铝合金压铸充型流态动态演变过程研究
发布时间：2021-03-08 13:51
随着压铸产品朝着薄壁、复杂化方向发展,对充型过程的精细化控制显得尤为重要,因此需要了解金属液在型腔中的流动特征及压铸参数对充型流动的影响规律。目前对于压铸充型过程中金属液流动规律研究的主流方法是数值模拟和水力模拟,但数值模拟和水力模拟与实际充型过程存在着一定差异。为此本文利用压铸充型过程的动态实时表征,观察研究了不同快压射速度、不同内浇口厚度以及型腔结构对充型流动过程的影响,并与相同实验条件的数值模拟进行了对比分析,得出以下主要结论:（1）金属液从内浇口进入模具型腔后,随着充型速度的增加,金属液的流动是不连续的,其流动前沿形貌由光滑圆整逐渐向破碎飞溅转变。由于射流的附壁效应,金属液贴附玻璃视窗侧向前充型,沉孔凸台及截面突变结构对充型初期流动形态的影响较小。通孔凸台的存在改变了充型流态,迫使流动产生分离流,促使了金属液流动过程中空洞的产生。（2）当金属液以1.5m/s的快压射速度充型时,其流动前沿比1.0m/s充型时更早地发生了破裂,并且在相同位置流动前沿的破碎飞溅程度更加严重。（3）内浇口厚度会影响金属液的流动特征。内浇口厚度越大,金属液流动前沿不易发生破裂,并且在相同充型距离下,流动...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
试样尺寸图
重庆大学硕士学位论文2实验方案设计与实施102实验方案设计与实施2.1试样设计2.1.1试样结构设计根据本课题的研究目的，所选的试样尺寸及三维模型分别如图2.1和图2.2所示。试样共包含四种不同结构，其中带有圆形通孔和盲孔的平板试样用来研究钝形（圆柱）障碍物对金属流动行为的影响，弓形试样用来研究金属液充型过程中遇到直角型腔结构时的流态变化，阶梯平板试样用来观察变截面型腔结构对流动的影响。考虑到实际操作时依靠人工进行取件，因此在允许范围内宜采用较大的脱模斜度，可保证试样顺利取出，铸件的拔模斜度采用50。对于铸造圆角而言，由于整个试样结构较为简单，壁厚较为均匀，铸造圆角可选用R2mm即能满足要求。图2.1试样尺寸图Fig.2.1Samplesizediagram图2.2试样三维模型图Fig.2.2Three-dimensionalmodeldiagramofspecimen
重庆大学硕士学位论文2实验方案设计与实施12根据试样的排布，横浇道应采用“T”结构，截面形状采用梯形。对于卧式冷室压铸机，横浇道的截面积一般取内浇口面积的3～4倍，按最小值取即为864mm2。横浇道的深度D可按D=C1√Ar进行计算，C1取0.79，可计算得出D=23.2mm，横浇道的宽度按W=C2√Ar进行计算取值，C2取1.1，可计算得出W=32mm。横浇道截面积从直浇道起到内浇口止，逐渐缩小，保证金属液流经横浇道时不会产生负压，减小涡流产生的倾向。④排溢系统设计试样的溢流槽应该在分型面上，为了便于取模，应全部位于定模一侧。其形状尺寸可参考图2.3进行取定，A=25mm，B=35mm，c=1mm，a=3mm，H=6mm，b=16mm，h=2.5mm。排气槽的截面积一般为内浇口截面积的20%～50％，则排气槽的截面尺寸可确定为6mm*8mm，为了防止压射过程中金属液从排气槽中喷射出来，排气槽采用交叉结构。图2.3溢流槽形状尺寸[54]Fig.2.3shapeanddimensionsofoverflow图2.4试样浇注系统的三维模型Fig.2.4three-dimensionalmodelofsamplegatingsystem
【参考文献】：
期刊论文
[1]铸造充型过程数值模拟技术的发展及现状评述[J]. 刘东戎,杨智鹏,王丽萍,郭二军. 哈尔滨理工大学学报. 2016(03)
[2]半固态压铸技术的现状与前景[J]. 赵立津,门海豹,赵高瞻,陈强,鲁美琪,王艳彬,赵志翔. 精密成形工程. 2012(04)
[3]铸造充型过程数值模拟及实验研究的进展[J]. 赵海东,孙凤振. 铸造. 2011(07)
[4]轻量化与轻金属材料应用[J]. 方炬,关健鑫. 中国金属通报. 2011(25)
[5]压铸数值模拟及研究现状[J]. 张俊杰,曹凤江,谭建波. 铸造设备与工艺. 2011(02)
[6]镁合金应用与汽车节能减排[J]. 龙思远,徐绍勇,查吉利,曹韩学,刘波,蔡军,马季. 资源再生. 2011(03)
[7]铝、镁合金材料在汽车工业中的应用[J]. 党春梅,谢卫东. 热加工工艺. 2011(04)
[8]真空压铸的型腔气体排气理论分析[J]. 干雪梅,龙思远,刘伟召,蒲怡冰. 特种铸造及有色合金. 2011(01)
