提高高速模具的寿命

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1、提高高速模具的寿命中国铸造提高高速模具的寿命注射模铸造（1。利优比有限公司，762mesakiCH，府中市，广岛县726-86282，日本。日本kosyuha钢铁有限公司，hachimancho，新凑市，富山县，日本934）摘要：高速注射模铸造是提升铝的一个高效的制造技术压铸产品。然而，缺陷（如早期损坏模具）由于对成形载荷较大模具与传统技术相比都带来了新的挑战。在这项研究中，损坏的原因在超高速注射产生的实验观察相结合的研究模具CAE模拟（如模具温度分析，流量分析和热应力分析）。潜在的针对以上问题，也解

2、决了。关键词：CAE模拟；铸造；热裂纹；热应力中图分类号：249.2文献标识码：A文章：1672-6421（2008）04-0280-06近年来，高质量的铸造生产正在快速推进以减轻重量汽车对环境问题。因此，传统的高压压铸工艺被高注射速度压铸工艺取代。7高的注射速度，铸件压铸工艺精细结构。这种有利的结果凝固了微观结构，是由于冷却速率大，自熔体填充时间很短。此外，高速度方法的结果在高密度和高质量的模具铸造产品。另一方面，对于早期比较传统工艺的快速注射模具铸造经常损坏的。这基本上是由热引起的大的机械负荷。图

3、1显示了压铸工艺和传统的模具裂纹修复在高注射速度的比较频率。清楚的，高速铸造显著降低模具寿命和要求额外的损耗在模具修复方面。不断增长的裂缝即使在模具寿命中期，和裂纹的修复是高注射速度铸造更多的偶然。本研究的目是澄清裂纹的机理的一个详细的观察及应力分析使用的形成CAE，及提高模具寿命高注射速度铸造。两个铸造条件进行了研究和比较在这项研究中，如表1所示。中国铸造1裂缝出现的比较1.1模具表面的观察首先，在模具产生裂纹的精确确定经过红漆渗透在彩色分析裂缝。三个指定地区已确定描述裂缝的分布：（一）过流面区域没

4、有裂纹存在；（b）核心地区，较小的裂缝存在；（c）浇道面积存在相当大的裂缝，如图2。在每个分级裂缝的对比观察，高的注射速度和常规注射区总结在图3。7在面积无裂纹（一）已经为更高的观察和较低的注射速度压铸。裂缝广泛分布在一个六角形细胞网络的区域（B）较高的注射速度型，只有少数的松散的分离裂缝是在较低的注射速度模具发现。在这些裂缝铝插入增加的趋势进一步的增长（即边守护的裂缝）。然而，密集的裂缝网络的在区（C）为低注射速度。据了解，从上面观察，浇道对于较高的注射速度破坏最严重的地区，浇道较低的注射速度的损伤

5、类似于中心区较高的注射速度。为注射速度的条件下，在模具损伤增加地区靠近浇口浇注。1.2观察预测该模具的注射速度的预测条件是在图所示。4和5，分别。值得注意的是那敞开的裂缝的出现的浇道较高的注射速度的模具，而这种现象没有观察到的模具在较低的注射速度。渗铝也出现在裂纹如图所示在图5。这些敞开的裂缝形成后的三角形片段，定位根部裂纹和分枝之间裂缝掉。1.3渗透裂缝中的铝两注渗铝的比较在速度条件下，如图6所示。显然，铝较高的注射速度比较低的注射速度穿透更深，但裂缝宽度是相似的。1.4硬度分布浇道区进行硬度测量探

6、讨在材料的裂缝的软化严重。结果显示在图。7-10。初始硬度该模具还包括作为参考。软化的材料的裂纹（在铸造中国铸造过程中形成的）证明这两个条件。图11总结了各分类软化深度用于铸造条件的地区。正如预期的那样，最严重的软化发生在较高的注射速度的浇道。72在高的注射机构的速度压铸来估计裂纹的扩展可以得出结论：从以前的实验观察和分析，在较高的注射速度的压铸模具的主要问题是由敞开引起的裂缝。因此，注重的是研究在转轮机制和开放的裂纹生长随后的部分地区。在第一近似，裂纹是由不平衡引起的局部应力和力学性能的变化（由于温

7、度场）。图12显示了估计的机制，广泛开裂纹扩展。3裂纹的检测在较高的注射机构速度与CAE铸造模具繁殖和生长，敞开的裂缝的软化效应的重要影响是热应力。在这里，当地的温度和热模具的应力进行了数值模拟。3.1模拟方法当地模具温度和热应力在模具通过软件包计算的铸造工艺盖铸造（厄克日本）。计算过程如下：首先，循环十次凝固分析为了达到一个稳定的工作条件。实践模具表面的冷却和润滑喷剂也被认为是（视为新的边界条件和纳入仿真）。计算出的温度分布从上周期作为后续流程的初始条件分析。高速喷射模拟完成了流量分析。随后的凝固耦

8、合流动做最后计算模具温度分布分析。一旦温度分布变得可用，热应力分布的每一个时间步后就可以定量估计。7模具的整体几何不能被计算在单一的热应力分析，由于限制了计算机内存。相反，我们分为小的模具体积和局部几何结构的热应力计算模型。3.2仿真结果中国铸造（1）和软化温度分布表2显示最大值和平均值的计算三个不同位置的温度：转轮，中心腔和内浇道的对面。最大和平均气温较高，流道面积比任何地方其他的。可以预期的是，高温造成转轮区软化。（2）的热应力图13显示计算出的热应