铝合金挤压铸造过程微观孔洞形成的仿真分析.pdf

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1、铸造技术Vo1．34NO．09·l242·FOUNDRYTECHN0L0GYSep．2013铝合金挤压铸造过程微观孔洞形成的仿真分析张敏。郑丽新(辽源职业技术学院，吉林辽源136200)摘要：以A356铝合金挤压铸造T艺为研究对象，在分析微观孑L洞形成机理的基础上建立了数学模型。利用流体仿真软件FlowSimulation研究了不同挤压铸造条件下，外部压力及模具温度对微观孔洞形成的影响．对挤压铸造工艺的优化提供了科学依据。关键词：挤压铸造：计算机仿真：微观孔洞中图分类号：TG249文献标识码：A文章编号：1000．8365(2013)09—1242．03SimulationAnal

2、ysisonMicroHoleFormingofAluminumAlloyinExtrusionCastingProcessZHANGMin，ZHENGLixin(LiaoyuanVocationalTechnicalCollegeLiaoyuan136200，China)Abstract：TakingsqueezecastingprocessofA356aluminumalloyasresearchobject，amathematicalmodelwasestablishedbasedontheanalysisO／1formationmechanismofmicropores．U

3、singfluidsimulationsoftwareFlowSimulation，theinfluenceofexternalpressureandmoldtemperatureontheformationprocessofmicroholeswasstudiedunderdifferentextrusioncastingconditions．Thisstudywillprovideascientificbasisfortheoptimizationofsqueezecastingprocess．Keywords：squeezecasting；computersimulation

4、；microhole挤压铸造是在较高的外压作用下使金属液体挤压铸造工艺中，气体析出和凝固收缩共同作凝固成形．从而获得力学性能良好、内部致密的铸用下产生了铸件的微观孔洞。气体H是AI液中溶件，是目前比较先进的铸造成形技术。按照挤压铸解的主要气体，而且在液态模锻充填型腔过程中，AI造的方式不同可将该技术分为间接挤压铸造和直液充填平稳，在构建数学模型时只需考虑H的影响接加压铸造。本文主要以液态模锻来研究铸件的挤程度。随着铸件外凝固壳的增厚及体积的收缩，液相压工艺，即直接挤压铸造。挤压铸造1_=艺中．金属液区的金属液会向糊状区移动，糊状区的枝晶会阻碍对铸件的补缩可以利用外加压力来实现，同时

5、也可补缩效果，从而降低了外部压力的传导。随着压力的有效的避免宏观孔洞。但随着铸件外凝固壳厚度的降低，金属液中H气体的溶解度也会降低，超过溶增加，降低了金属液内部的压力，当金属液内部压解极限后会从金属液中析出。而且在固相中H的溶力下降到某个数值后，补缩效果降低逐渐析出气解度要远小于液相中的溶解度．在外部压力下金属体，铸件内部会形成一定量的微观孔洞，使得成形液逐渐凝固，导致了糊状区内的H开始聚集形成气后的铸件冲击韧度、疲劳强度、伸长率以及抗拉强孔，从液相扩散到气孔中的H使得气孔逐渐增大。度等性能下降。本文利用计算机仿真技术对挤压铸基于上述分析，建立挤压铸造微观孔洞形成的造1=艺中的微观

6、孔洞形成过程进行模拟，得到孑L洞数学模型．主要考虑几个因素：糊状区内部压力的降形成的变化规律，对挤压铸造工艺的优化和改进具低及补缩流动；外部压力在铸件凝同过程中的传递：有一定的实用价值。微观孔洞的形成及H的物质守恒。1．2模型守恒方程1数学模型的建立数学模型是计算机仿真分析的基础．本文研究1．1微观孔洞形成机理中需要进行几个假设：固相密度和液相密度均为常数；液相黏度为常数，并以层流形式流动；铸件凝同收稿日期：20l3—05．17过程中，金属液流动速度非常小，对温度场的影响忽基金项目：吉林省教育科学十二五规划重点课题([2ol1】一JKGHAB略不计：气相不移动。按照上述假设，分别列

7、出铸件一0l08)作者简介：张敏(1979一)，女，吉林辽源人，讲师，硕士研究生．凝固过程中能量守恒方程、质量守恒方程、动量守恒电话：18643766368，E—mail：Tgzheng81@163．com方程及H守恒方程为：