半固态A356合金流变充型的极限长度

通过对半固态合金流变充型机理分析,推导出可以定量计算半固态A356铝合金在圆管内流变充型极限长度的数学模型,该模型包括了工艺参数和半固态A356合金的自身特性。采用间接挤压铸造阿基米德螺旋线试样的方法对该数学模型进行了实验验证,实验结果表明:理论计算值与实验测定值之间的最大偏差小于8%;该数学模型可以定量分析和估算工艺因素对充型能力的影响,并可预测充型极限长度,这对半固态合金流变成形工艺设计和模具设计都有参考价值。实验和理论计算还表明,充型压力和充型速度是影响半固态合金充型能力的两个主要因素,提高充型压力、一定充型压力下适当减小充型速度都可以提高充型能力。     

半固态低合金钢金属型加压流变充型能力研究

采用近液相线保温的半固态熔体制备技术,制备了C级钢半固态熔体,对该半固态熔体在金属型加压条件下的流变充型能力进行了研究。结果表明,充型压力和模具预热温度越高,半固态低合金钢的流变充型能力越好,其中模具预热温度对低合金钢半固态合金熔体流变充型能力的影响大于充型压力的影响;浇注量的增大将提高低合金钢半固态合金熔体的充型能力;在模具设计过程中,压室的体积和浇道长度的优化设计是关键所在。     

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。     

半固态铝合金熔体流变充型能力的研究

用斜坡法制备了A356铝合金半固态熔体,采用阿基米德螺旋线试验模具,对该半固态熔体在金属型加压作用条件下的流变充型能力进行了试验研究。结果表明,随着充型压力和浇注温度的增大,半固态铝合金熔体金属型加压流变充型能力增大,浇注温度是影响半固态铝合金熔体流变充型能力的最主要因素;半固态铝合金熔体的流变充型能力在充型速度为142～427mm/s范围内,随着充型速度的增大而增大;充型压力与半固态铝合金熔体金属型加压流变充型能力的关系可看作线性增函数关系。     

半固态合金流变成型工艺理论--第一部分流变充型理论

半固态合金熔体直接浇入储料腔后,在压力作用下依靠自身特有的流变性,依次通过直浇道、横浇道和内浇道,逐步充填工件型腔的过程称为半固态合金熔体流变充型.流变充型的微观过程包括其中液相的主动流变和固相的被动流变,可能出现均匀流变充型和分离流变充型两种形式,导出了分离流变的发生条件.理论分析了流变充型阻力的来源和定量计算公式,发现最大充型长度取决于模具(或铸型)的冷却能力、半固态熔体自身的微观结构和流变特性以及成型工艺参数,给出了螺旋线型腔最大充型长度的估算公式.     

半固态A356合金微观组织特征对充型能力的影响

采用电磁搅拌法制备了具有不同微观组织特征的半固态A356合金浆料,用图像分析软件对浇注前浆料金相试样的初生相微观组织特征进行了测定,利用间接挤压铸造方法铸造阿基米德螺旋线试样,以挤压成形后的螺旋线试样长度衡量充型能力,通过多元回归,建立了半固态A356合金初生相微观组织特征与充型长度之间的数学表达式。结果表明:半固态浆料充型能力不仅与初生相微观组织特征参数有关,微观组织特征参数的交互作用对充型能力的影响也较大。利用该表达式可以对半固态浆料充型能力进行预测,进而指导半固态浆料制备参数设计、间接挤压铸造工艺设计和缺陷预测。     

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%。     

半固态合金流变成型工艺理论--第1部分流变充型理论

半固态合金熔体直接浇入储料腔后，在压力作用下依靠自身特有的流变性，依次通过直浇道、横浇道和内浇道，逐步充填工件型腔的过程称为半固态合金熔体流变充型。流变充型的微观过程包括其中液相的主动流变和固相的被动流变，可能出现均匀流变充型和分离流变充型两种形式，当型腔压力Pm大于粘滞力τ时，将出现分离流变。理论分析了流变充型阻力的来源和定量计算公式，发现最大充型长度取决于模具（或铸型）的冷却能力、半固态熔体自身的微观结构和流变特性，以及成型工艺参数，给出了螺旋线型腔最大充型长度的估算公式。     

半固态ZL104合金充型凝固的数学模拟

对半固态ZL104合金的填充与凝固过程进行了数学模拟与实验验证。结果表明,在不同的充型速度下,各个浇道中温度场的差别不大;缩松气孔缺陷的总体积会伴随着充型速度的增加而变大,但并不是充型速度越小越好,ZL104合金的适宜充型速度为3 m/s;ZL104合金铸件的实际凝固组织与数学模拟得到的模拟结果是一致的。     

A356合金半固态充型过程的数值模拟

利用ANSYS有限元软件分别对A356合金轮毂压铸件在不同充型温度、压射速度条件下,半固态浆料的流动及其传热现象进行了耦合数值模拟。通过模拟结果的分析,考察了充型温度及压射速度对充型过程中半固态浆料流动及温度分布的影响,发现当充型温度为590℃、压射速度为5m/s时,半固态浆料充型效果最理想,有利于获得组织致密的成形件,为A356合金半固态压铸成形工艺的制定和优化提供了依据。通过试验,对数值模拟所获得的工艺参数进行了验证。     

Mensuration and simulation of mold filling process in semi-solid die-cast of aluminum alloy

To understand the flow trace of semi-solid slurry in mold cavity, some thermocouples were inserted in mold cavity, and the reaction timing of thermocouples showed the arrival of fluid. The filling time and rate were estimated by comparison between the experiment and calculation. The introduction of computer simulation technique based on ADSTEFAN was to predict injectionforming process and to prevent defects during trial manufacture of various parts. By comparing the formed appearance of parts in experiment and in simulation, and observing the relationship between internal defects inspected by X-ray or microscope and the flow field obtained in simulation, it was indicated that both have quite good agreement in simulation and experiment. Right predictions for cast defects resulted from mold filling can be carried out and proper direction was also proposed. The realization of numerical visualization for filling process during semi-solid die-cast process will play an important role in optimizing technology plan.     

