镁合金铸造成形仿真及板料成形性研究

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1、埔L交通人学博¨舌Ⅲ宄T怍报告y1014346摘要近年来，由于人们对产品轻量化的要求，镁合金的性能不断改善，镁合盒的成形技术同益成熟并且得到了广泛的应用。为了提高镁合金压铸件质量，计算机仿真技术被用于解决模具设计和凝固过程控制等方面的问题。运用数值模拟计算，可在实际铸造前对铸件可能出现的缩孔缩松缺陷及大小，部位和发生的时间进行有效的预测。通过不断改进工艺，有效控制充型凝固过程，达到缩短产品试制周期，降低生产成本，提高铸件质量的目的。与铸造镁合金相比，变形镁合会组织更细、成份更均匀、内部更致密，具有更高性能：变形镁合金比铸造镁合金具有更优

2、良的比强度，更适于制造承力构件，因此变形镁合金的成形技术被认为是镁合金应用技术中具有广泛前景的课题。本文对AZ91D镁合会壳体压铸件真空压铸和普通压铸过程进行了数值模拟研究。通过选择不同结构浇注系统，进行一定压铸工艺条件下的结构设计优化；在确定合理结构的情况下，进行多组不同压铸工艺条件下的模拟，优化压铸工艺参数；进行真空压铸与普通压铸的模拟，对比二者相同压铸工艺条件下铸件中存在气孔的变化，二者充型与凝固过程的差异，找出缺陷存在的部位及规律，以便在实际生产中加以克服。对AZ91D镁合金圆筒法兰件低压铸造浇注填充过程中的温度场、流场以及凝固

3、过程中温度场、固相分数变化情况进行了数值模拟计算。并针对出现宏观缩孔和气孔的情况，对铸件缺陷位置进行预测，进一步优化浇注速度、浇注温度和模具温度等参数。研究了AZ31B镁合金板材在不同变形条件情况下的拉伸性能。测定在不同变形温度、不同变形速度和不同变形程度下，板厚0．6mrn的镁合金板材变形特性及流动应力，同时获得应力应变曲线，确定了适合镁合金板材的应变速率影响因子Ill值及其相关的板材应变硬化指数n值。通过扫描电镜观察断口形貌，利用会相显微镜、电子显微镜(SEM、TEM)观察材料微观组织，并对镁合金板材的拉伸变形机理进行了探讨。利用热

4、拉深实验，确定了适合镁合会AZ31B板材成形的最佳温度、拉深速度和压边力等参数，分析压边力对坯料成形质量的影响，并获得了合会在不同温度下的极限拉深比。研究了凸凹模圆角、摩擦系数对板材拉深成形的影响。通过各一f海交通人学博I。』一训究_厂作报告个参数的分析比较，寻求适合成形的有利工艺条件，以及为镁合金薄壁壳形件的工业化生产提供可靠的依据。关键词：镁合会，真空压铸，低压压铸，数值模拟，板材性能，板材拉深海交通人学博I。后圳亢下作报告ABSTRACTInrecentyears，withtheimprovementofmagnesiumallo

5、yperformanceandtheprogressofmagnesiumalloyprocessingtechnology,magnesiumalloyshavebeenwidelyappliedtofulfillingtheproductlightweightingrequirement．Inordertoguaranteequalityofthediecastingmagnesiumalloy,computersimulationtechnologyisadoptedtosolvetheproblemofmoulddesignan

6、dthesolidificationcontroletc．Makinguseofcomputersimulationtechnology,thedefectsize，locationandoccurringtimeofshrinkageandporosityincastingpartsbecomeavailablebeforeperformingcasting．Accordingly,theprocessingtechnicisimproved，andtheeffectivecontrolofmouldfillingandsolidif

7、icationprocessisachieved，toshortentheproducttrialmanufacturelife，decreasethemanufacturecostandimprovetheproductquality．Comparingwithcastingmagnesiumalloys，wroughtmagnesiumalloyscontainfinermicrostrueture，moreuniformcompositions，morecompactsolidandmoreexcellentperformance

8、．Wroughtmagnesiumalloyspossesshighspecificstrengthandaresuitableforstructurematerials．Therefore，theproc