A356铝合金挤压铸造过程数值模拟与试验验证
发布时间：2021-02-06 04:30
借助ProCAST软件,对A356铝合金构件挤压铸造过程进行了数值模拟研究。结果表明,凝固从铝熔体与模具的接触面开始,拐角区中心处最后凝固。随浇注温度和模具温度升高,凝固时间增加,但比压的增加导致凝固时间缩短。拐角区等效应力最大,中心区等效应力最小。随浇注温度和模具温度升高,最大等效应力下降。最优工艺参数:浇注温度为680～720℃,模具温度为200～300℃,比压大于200MPa。成形试验表明,在优化工艺参数下,成形件充型完整,表面品质高,组织致密,无铸造缺陷。
【文章来源】：特种铸造及有色合金. 2020,40(07)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
模具和铸件的三维造型图及其二维网格图
图2是浇注温度为700℃，模具温度为250℃，比压为200MPa时，A356铝合金挤压件凝固过程在不同时间的温度分布。从图2a可以看出，t=0.13s时铝液与模具接触的区域温度迅速下降，铸件表面温度在580℃左右（即将凝固），而铸件内部的温度均在700℃左右。从图2c可以看出，当t=0.58s时，铸件的固相率为15.6%，铸件表面已经凝固出一层金属壳，而在内部区域温度在670℃左右，铸件的高温区域的温度在700℃左右。这是由于热量是通过模具来散热的，所以越靠近模具的铸件部位其温度也就越低。随着时间延长，铸件固相区域越来越多，但凝固顺序是从铸件表面向内部区域凝固的，其中心部位比两边拐角区域中心部位更加靠近模具，所以其铝液温度下降反而比两边要快，见图2d和图2e。图2f是完全凝固时的温度分布，此时铸件表面的温度在400℃左右，内部区域的温度在550℃左右，相差较大。综上，当铝液与模具接触时，表面温度迅速下降，其表面开始凝固，中心区域温度下降较慢，而铸件下凹拐角的中心处的温度下降最慢。
图4是铝合金件在浇注温度为700℃、模具温度为250℃、比压为200MPa条件下挤压铸造过程中固相率随时间的变化曲线。可以看出，随着时间增长，固相率逐渐增加，并且曲线的斜率越来越小，这说明固相率增加速率越来越慢。图4 A356铝合金挤压铸件凝固过程中的固相率随时间变化
【参考文献】：
期刊论文
[1]复合挤压铸造Al/Al-Cu双金属宏观复合材料中界面相互作用的模拟与实验验证（英文）[J]. Mohammad Hossein BABAEE,Behzad NIROUMAND,Ali MALEKI,Meysam LASHANI ZAND. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2019(05)
[2]基于ProCast的汽车制动器壳体挤压铸造工艺数值模拟[J]. 郝刚,刘艳春. 热加工工艺. 2019(09)
[3]7001高强铝合金挤压铸造过程的数值模拟分析[J]. 罗岑弘,赵武. 热加工工艺. 2018(09)
[4]基于数值模拟的铝合金汽车行李箱盖内板挤压铸造[J]. 刘筱,朱必武,李落星,蒋斌. 铸造技术. 2017(02)
[5]汽车前副车架挤压铸造数值模拟研究[J]. 许若震,姜银方,孟祥豹,杨青,孙珏,殷苏民. 热加工工艺. 2016(21)
[6]我国挤压铸造技术研究现状及展望[J]. 罗继相. 大连交通大学学报. 2016(05)
[7]铝合金轮毂浮动阴模挤压铸造工艺研究[J]. 侯立群,邢志媛,乔小蒙,贾建平,郝海,张海军. 特种铸造及有色合金. 2015(04)
[8]汽车发动机附件支架挤压铸造数值模拟研究[J]. 李春龙,郑伟刚,阳鑫,刘志军. 热加工工艺. 2015(01)
[9]发动机连杆挤压铸造数值模拟研究[J]. 刘振,万鹏,姜银方,龙昆. 热加工工艺. 2014(17)
[10]AlSi7Mg连杆半固态挤压铸造成形数值模拟[J]. 朱晓红,张卫东,卢艳宏. 热加工工艺. 2012(21)
硕士论文
[1]A356铝合金流变挤压铸造工艺及数值模拟研究[D]. 胡传林.南昌大学 2016
[2]铝合金变速箱箱体双重挤压铸造工艺与性能研究[D]. 许若震.江苏大学 2016
[3]铝合金特种车辆端盖液态模锻工艺研究[D]. 刘宁宁.哈尔滨工业大学 2012
