AlSi7Mg轮毂半固态流变挤压铸造成形数值模拟

利用半固态流变挤压铸造技术代替传统铸造来生产汽车轮毂。基于有限元软件AnyCasting和carreau表观粘度模型,对铝合金轮毂的半固态流变挤压铸造成形过程进行了数值模拟,研究了压射速度、浇注温度和模具预热温度3个主要工艺参数对半固态浆料充型和凝固过程的影响规律,并采用正交试验设计获取了最佳的工艺参数。结果表明,最佳的工艺参数组合为压射速度0.07 m/s、浇注温度595℃和模具预热温度225℃,同时得出半固态浆料的浇注温度对铸件缺陷的影响最大,压射速度其次,模具预热温度最小。     

铝合金轮状零件流变挤压铸造成形研究

通过开发专用模具,对轮状铝合金铸件进行了流变挤压铸造成形研究。利用自主开发的3 000kN立式半固态挤压铸造机进行试验,对铸件的微观组织和力学性能进行了分析研究。结果表明,模具温度为200℃左右,浇注温度为630~636℃,在比压为80MPa时,流变挤压铸造成形7075铝合金铸件毛坯,其微观晶粒细小,无枝晶产生,T6热处理后,其综合力学性能达到使用要求,接近锻件的性能。     

轻合金半固态流变挤压铸造的研究进展

半固态挤压铸造是集半固态加工与挤压铸造为一体,利用半固态浆料的流变性能进行浇注充型,并在压力作用下凝固成形的一种材料加工新技术。本文分别介绍了铝合金和镁合金的半固态流变成型工艺的一些方法。介绍了半固态流变挤压铸造的研究进展并对其发展前景进行展望。     

ZL104铝合金连杆半固态挤压铸造工艺实验研究

研究了传统液态挤压铸造与半固态挤压铸造成形ZL104铝合金连杆的充填状态、微观组织及力学性能。结果表明:传统液态挤压铸造成形连杆充填饱满,但其抗拉强度及伸长率低于半固态挤压铸造成形连杆。对于半固态挤压铸造成形,浇注温度高于565℃时,铸件充填性能良好;平均晶粒尺寸及形状因子随浇注温度的升高而逐渐增大;连杆抗拉强度及伸长率先增加后减小。挤压压力高于25MPa时,铸件均充填饱满;挤压压力升高,平均晶粒尺寸不断减小且形状因子不断增大,连杆机械性能不断提高。模具预热温度升高,平均晶粒尺寸和形状因子不断增大,连杆机械性能逐渐提高。但当模具预热温度超过300℃时,平均晶粒尺寸进一步增大而其形状因子减小,导致连杆的机械性能下降。     

制动泵体的立式挤压铸造研究

研究了制动泵体立式挤压铸造中金属液流的充型特性和压力变化规律,分析了制动泵体的工艺特点,介绍了浇注系统的设计方法,设计了挤压铸造模具,分析了液流方式及各种工艺参数对挤压铸件质量的影响.采用立式挤压铸造工艺,产品能以较高的质量、较低的成本满足使用要求.     

半固态合金流变铸造的研究进展

总结了30余年来半固态合金流变铸造的研究和应用现状。介绍了传统机械搅拌式流变铸造工艺，由于其所制备的半固态合金浆料保存、输送麻烦，至今没有进入实际应用；评述了射室制备浆料式流变铸造工艺技术，其生产的压铸件经T6处理，力学性能与挤压铸件相当，但伸长率提高很多；介绍单、双螺旋流变射铸工艺，其特点是利用液态合金原料生产成本低，铸件气孔率低，但其所需设备和生产工艺还处在优化阶段；重点介绍了低过热度倾斜板浇注式流变铸造、低过热度浇注和弱机械搅拌式流变铸造的工艺特点和核心思想；分析了半固态合金流变铸造的发展前景。     

A356合金半固态挤压铸造数值模拟及模具优化

采用Anycasting软件对A356合金铸件半固态挤压铸造过程中充型和凝固过程进行数值模拟。研究了压射速度、浇注温度对半固态A356铝合金挤压铸造过程的影响,对工艺参数进行了优化,并对压铸模具进行了改进。结果表明,模具预热温度为200℃,浇注温度为600℃,压射速度为0.5m/s,内浇口厚度为5mm时,能够获得质量理想的铸件。     

