镁合金AZ91D压铸的数值模拟

运用有限元模拟软件对镁合金AZ91D零件在普通压铸与真空压铸下进行计算机数值模拟,有效的预测液态金属在充型过程、凝固过程中的流场、温度场及宏观缺陷,以此对宏观缺陷的出现进行控制,优化铸造过程。此外比较真空压铸与普通压铸对铸件气孔率的影响。结果表明,当铸造工艺参数分别为冲头压射速度2.4 m/s、浇注温度655℃、模具初始温度180℃时,与压铸相比,真空压铸能有效减少铸件的气孔率,改善铸件质量。     

半固态AZ91D镁合金压铸过程的数值模拟

采用机械搅拌方式研究了半固态AZ91D合金的流变特性,并根据实验数据,拟合出剪切速率为238s-1时,半固态AZ91D合金的固相体积分数和表观粘度之间的关系式。从流体力学的角度,采用数值技术对半固态AZ91D镁合金的压铸过程进行了研究。数值模拟结果表明,半固态浆料温度为550℃、模具温度为300℃、压铸速度为1m/s时,该文所设计的压铸件的压铸过程能很好地进行。同时,该研究工作能为分析压铸成形过程提供有益的信息。     

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.     

镁合金发动机缸体压铸充型和凝固过程的数值模拟

在对镁合金发动机缸体压铸件进行工艺分析的基础上,通过应用正交试验方法,并使用模拟软件对金属液的充型和凝固过程进行数值模拟。结合各组试验所得的不同数据,确定了压铸件生产的优化工艺参数:模具预热温度为220℃,浇注温度为670℃,压射速度为8.5m/s,并确定了工艺参数对铸件缺陷的影响顺序。且在该组优化的工艺参数下,通过对金属液的充型和凝固过程的动态观察,预测充型时间、凝固时间和可能存在的缩松、缩孔及气孔缺陷的分布与体积分数。实现了发动机缸体压铸工艺参数的优化。     

AZ91D镁合金真空压铸力学性能研究

对AZ91D镁合金的真空压铸工艺进行了实验研究，讨论了型腔真空压力和铸造压力等工艺参数对于铸件密度、抗拉强度、屈服强度和伸长率等力学性能指标的影响规律。研究结果表明：型腔真空压力和铸造压力是影响铸件密度和抗拉强度关键参数。铸造压力增加或真空压力降低时，铸件密度和抗拉强度增加。同时，研究了铸件在T6处理前后的力学性能，型腔真空压力为5kPa条件下的铸件在T6处理后未发生起泡现象，T6处理后试样的抗拉强度和屈服强度提高，伸长率降低。     

基架压铸充型凝固过程数值模拟与工艺优化

采用Pro CAST软件对铝合金基架进行了压铸充型凝固过程数值模拟。根据模拟结果设计了浇注系统和排溢系统,确定了内浇道左右面积分别为71 mm2和39 mm2。优化出压铸工艺参数:浇注温度630℃,模具预热温度200℃,压射速度2 m/s,保压压力90 MPa。设计并制造出基架压铸模具,将优化出的压铸工艺参数应用到实验中,对生产出的基架压铸件进行了金相检验,产品完全满足使用要求。     

镁合金AZ91D真空压铸的组织与性能

对镁合金AZ91D真空压铸下的组织与性能进行了研究。结果表明，真空压铸可以明显改善AZ91D合金组织中的孔洞分布，。提高铸件的密度。对铸件进行热处理（T4）后，铸件表面气泡相对于普通压铸而言有明显改善，可以热处理。热处理后（T4和T6），由于AZ91D具有固溶强化和时效强化效果，合金的性能相对于压铸态有大幅度的提高。     

AM60镁合金空调机支架充型过程的数值模拟

运用模拟仿真软件FLOW-3D对AM60镁合金空调机支架在压铸过程中的充型过程、温度场进行了仿真模拟,对缺陷的分布情况进行了分析,进而对压铸工艺参数进行优化。     

镁合金罩盖压铸充型过程的数值模拟

压铸工艺中浇注系统的设计是否合理，直接影响着铸件的充型质量。以手动变速箱罩盖压铸生产为对象，利用数值模拟方法，对压铸过程中速度场、温度场进行模拟分析，预测铸件可能出现的缺陷及所在部位，对罩盖浇注系统进行改进。实现镁合金罩盖压铸工艺的优化，改善铸件质量，可为类似铸件生产提供参考。     

工艺参数和型芯对AZ91D镁合金压铸充型能力的影响

通过正交实验,系统研究了压铸过程中浇注温度、模具温度、压射比压、充型速度对AZ91D镁合金充型能力的影响,同时研究了圆柱形型芯对其流动性能的影响.结果表明,对AZ91D镁合金压铸充型能力影响最大的因素是压射比压,其次是充型速度和浇注温度,影响最小的是模具温度.随着上述4个因素值的提高,AZ91D镁合金的充型能力均得到提高.随着型芯直径的增加,AZ91D镁合金的流动性能变差.应设法改善压铸工艺条件和型芯形状来提高合金的压铸充型能力.     

AZ91D压铸镁合金的三维微观组织模拟

针对工程上应用广泛的AZ91D压铸镁合金,建立了其凝固过程中微观组织演化的数学物理模型．采用改进的三维微观元胞自动机（CA）模型,耦合三维溶质场计算,结合压铸镁合金进行了微观组织模拟．模拟结果再现了在多晶粒同时生长的情况下,初生晶间的溶质扩散、溶质富集直至共晶转变的全部演化过程．应用此模型模拟了实际AZ91D压铸件不同部位的微观组织,模拟结果与金相观察结果符合较好．     

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”。     

铝合金压铸件充型凝固过程及其压铸工艺CAE分析

通过有限元数值模拟软件Procast对铝合金支架压铸件进行了数值分析,获得了零件充型过程和凝固时温度场的分布,预测了铸件缺陷存在的位置并分析了其形成原因.通过压铸模拟分析研究了压铸工艺对铸件缺陷的影响.研究表明:铸件随着充型速度的增加,其铸件内部缩孔缩松的含量显著增加;浇注温度越高,铸件内部缩孔缩松也越多.     

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。     

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.     

含1%混合稀土压铸镁合金的高周疲劳性能

研究含混合稀土1%(质量分数)的压铸镁合金AZ91D在应力比r=0.1的高周疲劳性能。组织分析表明,压铸镁合金试样的表面层和心部的显微组织存在差别。室温条件下抗拉强度为185 MPa,屈服强度为159 MPa,延伸率为1.5%。测试存活率p=50%的p-S-N曲线,结果显示在3.8×105循环周次时的疲劳强度为70 MPa,得出在循环周次103~106之间,p=50%时,S与Np的关系式为lgNp=17.85–6.83lgS。在较低的应力下,一些疲劳试样断口出现擦痕,当缺陷较小时,疲劳断口表现为韧窝、撕裂棱、疲劳条带等韧性断口和准解理的混合特征,属于具有较低韧性的材料。     

镁合金压铸用模具的应力场和变形数值模拟

通过建立有限差分/有限元集成应力分析系统,模拟了镁合金压铸用模具在压铸过程承受的应力场和变形.首先采用有限差分法模拟压铸系统的三维温度场,然后利用温度载荷转换接口将温度载荷转换到模拟对象有限元模型,再计算应力场和变形.应力计算中能够处理压铸过程的合模和开模过程中的边界约束条件变化.通过分析模具在合模过程及开模时刻的应力变化和变形趋势,对铸件尺寸精确度进行了预测,对压铸过程工艺参数的优化提出了见解.     

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。