[4]ZL205A铝合金汽车空调器摇盘液态模锻工艺研究[D]. 孙艳茹.哈尔滨工业大学 2011
本文编号：3020153
【文章来源】：特种铸造及有色合金. 2020,40(07)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
模具和铸件的三维造型图及其二维网格图
图2是浇注温度为700℃，模具温度为250℃，比压为200MPa时，A356铝合金挤压件凝固过程在不同时间的温度分布。从图2a可以看出，t=0.13s时铝液与模具接触的区域温度迅速下降，铸件表面温度在580℃左右（即将凝固），而铸件内部的温度均在700℃左右。从图2c可以看出，当t=0.58s时，铸件的固相率为15.6%，铸件表面已经凝固出一层金属壳，而在内部区域温度在670℃左右，铸件的高温区域的温度在700℃左右。这是由于热量是通过模具来散热的，所以越靠近模具的铸件部位其温度也就越低。随着时间延长，铸件固相区域越来越多，但凝固顺序是从铸件表面向内部区域凝固的，其中心部位比两边拐角区域中心部位更加靠近模具，所以其铝液温度下降反而比两边要快，见图2d和图2e。图2f是完全凝固时的温度分布，此时铸件表面的温度在400℃左右，内部区域的温度在550℃左右，相差较大。综上，当铝液与模具接触时，表面温度迅速下降，其表面开始凝固，中心区域温度下降较慢，而铸件下凹拐角的中心处的温度下降最慢。
图4是铝合金件在浇注温度为700℃、模具温度为250℃、比压为200MPa条件下挤压铸造过程中固相率随时间的变化曲线。可以看出，随着时间增长，固相率逐渐增加，并且曲线的斜率越来越小，这说明固相率增加速率越来越慢。图4 A356铝合金挤压铸件凝固过程中的固相率随时间变化
【参考文献】：
期刊论文
[1]复合挤压铸造Al/Al-Cu双金属宏观复合材料中界面相互作用的模拟与实验验证（英文）[J]. Mohammad Hossein BABAEE,Behzad NIROUMAND,Ali MALEKI,Meysam LASHANI ZAND. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2019(05)
[2]基于ProCast的汽车制动器壳体挤压铸造工艺数值模拟[J]. 郝刚,刘艳春. 热加工工艺. 2019(09)
[3]7001高强铝合金挤压铸造过程的数值模拟分析[J]. 罗岑弘,赵武. 热加工工艺. 2018(09)
[4]基于数值模拟的铝合金汽车行李箱盖内板挤压铸造[J]. 刘筱,朱必武,李落星,蒋斌. 铸造技术. 2017(02)
[5]汽车前副车架挤压铸造数值模拟研究[J]. 许若震,姜银方,孟祥豹,杨青,孙珏,殷苏民. 热加工工艺. 2016(21)
[6]我国挤压铸造技术研究现状及展望[J]. 罗继相. 大连交通大学学报. 2016(05)
[7]铝合金轮毂浮动阴模挤压铸造工艺研究[J]. 侯立群,邢志媛,乔小蒙,贾建平,郝海,张海军. 特种铸造及有色合金. 2015(04)
[8]汽车发动机附件支架挤压铸造数值模拟研究[J]. 李春龙,郑伟刚,阳鑫,刘志军. 热加工工艺. 2015(01)
[9]发动机连杆挤压铸造数值模拟研究[J]. 刘振,万鹏,姜银方,龙昆. 热加工工艺. 2014(17)
[10]AlSi7Mg连杆半固态挤压铸造成形数值模拟[J]. 朱晓红,张卫东,卢艳宏. 热加工工艺. 2012(21)
硕士论文
[1]A356铝合金流变挤压铸造工艺及数值模拟研究[D]. 胡传林.南昌大学 2016
[2]铝合金变速箱箱体双重挤压铸造工艺与性能研究[D]. 许若震.江苏大学 2016
[3]铝合金特种车辆端盖液态模锻工艺研究[D]. 刘宁宁.哈尔滨工业大学 2012
[4]ZL205A铝合金汽车空调器摇盘液态模锻工艺研究[D]. 孙艳茹.哈尔滨工业大学 2011
本文编号：3020153
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/3020153.html
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