资源描述：
《铝合金半固态压铸成形过程的模拟.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、铝合金半固态压铸成形过程的模拟研究背景/目的铝合金半固态压铸(触变成形)研发阶段的工作虽已接近于成熟,但与充型系统设计有关数据尚不充分。为改进计算机模拟精度,需要准备一些基本的参数。辅助充型系统的优化设计,改善零件的质量。主要内容通过对压铸过程的实验测试和模拟相结合的方法,确认模拟的初始参数,奠定模拟的准确性分析和验证典型试样充型流场与铸造缺陷的关系,优化模具设计实际应用于汽车零件的研发过程,预测缺陷和对策研究方法实验方法实验材料A356铝合金主要实验工艺过程(制坯－二次加热－压铸)制造坯料的水平连铸装置电磁搅拌多工位旋
2、转式坯料感应二次加热设备感应圈控制面板500吨压铸机压铸条件模具温度:523K(250℃)坯料温度:858-863K(585-590℃)试样的三维CAD模型,10个测试点试制零件的三维CAD模型RearbridgesupportRearbridgesupport(typeⅠ)Rearbridgesupport(typeⅡ)Forwardcontrolarm计算条件(模拟软件:ADSTEFAN)PhysicalpropertiesofAluminumalloyA356*FunctionofsolidfractionRela
3、tionshipbetweenkinematicviscosityandsolidfractionDensitykg/m3SpecificheatkJ/(kgK)ThermalconductivityW/(mK)LatentheatKJ/kgKinematicviscositym2/sLiquidsKSolidusK27000.96155389*887850Solidfraction,%00-60>60KinematicViscositym2/s1E-06Linearinsertingvalue1E-05力学性能测试１０
4、０ｍｍ研究(实验与模拟)结果半固态流体与型壁之间摩擦系数的影响f=0f=1f=0.5半固态流体与型壁之间摩擦系数的影响摩擦系数虽然几乎不影响总的充型时间以及最终汇流的位置,但对流体的表面充型状态,汇流方式和充型模样存在一定的影响。因实际摩擦系数的准确测定是十分困难的,本研究根据反复计算的经验在该阶梯形板状试样以及其他零件模具的模拟计算中选择了0.5的摩擦系数。半固态流体充型时背压(排气)的影响物理模型V=A・(c3/L)・(P-P0)・Δt・ΔSV为空气的体积;A为空气的流动系数;L和c分别是排气口的长度和宽度;P和P0
5、分别为型内外的空气压力;Δt和ΔS分别是时间步长和排气面积网格长度单位为1cm排出的空气有无背压的对比未考虑背压考虑背压铸型/铸件之间换热系数的影响5000W／m2・K9500W／m2・K14000W／m2・K压铸机的推杆速度的影响0.1m/s0.5m/s0.8m/s压铸机冲头的位移曲线慢压式快压式充型主要阶段充型末期和保压阶段此前为推杆空走预备充型(含将料缸中的坯料推至模具入口的预备期)充型主要阶段充型末期和保压阶段位移曲线测试结果小结(1)慢压式和快压式各具有明显不同的位移曲线,各次测试的结果均反映出相似的曲线特征,
6、说明压铸机系统可以保证相对稳定的充型状态;(2)慢压条件下两种方法得到的位移曲线非常相似,虽然压铸初期的推杆空走和后期的保压阶段存在少许位移的差别,但模具型腔充填时的位移变化斜率(即速度)基本一致,涉及充型的部分包括充型主要阶段和充型末期,由位移曲线的斜率变化可以推算出这两个阶段的推杆速度分别约为0.25m/s(按70%计)和0.06m/s(按30%计),这将作为后续模拟的初始条件;(3)快压条件下的位移曲线按前图所示同样可分为充型主要和充型末期两个阶段,从曲线的斜率可以推算出推杆速度分别为0.79m/s(按70%计)和
7、0.09m/s(按30%计);(4)压铸机测试记录系统和高速摄像机测试的结果虽存在差异,但反映的趋势是一致的,也说明了测试记录系统的准确与可靠。型内流动的测试坯料加热后的组织形貌中心位置边缘位置充型过程的Shortshot实验(快压式)充型模拟（温度场显示）模拟与实验的对比Short-shotSimulationdefectsanalysisDistributionimageCombinationphotowithlowmagnification50μm模拟与实验的对比X-rayinspectionSimulatedcr
8、oss-section充型过程的Shortshot实验(慢压式)充型模拟（温度场显示）辅助模具优化因现行模具在快压式的成形条件下,存在着如上所述的铸造缺陷,通过观察模拟和实验结果,本研究拟从修改模具型腔局部形状,浇口(gate)大小和形状等方面寻求优化的工艺方案,在模拟计算时固定通常的模具预热温度(523K)和压铸机
