A356铝合金流变挤压铸造工艺及数值模拟研究

发布时间：2017-09-11 17:27

  本文关键词：A356铝合金流变挤压铸造工艺及数值模拟研究

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【摘要】：本文以A356铝合金为研究对象,运用了数值模拟和试验两种方法研究流变挤压铸造工艺。前期用数值模拟完善浇铸系统指导修模,提高了生产效率。后期基于LSPSF流变制浆工艺,采用标准正交实验方案进行试验,分析得出最优工艺参数组合,并进行了试验验证,有效减少了试验工作量。本文的主要研究内容和成果如下:本文利用数值模拟软件Anycasting对两种不同的铸件模型进行数值模拟,对比了两模型在充型凝固过程中的金属流动和卷气情况,分析了原模型中气孔、夹渣等缺陷发生的位置及其原因,获得了较优的解决方案,并进行了试验验证,模拟结果与试验吻合良好。用数值模拟方法指导修模,减少了修模过程的盲目摸索和试验次数,有效的提高了生产效率。在模具修改完善后,利用标准正交实验验方法进行流变挤压铸造工艺的实验研究,分析模具预热温度、挤压比压、挤压速度三个参数对铸件组织和性能的影响,通过极差和方差分析获取了各指标的因素主次顺序、最优的实验组合及各因素的显著性,并对最优组合进行了试验验证。基于LSPSF工艺稳定的制浆水平,流变挤压铸造工艺参数对微观组织指标的影响较小,仅模具温度为主要影响因素,其对当量直径的影响较为显著。流变挤压铸造工艺参数对力学性能各指标的影响较大,各因素的影响主次顺序依次为挤压比压、模具温度、压射速度,最佳工艺参数组合为挤压比压50MPa,模具温度200℃,压射速度0.5m/s;并最终通过试验验证证实了最优参数组合的结论。在最优工艺组合条件下生产的A356铝合金铸件,组织细小圆整,晶粒的当量直径为70-80μm,形状因子在0.62左右,铸件T6热处理后的性能达到:抗拉强度328MPa,屈服强度257MPa,延伸率10.6%。
【关键词】：铝合金 流变挤压铸造 数值模拟 力学性能
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG292
【目录】：

• 摘要3-4
• abstract4-8
• 第1章 绪论8-20
• 1.1 引言8-9
• 1.2 半固态成形技术9-15
• 1.2.1 半固态成形工艺概述9-10
• 1.2.2 半固态金属浆料制备方法10-13
• 1.2.3 半固态成形技术的国内外研究与应用13-15
• 1.3 流变挤压铸造成形技术15-16
• 1.4 铸造过程的数值模拟16-17
• 1.5 研究意义和内容17-19
• 1.5.1 研究意义17-19
• 1.5.2 研究内容19
• 1.6 本章小结19-20
• 第2章 研究方法20-28
• 2.1 研究路线20
• 2.2 实验材料20-22
• 2.3 实验设备22-27
• 2.3.1 计算机模拟软件22
• 2.3.2 试验设备22-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第3章 流变挤压铸造数值模拟28-42
• 3.1 数值模拟数学模型及模拟过程28-36
• 3.1.1 数值模拟数学模型的建立28-30
• 3.1.2 数值模拟过程30-36
• 3.2 数值模拟完善铸件模型36-41
• 3.2.1 数值模拟结果分析36-39
• 3.2.2 试验验证39-41
• 3.3 本章小结41-42
• 第4章 流变挤压铸造工艺研究42-62
• 4.1 实验过程及内容42-49
• 4.1.1 实验参数与方案42-44
• 4.1.2 试验过程44-46
• 4.1.3 检测分析46-49
• 4.2 试验结果及分析49-61
• 4.2.1 显微组织分析49-55
• 4.2.2 力学性能分析55-59
• 4.2.3 试验验证59-61
• 4.3 本章小结61-62
• 第5章 结论与展望62-64
• 5.1 结论62
• 5.2 展望62-64
• 致谢64-65
• 参考文献65-70
• 攻读学位期间的研究成果70

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本文编号：832091