挤压铸造铝合金副车架的显微组织与力学性能

使用间接挤压铸造工艺和立式SCV-20 000kN挤压铸造机,生产了A356铝合金副车架。通过金相观察、力学性能测试和扫描电镜分析了副车架的显微组织和力学性能。结果表明,在浇注温度为690~710℃,压射比压为95 MPa,模具温度为240℃,保压时间为20s时,铸件表面无铸造缺陷,内部组织致密。T6条件下,铸件的抗拉强度为291 MPa,伸长率为9.2%,硬度(HBW)为96。台架试验证实挤压铸造汽车副车架疲劳性能符合要求,提高了整车的轻量化水平。     

5083铝合金半固态浆料流变成形的组织与性能

通过自制的对向式双振动头超声处理装置作用于5083合金半固态浆料并进行流变挤压铸造成形,研究了流变挤压铸造成形工艺和熔体浇注温度等对合金半固态成形制件的组织及力学性能的影响.结果表明,流变成形工艺对合金半固态组织有明显的改善作用,使晶粒更细小、致密、均匀;功率超声和流变挤压铸造能显著提高合金的力学性能;成形制件的组织和力学性能在浇注温度为645℃时最好.     

轴承支架半固态压铸过程数值模拟

采用数值模拟方法分析了半固态铝合金的表观粘度及浇注温度对轴承支架铸件压铸充型和凝固过程的影响。结果表明,半固态铝合金的充型速度随其表观粘度的增加而显著下降,而浇注温度对充型速度的影响与液态压铸时的一致。铸件同一部位的凝固温度随半固态铝合金浆料充型时的表观粘度增加而提高。凝固后铸件内未出现铸造缺陷。     

汽车轮毂用铝合金的成分设计与铸造工艺优化

对A356铝合金的成分进行设计,采用压入法添加稀土Ce,研究稀土元素Ce对A356铝合金力学性能的影响。研究结果表明:当稀土Ce的添加量在0.15%时,铝合金的力学性能最好,比未添加稀土铸件的抗拉强度和伸长率分别提高了87.8 MPa和4.5%。比较了传统铸造、液态挤压铸造和半固态挤压铸造三种方式对铸件抗拉强度、伸长率的影响,结果表明,半固态挤压铸造优化铸造工艺参数,提高汽车轮毂用铝合金的韧性及强度。     

大型铝合金铸件（轮圈）的半固态成形技术

半固态金属的组织及流变特性,早在1971年就被美国麻省理工学院（MIT）的Flemings教授所指导的研究团队,在进行实验时偶然间所发现。但半固态铝合金商业应用的产品,除了美国AEMP及瑞士Buhler公司分别拥有及发表铝轮圈的半固态成形技术之外,大部分仍停留在中小型铸件的生产。为了适应汽车轻量化需求,由作者的服务单位与（台湾）工业技术研究院所合组的研究团队,在历经约三年的合作,从半固态触变铸造（Thixocasting）的球化坯料（slug）、再加热技术至流变铸造（Rheocasting）的半固态浆料（Slurry）,进行了多项实验,最终验证了半固态技术应用于大型铝合金铸件（轮囤）生产的可行性。自2005年起,使用A356合金材料改良流变铸造法及2700t的实时射控压铸机的生产线,成功产出汽车用大尺寸半固态铝轮圈,并获得较传统铸造为佳的力学性能,有效达成零部件轻量化需求。     

A356合金连杆半固态挤压铸造工艺参数的优化

基于ProCast2008软件平台,用其自带的非牛顿流体模型Power Law Cut-Off (PLCO)来建立流动模型,对A356合金连杆半固态挤压铸造铸造的充型和凝固过程进行了数值模拟.研究了浇注温度、冲头速度、模具预热温度等主要工艺参数对连杆半固态挤压铸造铸件成形品质的影响规律,获得了连杆半固态挤压铸造铸造的合理工艺参数:浇注温度为576～583℃、模具温度为200～250℃、冲头速度为0.1-0.5 m,s-1.在该工艺参数下进行成形,金属浆料填充平稳,凝固时间较短,挤压铸件缺陷少.     

