表面35mm时模具的升温速率高,热量传递快,而温度梯度低,模具的温度场分布较合理;改变冷却水管的直径,模具的温度变化明显,且采用10.5mm的管径,冷却效果最好。     

大型变速箱壳体压铸模具的温度场数值分析

对某新型汽车的大型铝合金变速箱壳体的模具温度场进行数值模拟,分析了模具温度场的特点及主要影响因素.分析表明,浇注温度越高,模具温度变化幅度越大,模具温度梯度也越大,易产生较大热应力.较高的模具预热温度可以减少达到热平衡时所需循环次数,降低温度变化幅度.根据模拟分析结果,给出了较优的工艺参数选择来指导实际生产.     

AZ31镁合金型材连续流变挤压成形过程的数值模拟

通过数值模拟,分析AZ31镁合金在连续流变挤压成形过程中的温度场与流场分布规律。结果表明:辊-靴型腔内合金的温度从入口至出口逐渐降低,合金等温线向工作辊偏移;随着浇注温度的降低,辊-靴型腔内半固态区间逐渐增大;为了获得优良的半固态金属浆料,确定浇注温度为710～770℃;合金在辊-靴型腔内层流运动时,越靠近工作辊内表面,合金的运动速度越快;随着挤压模具扩展角的增大,挤压模具出口型材宽度上中心与两侧边部合金的温度差减小;半固态合金进入模具后呈辐射状逐层向前推进填充模具扩展腔,最后再逐渐向模具出口合拢;为了改善模腔内金属流动速度的不均匀性,扩展角以45°为宜。     

基于ProCAST的大尺寸空心定向叶片数值模拟

采用ProCAST软件研究了DZ409合金大尺寸空心定向叶片精密铸造过程的温度场,分析了固液界面前沿的变化,研究了定向凝固过程中浇注温度、型壳温度、拉晶速率对温度场、凝固参数、应力场的影响,并通过G（温度梯度）/R（凝固速率）分析优选工艺模拟凝固组织。结果显示,当浇注温度和模具温度均为1 560℃时,铸件不同位置的温度梯度与G/R值较大,有利于定向凝固柱状晶的生长。低拉晶速率可以获得较大的温度梯度、G/R值,有利于定向柱状晶粒生长。通过选择合适的浇注温度和拉晶速率,可显著改善叶身的晶粒取向。对模拟得到的较优工艺进行试验验证,发现晶粒取向与模拟结果一致。     

新型Fe-W合金应力框铸造应力模拟及变形分析

利用铸造模拟软件Pro CAST对新型Fe-W合金应力框件在3种不同浇注温度、浇注速度和砂型预热温度下进行了铸造应力场模拟,得到铸件的应力分布情况,并对模拟结果进行了分析。分析了铸件位移最大节点处的位移随浇注温度、砂型预热温度和浇注速度的变化。设计L_9(3~4)正交试验对铸件残余应力、位移和砂型预热温度、浇注速度、浇注温度的关系进行了探讨,并分别采用单因素分析法和极差分析法对模拟结果进行了分析,结果表明:砂型预热温度对残余应力和变形影响较大,砂型预热温度越高,铸件残余应力越小,变形越小;浇注温度对残余应力影响次之,对变形的影响最小,浇注温度越高残余应力越大,变形越大;浇注速度对残余应力影响最小,对变形的影响次之,浇注速度越大,残余应力越小,变形越小;浇注速度为0.6 m/s,浇注温度为1 560℃、砂型预热温度为600℃时,铸件产生的残余应力较小,浇注速度为0.7 m/s,浇注温度为1 560℃、砂型预热温度为600℃时铸件产生的位移、变形较小,可指导实际生产。     

温差对镁合金压铸模寿命的影响

热交变应力引起的热疲劳失效是镁合金压铸模具失效的主要形式.采用pro/e建立了压铸模具模型,用ABAQUS分析了预热温度与浇注温度之间的温差对其寿命的影响.结果表明:在相同的浇注温度下,随模具预热温度的升高,由热交变应力引起的模具膨胀(或收缩)量会明显减小,即浇注温度和预热温度的差值越小对模具寿命越有利.分析认为,镁合金压铸模具的预热温度应控制在240～280℃之间.     