充填速度与浇口对半固态AlSi7Mg合金成形过程的影响

确定半固态触变成形的边界条件,在半固态表观粘度耦合于流场的动量方程上,建立半固态AlSi7Mg充型过程的计算模型.对不同充填速度、浇口形状以及浇口设置位置下半固态成形过程进行模拟分析.结果表明:半固态合金的充填速度对流态及成形质量具有明显影响,与压铸相比,半固态浇口形状、设置位置等因素对充填流态影响相对较小,所以半固态工艺设计较为灵活.半固态压铸机的充填流量及充填压力取决于浇口面积、充填速度以及合金种类.充填速度决定半固态浆料流动形态,进而影响半固态制件的成形质量.     

Numerical simulation on rheo-diecasting mould filling of semi-solid key-shaped component

Based on the experimental data of apparent viscosity about semi-solid A356 aluminum alloy,the apparent viscosity model was developed and inserted into a commercial software Castsoft6.0,and a key-shaped component filling process was simulated.The simulation results are in good agreement with the experimental filling results,which indicates that the apparent viscosity model established is effective and available.The process parameters on the cavity filling of the key-shaped components have been optimized.The injection pressure should be more than 15MPa.the slurry flowing velocity in the in-gate should be more than 1.73m/s,and the slurry temperature should be over 585℃.     

ZA27合金蜗轮毛坯半固态模锻成形研究

对ZA27蜗轮毛坯进行半固态成形试验,在不同比压和模具温度条件下,对制件的宏观成形性和微观组织形貌进行了分析研究.结果发现:比压较小时,齿型无法成形,当比压为40～60 MPa时,蜗轮成形性良好;当压力过高时,易形成纵向飞刺且脱模困难.随着压力的上升,制件微观组织发生明显的变化,球状及玫瑰状的半固态组织逐步发生断裂、变...     

采用蛇形通道浇注法制备半固态6061铝合金浆料

采用蛇形通道浇注工艺制备半固态6061铝合金浆料.研究浇注温度、弯道数量和弯道内径对显微组织的影响,并分析半固态浆料在浇注过程中的显微组织演变机理.结果表明:控制浇注温度在液相线附近可以细化晶粒、提高晶粒圆整度,并且增加弯道数量和降低弯道内径可以有效增加初生α(Al)晶粒的形核率.初生晶粒不仅由合金熔体受激冷形核和异质...     

汽车用铝合金半固态零件触变压铸工艺研究

针对半固态触变压铸工艺特点,对国产J1128卧式冷室普通液态压铸机的压射系统和模具系统进行了结构改进,对压铸工艺参数进行了优化选择,并采用半固态专用铝合金AlSi6Mg2和商用铝合金A357开展了大量半固态触变压铸试验研究.结果显示:半固态触变压铸工艺与普通液态压铸有很大的不同,在压射室和模具预热温度分别为100℃和250℃,低压压力为4.0MPa,射料二速工作压力为12MPa,增压压力为20MPa,快压射速度为1.4m/s条件下可获得冲型完好的汽车用铝合金半固态零件.     

半固态Al-6.6%Si合金的变形行为

分别对常规铸造Al 6.6%Si合金和电磁搅拌制备的半固态Al 6.6%Si合金试样进行了压缩实验 ,分析了它们的应力—应变关系和组织变化。结果表明 ,半固态Al 6.6%Si合金液固两相区压缩变形可分为触变流动初始阶段和稳定触变流动两个阶段。在触变流动初始化阶段 ,应力从零急剧增大到最大值 ,并在这个最大值上保持一段时间。在稳定触变流动阶段 ,随应变增加 ,应力缓慢下降 ,整个过程应力都大大低于常规铸造Al 6.6%Si合金压缩变形时应力。半固态合金在液固态两相区压缩变形后 ,其初生相微粒仍保持为球状 ,并且试样各处变形均匀。同时 ,对半固态合金变形中的初生相微粒簇现象和液固分离现象也进行了讨论。     

加热工艺对半固态AlSi7Mg合金的重熔组织的影响

研究了半固态AlSi7Mg合金在不同加热温度制度，不同保温温度，不同保温时间下的显微组织。经电磁搅拌的AlSi7Mg合金在固相线－液相线温度区间保温加热时，共晶相首先熔化，团块状α相逐渐演变成球状。随着保温温度的提高，晶粒形状更圆滑，随保温时间增加，晶粒形状也更圆骨，保温温度太高或保温时间太长时，试样表面有液相析出，靠近表面部位产生大量孔洞，试样在自重作用下变形，随炉加热方式所获得的固相颗粒尺寸比热炉加热方式所获得的固相颗粒尺寸大。