[9]铝合金消失模铸造充型过程X射线观察[J]. 王狂飞,莫亚林,夏立军,米国发,傅恒志. 热加工工艺. 2009(15)
[10]半固态压铸技术研究发展现状[J]. 贺睿,李雷,王强,谢水生. 热加工工艺. 2009(13)
博士论文
[1]TiAl合金锭凝固组织形成的数值模拟[D]. 刘东戎.哈尔滨工业大学 2006
硕士论文
[1]XT280压铸机液压系统及其二通插装阀块特性分析[D]. 李松.东北大学 2010
本文编号：3071156
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
试样尺寸图
重庆大学硕士学位论文2实验方案设计与实施102实验方案设计与实施2.1试样设计2.1.1试样结构设计根据本课题的研究目的，所选的试样尺寸及三维模型分别如图2.1和图2.2所示。试样共包含四种不同结构，其中带有圆形通孔和盲孔的平板试样用来研究钝形（圆柱）障碍物对金属流动行为的影响，弓形试样用来研究金属液充型过程中遇到直角型腔结构时的流态变化，阶梯平板试样用来观察变截面型腔结构对流动的影响。考虑到实际操作时依靠人工进行取件，因此在允许范围内宜采用较大的脱模斜度，可保证试样顺利取出，铸件的拔模斜度采用50。对于铸造圆角而言，由于整个试样结构较为简单，壁厚较为均匀，铸造圆角可选用R2mm即能满足要求。图2.1试样尺寸图Fig.2.1Samplesizediagram图2.2试样三维模型图Fig.2.2Three-dimensionalmodeldiagramofspecimen
重庆大学硕士学位论文2实验方案设计与实施12根据试样的排布，横浇道应采用“T”结构，截面形状采用梯形。对于卧式冷室压铸机，横浇道的截面积一般取内浇口面积的3～4倍，按最小值取即为864mm2。横浇道的深度D可按D=C1√Ar进行计算，C1取0.79，可计算得出D=23.2mm，横浇道的宽度按W=C2√Ar进行计算取值，C2取1.1，可计算得出W=32mm。横浇道截面积从直浇道起到内浇口止，逐渐缩小，保证金属液流经横浇道时不会产生负压，减小涡流产生的倾向。④排溢系统设计试样的溢流槽应该在分型面上，为了便于取模，应全部位于定模一侧。其形状尺寸可参考图2.3进行取定，A=25mm，B=35mm，c=1mm，a=3mm，H=6mm，b=16mm，h=2.5mm。排气槽的截面积一般为内浇口截面积的20%～50％，则排气槽的截面尺寸可确定为6mm*8mm，为了防止压射过程中金属液从排气槽中喷射出来，排气槽采用交叉结构。图2.3溢流槽形状尺寸[54]Fig.2.3shapeanddimensionsofoverflow图2.4试样浇注系统的三维模型Fig.2.4three-dimensionalmodelofsamplegatingsystem
【参考文献】：
期刊论文
[1]铸造充型过程数值模拟技术的发展及现状评述[J]. 刘东戎,杨智鹏,王丽萍,郭二军. 哈尔滨理工大学学报. 2016(03)
[2]半固态压铸技术的现状与前景[J]. 赵立津,门海豹,赵高瞻,陈强,鲁美琪,王艳彬,赵志翔. 精密成形工程. 2012(04)
[3]铸造充型过程数值模拟及实验研究的进展[J]. 赵海东,孙凤振. 铸造. 2011(07)
[4]轻量化与轻金属材料应用[J]. 方炬,关健鑫. 中国金属通报. 2011(25)
[5]压铸数值模拟及研究现状[J]. 张俊杰,曹凤江,谭建波. 铸造设备与工艺. 2011(02)
[6]镁合金应用与汽车节能减排[J]. 龙思远,徐绍勇,查吉利,曹韩学,刘波,蔡军,马季. 资源再生. 2011(03)
[7]铝、镁合金材料在汽车工业中的应用[J]. 党春梅,谢卫东. 热加工工艺. 2011(04)
[8]真空压铸的型腔气体排气理论分析[J]. 干雪梅,龙思远,刘伟召,蒲怡冰. 特种铸造及有色合金. 2011(01)
[9]铝合金消失模铸造充型过程X射线观察[J]. 王狂飞,莫亚林,夏立军,米国发,傅恒志. 热加工工艺. 2009(15)
[10]半固态压铸技术研究发展现状[J]. 贺睿,李雷,王强,谢水生. 热加工工艺. 2009(13)
博士论文
[1]TiAl合金锭凝固组织形成的数值模拟[D]. 刘东戎.哈尔滨工业大学 2006
硕士论文
[1]XT280压铸机液压系统及其二通插装阀块特性分析[D]. 李松.东北大学 2010
本文编号：3071156
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