锁扣半固态压铸模具及压铸工艺研究

研究了半固态流变压铸成形技术,设计并制造出不同内浇道尺寸的锁扣半固态压铸模,利用模拟软件对半固态流变压铸充型及凝固过程进行了数值模拟,并进行了试验验证。结果表明,模具温度对半固态压铸影响较大,应保持在250～300℃。压铸模内浇道尺寸也有重要影响,较大内浇道面积(17mm2)的铸件硬度优于较小内浇道面积(11mm2)的铸件硬度。试验得到的最优半固态压铸工艺参数,压射速度为1m/s,模具预热温度为240℃,浆料温度为590℃。     

半固态镁合金流变压铸型腔充填过程模拟

应用计算机数值模拟技术,模拟了镁合金液态压铸和半固态流变压铸的型腔充填过程.在相同条件下,半固态流变压铸成形的型腔充填过程平稳,卷气现象少于液态金属压铸成形.半固态镁合金压铸零件能够进行热处理,铸件内在质量优于液态镁合金压铸件.     

镁合金半固态流变压铸型腔流动过程数值模拟的研究

利用数值模拟技术,模拟了镁合金液态压铸和半固态流变压铸成形充型流动过程.结果表明:半固态流变压铸成形在不同的内浇口尺寸与位置条件下都可以获得平稳的充型流动场,其工艺参数设计灵活;同等条件下,半固态流变压铸成形的型腔充填过程平稳,成形铸件的质量优于液态压铸成形.模拟结果与实验结果比较分析,两者的流动特征基本吻合.     

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。     

A357铝合金半固态流变压铸数值模拟

利用商业模拟软件Flow-3D对A357铝合金半固态流变压铸过程进行了研究。对不同压射压力和不同压射速度下的半固态流变充型流动状态及气孔分布进行了模拟,并对其凝固过程进行了模拟,最后通过试验对其进行验证。模拟及试验结果显示,随着压射压力与压射速度的增大,半固态熔体流动状态从层流向紊流过渡;同时压射压力和压射速度的增大对气孔分布也有一定的影响。模拟结果与试验结果基本保持一致,表明利用Flow-3D对压铸工艺进行参数优化是可行的,实现了压铸件性能提高的目的。     

半固态压铸技术的现状

日本素形材登载了菊池政男撰写的文章，针对目前引人注目的半固态压铸技术，沿其发展过程介绍了最新的研究与开发动向。半固态压铸可分为流变压铸和触变压铸2类。半固态压铸的特点有减少缩松、提高强度、凝固潜热小、浇注温度低、可提高模具寿命等。对比了流变压铸、触变压铸、挤压、金属型铸造的A357合金的抗拉强度、伸长率及组织，叙述了半固态压铸技术的历史发展变迁，     

镁合金半固态流变压铸充型流动过程分析

通过压铸实验分析了镁合金半固态流变压铸、液态压铸充型流动过程.结果表明,镁合金半固态流变压铸和液态压铸充型流动过程相似;相同充型条件下,半固态流变压铸卷气现象较少,压铸件质量优于液态压铸.同时,内浇道充型速度和内浇道尺寸对压铸件充填过程影响很大,合理的设置可以减少涡流和卷气,得到高质量的压铸件.     

铝合金压块半固态压铸数值模拟及工艺研究

对铝合金压块进行了半固态充型及缺陷数值模拟,提出了半固态压铸模的设计要点,并根据模拟结果设计出压块半固态压铸模。通过3组电磁搅拌参数下的半固态流变压铸试验,确定了优化的半固态浆料制备工艺参数,生产出合格的压块铸件。     

铝合金的半固态压铸及其机理的探讨

本文描述了铝合金的不加搅拌的半固态压铸试验和批量生产、半固态流变压铸试验、半固态搅溶压铸试验;同时对半固态压铸的机理进行了探讨。     

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.     

超声振动制备流变铸造AZ91镁合金浆料的微观组织和性能

研究AZ91镁合金流变铸造的微观组织和力学性能。采用超声振动方法和压铸成型制备镁合金半固态浆料。结果表明：由于超声振动的空化、声流效应,在成核阶段获得细小圆整的初生a-Mg颗粒;随着超声振动时问延长,初生a-Mg颗粒的固相体积分数和平均尺寸增大,但形状系数基本不变,为0．7;在液相线以下温度附近超声振动6min可获得最佳的AZ91镁合金半固态浆料,其压铸后的拉伸强度和伸长率分别是248MPa和7．4％。流变铸造AZ91镁合金的断裂机制是韧性断裂。     

基于模拟仿真的铝合金铸件热处理过程温度均匀性控制

为实现铝合金铸件热处理过程的温度场调控、减轻变形,采用数值模拟方法,研究了不同料架结构对铝合金铸件表面温度场及温度均匀性的影响。结果表明,模拟仿真能够实现热处理过程铸件表面温度场的准确模拟,同时,热处理料架对铸件表面温度场具有重要影响。针对铝合金舱体铸件,采用φ30mm小孔+φ600mm大孔的料架底板,铸件表面不同位置温度均匀性最好,温度误差在±5℃范围内。     

基于铜包铝复层圆坯水平连铸的数值模拟与试验研究

利用Fluent TM模拟软件研究芯部铝液浇注温度、拉坯速度等工艺参数对水平连铸铜/铝复层铸坯温度场、液相率及流场的影响,并进行试验验证。结果表明,芯部铝液浇注温度越高,与铜管接触的铝液温度越高,液穴深度越深,铝铜之间越易发生反应;拉坯速度越快,铝液液穴深度越深,液态铝与铜管壁接触时间越长。铝液浇注温度控制在710~730℃,拉坯速度为200mm/min时可以获得优质的铜/铝复层铸锭,模拟结果与试验结果具有较好的一致性。     