模具材料对铝合金压铸模热平衡影响的有限元研究

利用PRO/E和PROCAST建立了前盖铝合金压铸的三维有限元模型,分析了压铸模热平衡的形成及模具材料对距模具型腔表面不同位置点的温度的影响。结果表明:导热系数越小,模具材料型腔表面温度波动越大,次表面的温度波动幅度越小。     

热锻工艺参数对模具磨损影响的有限元分析

针对某差速器盖热锻模,基于修正的Archard磨损模型,应用有限元模拟软件Deform分析了坯料和模具预热温度以及成型速度对终锻模磨损的影响规律。研究结果表明,在试验数据范围内,随着坯料预热温度的升高模具磨损量呈减小趋势,当坯料预热温度超过1230℃时,这种趋势放缓;提高模具预热温度,模具磨损量逐步增大,当预热温度超过200℃时这种趋势更加明显;成型速度小于400mm/s时,模具磨损量随成型速度的提高而减小,当成型速度超过400mm/s时,模具磨损量随成型速度的提高会先增大后减小。     

温挤压模具冷热疲劳早期失效模拟分析与探讨

生产某壳体零件的模具存在严重的冷热疲劳早期失效现象,结合生产实际利用Deform有限元模拟软件对其温挤压过程进行模拟。通过对比模拟分析可得到凸模在工作时不同时刻的温度值,不同模具预热温度和坯料温度下模具的最高温度分布以及急冷急热温度差范围。为了减缓模具的冷热疲劳,模具预热温度最好控制在200～300℃之间,坯料加热温度控制在800℃内。     

Temperature change and stress distribution analysis of die surface in Al-alloy die casting process and experimental study on die heat check

The temperature change of the die surface in practical aluminum alloy die casting process was analyzed, and a 2D model was formulated on the basis of a deep concave round cavity without sliding core to analyze the stress distributions along the die surface in detail. Equipment was designed to test the thermal state of the die steel in different thermal loading conditions. The results of stress analysis showed that, the value of thermal stress （maximum 1.5 GPa） caused in the die filling and die spraying stages was larger than the mechanical stress （maximum 85 MPa） caused in the die locking stage. The results of the thermal check experiment showed that there were three stages of die dissolving, and that the stress distribution shown by the samples＇ cracking routine was close to the die surface stress analysis.     

FEM simulation of aluminum extrusion process in porthole die with pockets

In order to investigate the effects of pockets in the porthole die on the metal flow, temperature at the die bearing exit and the extrusion load were contrasted with the traditional die design without the pockets in the lower die. Two different multi-hole porthole dies with and without pockets in lower die were designed. And the extrusion process was simulated based on the commercial software DEFORM-3D. The simulation results show that the pockets could be used to effectively adjust the metal flow and especially benefit to the metal flow under the legs. In addition, the maximum temperature at the die bearing and the peak extrusion load decrease, which indicates the possibility of increasing the extrusion speed and productivity.     

薄钼皮拉深工艺与模具设计

通过对薄钼皮零件的工艺制定和工艺计算、退火温度、正反拉深时应力及金属流动状态进行分析,设计了一副正反拉深复合模,阐述了模具关键零件的设计要点,保证了零件尺寸要求,消除了零件球面起皱等缺陷。     

基于瞬态法的铝合金与模具钢接触换热实验研究

采用瞬态实验法研究了7050铝合金与5CrMnMo模具钢界面间接触换热过程,探讨了接触载荷与模具温度对接触换热系数的影响,对比了瞬态法与稳态法的实验结果。研究表明,接触换热系数随时间延长迅速增大到某一基本恒定值;瞬态法与稳态法的结果存在一定差异,但接触换热系数随接触载荷增大而增加的趋势是一致的;在160~340℃温度范围内,接触换热系数随模具温度升高而增大,为实际锻造过程中模具的预热提供了参考数据。     

Numerical simulation of thermal stress field for die casting dies of aluminum alloy

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＩｎｄｉｅｃａｓｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ,ｔｈｅｄｉｅｓｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅａｓｅ ｒｉｅｓｏｆｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｃｈａｎｇｅｓ.Ｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｎｔｈｅｃａｖｉｔｙｓｕｒｆａｃｅｓｏｆｄｉｅｓｉｎｃｒｅａｓｅｓｒａｐｉｄｌｙｄｕｅｔｏｃｏｎｔａｃｔ ｉｎｇａｎｄｗａｓｈｉｎｇｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｍｏｌｔｅｎｍｅｌｔａｎｄｄｉｅｓ,ａｎｄｔｈｅｈｏｔ ｙｉｅｌｄｓｔｒｅｎｇｔｈｉｎｃｏｎｔａｃｔｚｏｎｅｏｆｔｈｅｃａｖｉ ｔｙｉｓｒｅｄｕｃｅｄｒａｐｉｄｌｙ .Ｉ…     

反向挤压模具设计探讨

分析了反向挤压时金属变形流动的特点 ,探讨了在模具设计中如何增大“死区”的体积 ,以改善挤压制品的表面质量。     

薄壁不锈钢筒形件级进模设计

分析了薄壁不锈钢筒形件连续拉深工艺,采用圆锥形凹模和平凹模相结合的级进模结构,既可避免不锈钢筒薄壁拉深起皱和断裂现象,又保证零件尺寸精度。在有余热的软化退火板料上涂覆氯化石蜡润滑,使润滑剂均匀粘附在板料表面,润滑效果好。减少了中间退火工序,生产效率大大提高。