基于ProCAST鋁合金壓鑄模熱疲勞緩解機(jī)理研究.pdf

1、在鋁合金壓鑄成型過(guò)程中，模具承受周期性的加熱和冷卻作用，容易發(fā)生熱疲勞失效，導(dǎo)致壓鑄模的壽命大大縮短。由于試驗(yàn)法成本高、周期長(zhǎng);理論計(jì)算方法模型建立困難，因此采用數(shù)值模擬方法研究鋁合金壓鑄模熱疲勞緩解機(jī)理對(duì)提高鋁合金壓鑄模壽命具有非常重要的意義。
　　文章利用ProCAST建立了安裝接頭均質(zhì)壓鑄模的二維壓鑄模型，分析了壓鑄熱平衡形成過(guò)程中壓鑄模的溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)、等效塑性應(yīng)變以及熱疲勞壽命的評(píng)估方法，采用正交試驗(yàn)法優(yōu)化了壓鑄工藝參數(shù)

2、;建立了安裝接頭分層壓鑄模二維模型，選擇了分層壓鑄模的覆層材料及覆層制備工藝，分析了三種分層壓鑄模壓鑄熱平衡形成過(guò)程中壓鑄模的溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)、等效塑性應(yīng)變并計(jì)算出了三種分層壓鑄模的熱疲勞壽命，比較了覆層材料對(duì)分層壓鑄模壽命的影響。
　　本文的主要結(jié)論有:
　　(1)對(duì)于均質(zhì)壓鑄模，在其熱平衡形成過(guò)程中，模具溫度逐漸上升并且上升幅度逐漸減小，節(jié)點(diǎn)應(yīng)力先增大后減逐漸小，在熱平衡狀態(tài)下，越靠近型腔表面，節(jié)點(diǎn)溫度和等效應(yīng)力的波動(dòng)越大

3、。等效塑性應(yīng)變主要在熱平衡形成過(guò)程中產(chǎn)生。
　　(2)基于熱疲勞壽命計(jì)算公式通過(guò)正交試驗(yàn)優(yōu)化了均質(zhì)壓鑄模工藝參數(shù)，最佳工藝參數(shù)為澆注溫度600℃、模具預(yù)熱溫度為250℃、脫模劑傳熱系數(shù)為400W/(m2·k)。
　　(3)與均質(zhì)壓鑄模相比，在熱平衡形成過(guò)程中，分層壓鑄模覆層內(nèi)節(jié)點(diǎn)等效應(yīng)力不斷增大，增幅逐漸降低，節(jié)點(diǎn)等效塑性應(yīng)變顯著減小;熱平衡狀態(tài)下，分層壓鑄模節(jié)點(diǎn)溫度波動(dòng)顯著減小。與覆層材料為單一Ni60材料相比，在覆層Ni