铝合金半固态浆料制备过程的电磁-流体数值模拟

利用ANSYS软件时旋转型电磁搅拌作用下铝舍金半固态浆料内的电磁场、不同温度下浆料内流场进行了数值模拟。分析了励磁电流强度和频率的变化对半固态浆料内的磁感应强度、电磁力及流动状态的影响。结果表明：在相同频率下，半固态浆料内的磁感应强度、电磁力的大小随电流强度的增加呈线性增加的关系；在相同电流强度下，磁感应强度是随着频率的增大而减小的，而电磁力是增大的，但数值变化不大。随浆料中固相体积分数的增加，使半固态浆料的温度降低．粘度增大，流动速度降低。     

强制对流流变成形制备7075铝合金半固态浆料及其数值模拟(英文)

采用自主研发的强制对流流变装置,研究搅拌速度对7075铝合金半固态组织的影响规律。实验结果表明,随着搅拌速度的增加,半固态组织的晶粒尺寸减小,形状因子及粒子数增加。同时,对强制对流流变成形浆料制备过程进行数值模拟,研究熔体在筒体内的流动规律和搅拌速度对合金熔体温度场和固相率的影响。模拟结果表明,合金熔体在FCR筒体内存在复杂的对流运动,熔体对流极大地改变了合金熔体温度场和固相率的分布。增加对流强度有利于减小合金熔体的过冷度梯度和改善初生晶粒的分布。     

Tribological behavior of A356−CNT nanocomposites fabricated by various casting techniques

Tribological behaviors of monolithic A356 aluminum alloy castings and A356−CNT nanocomposite castings, fabricated by fully liquid and semisolid routes were examined. Samples were prepared by melt agitation, rheocasting, stir casting, and compocasting techniques. Effects of addition of carbon nanotubes (CNTs), casting process and the applied load on wear properties and mechanisms were investigated. It was found that wear loss, wear rate and friction coefficient of nanocomposite samples remarkably declined by the addition of CNTs. Moreover, changing the casting process from fully liquid to semisolid routes, plus increasing fractions of the primary phase were the two factors that improved the wear properties of the investigated samples, especially nanocomposite ones. In addition, it was revealed that adhesion and delamination were the dominant wear mechanism of the monolithic samples produced by fully liquid and semisolid routes, respectively. However, regardless of fabrication techniques, the abrasion was the main wear mechanism of nanocomposite samples.     

厚板铝合金YAG-MIG复合焊接温度场数值模拟

基于ANSYS软件,采用移动旋转高斯体热源函数加载,对12mm厚板铝合金YAG激光-MIG电弧复合焊接进行了温度场有限元数值模拟,模拟中综合考虑了对流、辐射和热传导对焊接热过程的影响,将模拟结果与相同工艺条件下实际的焊接试验结果进行了比较,验证了旋转高斯体热源模型在厚板铝合金复合焊接中的适应性.采用同样的数值模拟热源和试验模拟方法,同样得到了该铝合金5 mm板模拟结果与实际结果相当一致的结论.从而为不同焊接工艺条件下铝合金中、厚板激光-电弧复合焊接焊缝形状和尺寸预测提供了一种有效的途径.     

Research progress on microstructure evolution of semi-solid aluminum alloys in ultrasonic field and their rheocasting

The effects of ultrasonic vibration（UV）treatment on microstructure of semi-solid aluminum alloys and the application of UV in rheocasting process are reviewed.Good semi-solid slurry can be produced by high-intensity UV process for aluminum alloys.The microstructures of Al-Si,Al-Mg and Al-Cu alloys produced by rheocasting assisted with UV are compact and with fine grains.The mechanical properties of the UV treated alloys are increased by about 20%-30%.Grain refinement of the alloys is generally considered because of cavitation and acoustic streaming caused by UV.Apart from these mechanisms,a hypothesis of the fuse of dendrite root caused by capillary infiltration in the ultrasonic field,as well as a mechanism of crystallites falling off from the mould-wall and crystal multiplication by mechanical vibration effect in indirect ultrasonic vibration are proposed to explain the microstructure evolution of the alloys.     

双带式金属带材快速成形过程的流动场与温度场三维耦合模拟

文章采用有限差分方法计算双带式金属带材快速凝固成形过程的流热偶合问题,模拟了单孔喷嘴浇注时铝液的流动场及其温度分布,计算结果得出了不同喷嘴尺寸、冷却带速度和浇注速度下铝液的流动情况、凝固前沿形状和液相区长度,找出了工艺参数之间的合理关系,为进一步实验研究提供了理论依据。     

Preparation of non-dendritic microstructure of AM60 alloy for rheoforming using self-inoculation method

Abstract

A rheocasting process, i.e. self-inoculation method (SIM), has been developed for preparing sound semisolid slurry of AM60 alloy. This process involves mixing between alloy melt and particles of solid alloy (self-inoculants in SIM) and subsequent pouring of the mixed melt with a multistream fluid director. Results show that the combined action of self-inoculants and fluid director can create high nucleation and survive rate of the primary α-Mg phase even with high superheat (85°C) in the AM60 alloy. The melt treatment temperature and addition amounts of self-inoculants are the main factors influencing the slurry microstructure. In order to prepare high quality semisolid slurries, proper melt treatment temperature range of 680–700°C and self-inoculants addition range of 5–7% are suggested. The grain multiplication derives from the heterogeneous nucleation induced by self-inoculants and free crystals and dendrite fragments enhanced by the fluid director; globular grain growth and coarsening of particles should be contributed to the microstructure formation.