半固态熔体流变性测量数值分析及实验研究

发布时间：2022-02-10 17:17

　　半固态成形技术综合了凝固成形和塑性成形的优点,生产的零部件质量媲美塑性成形件而生产成本接近凝固成形,因此在汽车轻量化等领域有着广阔的应用前景。经过特殊工艺制备的半固态金属熔体有着不同于液态和固态的流变行为,是具有剪切变稀特性的非牛顿流体的一种,其中表观粘度是衡量半固态金属熔体流变性的一个重要指标,同时半固态金属熔体表观粘度的大小对于其成形过程具有重要的指导作用。同轴双筒流变仪是最常用的研究半固态熔体流变性的装置,但是这种流变仪的测量原理是在牛顿流体假设的基础上推导出来的,流变仪所使用的误差修正方法无法满足半固态熔体表观粘度测量的需求,另外现有的适用于半固态熔体的流变仪多为科研机构自行搭建和设计,测试方法以及设备结构并还没有形成统一的标准,导致半固态熔体表观粘度数据千差万别。本文旨在研究同轴双筒流变仪的形状参数以及测量系统内的待测浆料流动状态对半固态熔体表观粘度测量精度的影响,并在此基础上给出适用于剪切变稀非牛顿流体表观粘度测量误差的修正,指导测量半固态熔体表观粘度高温流变仪的设计以及表观粘度测量方法的制定,主要完成工作如下:（1）使用ANSYS Fluent定量地分析了同轴双筒流变仪测... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省211工程院校985工程院校

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

世界和中国汽车产量变化图（2000—2017）

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文目前汽车工业中使用的零件多以凝固成形和塑性成形的方法加工。凝固成用液态金属良好的流动性实现充型，多用于加工一些复杂的腔体零件，但是在金属充型过程中由于流体紊流容易产生气孔、夹渣等缺陷，另外生产厚壁零件中由于冷却缓慢，会在中部产生粗大的枝晶组织，使得零件力学性能变差，寿低，限制了凝固成形技术的应用范围[4-7]。塑性成形使用外力使固态金属产生变形以获得目标零件形状，这种成形方法获得的零件微观组织细小，强度高，加工复杂结构零件过程中工序复杂，容错率低，对设备要求高，因此塑性成形较高，在实际生产中仍是以凝固成形的方法为主加工汽车零件[8,9]。

固态浆料内部组织示意图如图 1-3 所示，并且发速率有一定的关系，即固相分数一定的条件下，剪动性越好，在此研究的基础上，Flemings 教授及其创立并完善了半固态成形（Semi-Solid FormingP]。

【参考文献】：
期刊论文
[1]金属基复合材料半固态加工的研究及应用现状[J]. 洪小英.  中国科技信息. 2008(23)
[2]汽车轻量化技术中新材料的发展及应用[J]. 冯美斌.  汽车工程. 2006(03)
[3]高温熔体连续测温方法研究[J]. 刘文,邢书明,张琳,谭建波,张海英.  北京交通大学学报. 2005(04)
[4]半固态金属成形研究的新进展、工业应用及其思考[J]. 罗守靖,姜巨福,杜之明.  机械工程学报. 2003(11)
[5]粘度测定原理与应用[J]. 吴德志,徐东亮,吴耀楚.  中国仪器仪表. 2002(06)

博士论文
[1]半固态铸造Al-Si-Cu-Mg合金热处理工艺及强化机理研究[D]. 杜康.北京有色金属研究总院 2017
[2]Al-Si合金半固态浆料制备技术及应用研究[D]. 梁小康.北京有色金属研究总院 2017
[3]319s铝合金高固相分数半固态压铸多尺度数值模拟方法与实验研究[D]. 胡小刚.北京科技大学 2017



本文编号：3619220