镁合金半固态流变压铸充型规律及数值模拟研究

《镁合金半固态流变压铸充型规律及数值模拟研究》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、华中科技大学硕士学位论文镁合金半固态流变压铸充型规律及数值模拟研究姓名：翁文凭申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：吴树森;万里20050322摘要半固态金属加工技术被认为是21世纪最具有发展前途的近净成形技术之一得到了越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目前针对镁合金半固态加工技术的研究相对较少本文采用双螺杆机械搅拌制浆机和冷室压铸成形机研究了镁合金半固态流变压铸成形的型腔填充规律以SOLA-VOF法为基础耦合镁合金半固态表观粘度变化模型编制了半固态流变成形铸件充型过程数值模拟程序模拟分析了半固态

2、流变成形铸件充型过程试验研究了内浇口速度对金属液和浆料型腔充填过程的影响结果表明内浇口速度越高时熔融金属进入型腔能量越大型腔充填过程更趋向呈现逆向附壁回流理论特征内浇口速度较低时进入型腔浆料充型动能降低型腔充填过程趋向呈现出全壁厚理论特征在相同的内浇口速度下由于镁合金半固态浆料中含有一定的固相成分其表观粘度远大于液态镁合金半固态流变成形铸件充型过程更容易呈现出全壁厚理论特征充型过程相对平稳铸件成形质量优于液态镁合金压铸件考查了内浇口尺寸对压铸填充过程的影响当内浇口尺寸越大时越有利于型腔充填模式向全壁厚填充模式转化内浇口尺寸大小对铸件卷气缺陷有重要影响合理的参数可以使型

3、腔内排气迅速铸件气孔缺陷大幅度减少试验分析了铸件结构因素对铸件成形质量的影响铸件壁厚变化和金属液半固态浆料直接冲击型芯的情况对铸件质量有不利影响,在铸件设计和模具设计中应当尽量避免这些不利因素分析了镁合金半固态流变成形各个阶段工艺特点建立流变成形过程中镁合金半固态浆料表观粘度变化模型以SOLA-VOF法为基础将镁合金半固态粘度模型耦合到流动控制方程中编制了半固态流变成形铸件充型过程流场数值模拟计算程序利用编写的数值模拟程序分析了半固态流变成形铸件充型特点模拟结果显示半固态流变成形铸件充型过程受内浇口尺寸和内浇口位置影响相对较小铸件工艺设计灵活模拟了实验试样优化浇注系统

4、前后的铸件充型过程其模拟结果与相似条件下成形的实验结果充型特征基本吻合关键词半固态镁合金流变压铸表观粘度数值模拟铸件充型过程IAbstractAsanear-netshapeformingtechnologywithwideapplicationin21century,semisolidmetalprocessingtechnologyiscatchingmanyresearchers’attentioninvariousfields.Magnesiumalloywillbemoreandmoreappliedinelectronic,automobileandavi

5、ationindustriesasagreenengineeringmaterialwithmanyadvantages.Uptonow,researchonsemi-solidmagnesiumalloysisseldomdated.Inthispaper,themouldfillingprocessofrheo-diecastingofsemi-solidmagnesiumalloyhasbeenstudiedwithrheo-diecastingexperiments;thenumericalsimulationprogramofrheo-diecastingo

6、fsemi-solidmagnesiumalloyhasbeencompiledwhichcombinedtheviscositymodelofsemi-solidmagnesiumalloywiththeSOLA-VOFmethod;andthecharacteristicsofmouldfillingprocessofreho-diecastingexperimentswithdifferentgatesystemhasbeenanalyzedthoughnumericalsimulation.Thesimulationresultswereinaccordwit

7、htheexperimentalresults.Theeffectsoftheingatevelocityonthemouldfillingprocessofdie-castingandrheo-diecastingweresystematicallystudied.ThemouldfillingprocesspresentedthecharactersofFrommer’sconclusionunderthehighingatevelocity.However,underthelowingatevelocity,askineticenergyoft