镁合金机车零件半固态压铸成形工艺及模具设计研究

《镁合金机车零件半固态压铸成形工艺及模具设计研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中文摘要摘要：半固态金属加工技术被认为是2l世纪最具有发展前途的近净成形技术之一，得到来越广泛的关注。镁合金作为一种绿色工程材料，具有许多优异的性能，在电子、汽车、航天等领域的市场需求增长迅猛。内浇口尺寸与压射速度的控制对获得高质量的半固态压铸件有着非常重要的作用。由于充型过程的不透明性，数值模拟技术对于优化工艺参数和指导压铸模具设计有着重要的意义。本文重点进行了半固态AZ91D镁合金流变性能的研究，并对列车用镁合金挂钩半固态压铸进行了计算机CAE仿真和模具设计。首先，利用自行设计的同轴双筒流变仪对半固态镁合金AZ91

2、D进行了表观黏度测试实验，研究了不同剪切温度和剪切速率下表观黏度变化的规律。结果表明，在搅拌温度为570℃，剪切速率为88．85s‘1的工艺下所制得的半固态镁合金AZ91D具有良好的流变性能。其次，利用Pro／E对铸件进行实体造型，并设计不同的内浇口尺寸与工艺参数。利用仿真软件AnyCasting对列车用镁合金挂钩的半固态压铸充型过程的物理场进行模拟和仿真。分析结果表明，半固态压铸时内浇口尺寸与液态压铸有着较大的差别，由于半固态金属浆料的流变性较差，若采用液态压铸的经验设计内浇口，铸件容易产生气孔，缩松等缺陷，适当加大

3、内浇口尺寸，半固态金属浆料充型时更容易获得层流的充型方式；低速压射阶段与高速压射阶段的压射速度对铸件的质量也有较大的影响，速度过快容易在充型过程中产生裹气，回流等现象，但速度过慢必将导致充型时间变长，使铸件产生浇不足的缺陷，并针对铸件的结构特点，分析了不同高速切换时间的影响。通过分析结果，给出了优化工艺方案，并进行了实验验证。最后，在优化设计基础上完成了压铸模具各成型部件，包括动、定模套板，动、定模座板，支承板，垫块等及辅助机构的设计，并将模具各部分按实际生产的顺序进行装配，组合成一套完整的三维模具装配图。关键词：半固

4、态；表观黏度；镁合金；模具设计；数值模拟韭塞交道太堂亟±堂位论塞△旦墨!基△￡IABSTRACTABSTRACT：Asanear-netshapeformingtechnologywithwideapplicationin21century,semi-solidmetalprocessingtechnologyiscatchingmanyresearchers’attentioninvariousfields．Magnesiumalloywillbemoreandmoreappliedinelectronic，auto

5、mobileandaviationindustriesasagreenengineeringmaterialwithmanyadvantages．Gatingsystemdesignandspeedcontrolplayaveryimportantroleinthesemi—soliddiecastingofhighqualityproduct．Accordingtothespecificsolidificationpropertyofmagnesiumalloysandtheopacityofthemetalmoul

6、d，thisimpliesthatthecomputersimulationtechniquespossesssignificanceinguidingoptimizationofprocessparametersanddie-castingmoulddesign．Theresearchismainlyontheresearchofrheologicalbehaviorofsemi—solidAZ91DMagnesiumalloy,therealizationofhat—and-coathook’Sdie-castin

7、gmoldCAEandtheestablishmentofmouldbases．First，apparentviscosityofsemi—solidAZ91Dwasmeasuredbyaself-mademechanicalstirringsetting．Theviscosity’Sdiversificationbydifferentsolidfractionanddifferentshearingratewasstudied．Theresultsshowthattherheologicalbehaviorofsem

8、i-solidAz多1DMagnesiumalloyisfavorablewhenthestirringtemperatureis570"Candthesheafingrateis88．85s一．Second，thesolidfeatureofthemagnesiumsemi—soliddiecastingwasmadethrou