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.     

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。     

铝合金半固态流变压铸过程数值模拟及试验验证

采用模拟软件对Al-Si合金半固态流变压铸的充型和凝固过程进行模拟,并与试验进行了对比.结果表明,浇注温度为610℃、压射速度为90 mm/s、料柄及内浇口直径为40 mm时,半固态压铸的卷气以及缩凹缺陷明显减少.同时,通过对温度场的模拟分析,得出铸件的边缘部位与中部具有不同的凝固速度和微观组织,经过试验观测,证明了实验结果与模拟结果的一致性,为铝合金半固态流变压铸的工艺参数拟定和模具设计提供了借鉴.     

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。     

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.     

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”。     

镁合金汽车下壳体充型和凝固过程数值模拟

对镁合金汽车下壳体铸件在液态和半固态条件下的充型凝固过程进行了数值模拟,并对两种状态下的零件在铸造过程中可能出现缺陷的位置进行了预测.结果表明,半固态合金熔体的充填有利于平稳充填型腔、型腔的气体能及时排出,减少了铸件的内部缺陷.同时,铸件的整体温度场相对均匀,有利于铸件内部的补缩和残余气体的排放,从而提高了铸件质量.     

半固态铝合金压铸充型凝固过程数值模拟研究

采用有限元数值分析软件对铝合金转向泵支架的牛顿流体和半固态流体压铸成形过程以及凝固分数变化过程进行数值模拟与分析,基于模拟结果和新山判据,对可能出现的铸造缺陷进行预测.模拟结果表明:与牛顿流体相比,铝合金半固态流体充型更加平稳.半固态流体凝固过程中,铸件温度呈现顺序凝固的趋势,铸件内部能得到冒口的及时补缩,有助于铸型中的气体的排出和铸件成形质量的提高.     

半固态AZ91D镁合金浆料的流变压铸过程数值模拟

在半固态AZ91D镁合金浆料表观粘度试验数据拟合的基础上,建立了半固态AZ91D镁合金浆料的表观粘度触变模型,并对AZ91D镁合金浆料在连杆型腔中的充填过程进行了模拟.模拟结果与实际充填结果符合,说明建立的AZ91D镁合金浆料表观粘度触变模型正确可行.模拟优化了连杆压铸件的压铸工艺,合适的压铸工艺参数为:浆料成形温度在590℃以上,内浇道充填速度为2.7 m/s,压射比压在40 MPa以上.     

镁合金低压铸造充型和凝固过程数值模拟

针对金属型模具的不透明性,采用Pro/E2001进行铸件的实体造型,并生成面网格文件.利用铸造模拟软件对镁合金铸件的低压铸造过程进行模拟,分析了在填充过程中温度场、流场以及凝固过程中温度、固相分数的分布情况,预测可能出现的缺陷,从而使铸造工艺和模具的设计得到了优化.     

AZ91HP镁合金流变压铸工艺与性能研究

采用自行开发的锥桶武半固态浆料制备装置,并结合实验室压铸机,研究了AZ91HP镁合金流变压铸成形的工艺与性能.结果表明:内锥桶转速越大,成形件内部晶粒越细小,转速为600 r/min时,初生α-Mg固溶体主要由近球形颗粒组成,颗粒尺寸细小圆整,平均尺寸为38～40μm;剪切温度较高时,成形件内部初生α-Mg晶粒较粗大,圆整度较好;剪切温度较低时,初生α-Mg品粒较细小,圆整度相对较差.不同工艺下流变压铸件抗拉强度及伸长率均高于普通液态压铸件,其中抗拉强度提高10%～15%,伸长率提高40%以上.     

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镁合金棒材挤压过程的数值模拟研究

通过Gleeble-1500D热模拟机获得AZ91D镁合金的应力应变曲线。采用刚塑性有限元法对AZ91D镁合金棒材挤压过程进行热力耦合数值模拟,分析了变形温度与挤出速度对挤压力和等效应变变化情况的影响。模拟的结果表明：在25∶1的挤压比下AZ91D镁合金的挤压温度为400℃,挤出速度为12.5 mm/s。     

难混溶合金凝固过程中宏观偏析形成的数值模拟

基于分离粒子法，建立了一个模拟难混溶合金凝固过程中第二相宏观偏析形成过程的模型．此模型考虑了实际凝固过程中的诸多因素，包括形核，扩散长大，Ostwald熟化，Brownian碰撞以及运动碰撞的影响．对Al-30％In合金的模拟结果与实验结果吻合较好，反映了所建立模型较好的理论预测能力．     

充型过程的数值模拟技术

铸造充型过程的数值模拟技术是铸造领域的前沿技术。本文对充型过程数值模拟的发展过程、数学模型、计算方法以及自由表面的处理进行了介绍，并指出了当前研究中存在的问题。     

MB15-RE镁合金铸坯在半固态温度下的应力-应变曲线测试与特征分析

研究了MB15-RE镁合金常规铸坯在半固态温度下应力-应变曲线变化的影响要素。通过热模拟实验,发现MB15-RE在560℃的半固态温度下应力-应变曲线均可分为3个阶段：应力上升阶段、应力下降阶段和应力稳定阶段;同时在相同应变速率下,合金温度越高,其应力峰值和稳态应力越低,表明曲线与在半固态温度下试样中固液态比例相关;在相同温度下,应变速率越大,峰值应力越大而稳态应力越小,表明了再结晶比例越高,稳态应力越低。     

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.     

镁合金压铸件凝固过程计算机模拟

分析了压铸工艺的特点以及压铸过程数值模拟软件的要求，利用铸造过程分析软件模拟镁合金压铸件凝固过程的温度场，基于温度场分析结果，预测在铸件凝固时形成缩孔、缩松等缺陷的位置及分布，优化铸造工艺设计。