铝合金半固态加工的现状和发展前景探讨

基于16届国际半固态加工会议探讨了半固态加工的现状和发展前景。可以发现,再生铝合金流变铸造正在成为铝合金流变铸造的主流,计算机断层扫描在分析铝合金流变铸造缺陷方面正在得到越来越多的应用,同步辐射在分析半固态流变行为方面具有非常重要的科学意义和应用价值。虽然正在面临着大型真空一体化压铸的激烈竞争,半固态加工通过和连接技术的结合依然在大型复杂薄壁优质铸件的生产方面具有广泛的应用前景。     

流变挤压铸造成形技术与装备研究

介绍了3 000kN立式半固态挤压铸造成型机的结构特点,研究了铝合金流变成形工艺和间接挤压铸造成型件的组织与性能。结果表明,立式半固态挤压铸造成型机集底部送料、间接挤压铸造和内腔二次加压功能于一体。通过底部挤压充型铸造,可以避免金属液卷气。通过模具二次内腔加压,能对凝固金属进行有效补缩,显著提高铸件的组织与性能。     

挤压铸造Al-5Zn-2Mg-1Cu-0.2Sc合金的组织与性能

采用流变挤压铸造制备了Al-5Zn-2Mg-1Cu-0.2Sc合金,通过拉伸试验、SEM和TEM等方法研究了浇注温度对半固态浆料、流变挤压铸造合金组织和力学性能的影响。结果表明,随着浇注温度降低,半固态浆料和流变挤压铸造合金初生α-Al相形貌逐渐转变为近球形,在晶界附近析出的第二相分布越来越均匀,平均晶粒尺寸减小,圆整度增加。当浇注温度为700℃时,半固态浆料初生相尺寸最小,约为35μm,平均形状因子约为0.49,流变挤压铸造后合金平均晶粒尺寸约为43μm。流变挤压铸造合金的力学性能随着浇注温度的降低逐渐提升。合金经过470℃×10 h+500℃×2 h双级固溶后,大部分第二相溶于基体中。120℃×24 h时效处理后,合金的屈服强度为539 MPa,抗拉强度为612 MPa,伸长率为11%。     

半固态流变挤压铸造研究现状

半固态挤压铸造是集半固态加工与挤压铸造为一体,利用半固态浆料的流变性能进行充型并在压力作用下凝固成形的一种材料加工新技术.介绍了直接挤压铸造与间接挤压铸造工艺特点,在此基础上着重介绍了铝合金炮弹壳体的半固态流变挤压铸造工艺.     

半固态A356铝合金浆料的LSPWES制备和流变成形

利用短时弱电磁搅拌和低过热度浇注(LSPWES)制备了半固态AlSi7Mg铝合金浆料,随后对该浆料进行了均热处理,并探讨了压射比压对铝合金浆料流变挤压铸造过程的影响。制备结果表明:在630~650℃下浇注,同时附以短时低强度电磁搅拌,AlSi7Mg合金中的初生α-Al呈现为球状,个别的初生α-Al呈现为蔷薇状;在固液两相区进行均热处理时,促进了初生α-Al的熟化作用,使初生α-Al进一步球化和粗化。压射比压对半固态AlSi7Mg合金浆料的充填性影响较大,压射比压越高,型腔越容易充满;对于本试验条件,只要压射比压≥34MPa,半固态AlSi7Mg合金浆料都可充满型腔。流变挤压铸件的组织分布很均匀,表明采用低过热度浇注和弱电磁搅拌相结合所制备的半固态AlSi7Mg铝合金浆料适合流变挤压成形,有利于获得高质量的压铸件。     

铝合金挤压铸造的压力选择及其影响

本文研究了挤压铸造时不同加压压力对铝合金结晶组织和机械性能的影响。阐明了铝合金挤压铸造合适的加压压力范围。试验证明,采用挤压铸造新工艺可以获得优质的铝合金泵体铸件。     

6201铝合金挤压成型过程模拟分析及实验验证

以6021铝合金为研究对象,利用实验结合计算机有限元软件分析了该材料在扩展挤压成形过程中的温度场、流动场分布,并讨论了浇注温度和各环节流动情况对产品成形效果的影响。结果表明,6021铝合金经过连续流变扩展挤压后形成管材,在辊-靴型腔内的合金熔体温度呈降低趋势,半固态区间随着浇注温度的升高而逐渐下移。