壓鑄鋁合金平板試樣充型流動(dòng)行為的可視化表征及研究.pdf

1、對(duì)于壓力鑄造來(lái)講，其充型過(guò)程中熔融金屬液的流動(dòng)行為對(duì)壓鑄件工藝質(zhì)量影響顯著，如何控制熔融金屬液在模具型腔內(nèi)的流動(dòng)成為壓鑄生產(chǎn)中需要解決的重點(diǎn)和難點(diǎn)。因此，對(duì)壓鑄合金充型過(guò)程中流動(dòng)行為的研究具有重要意義。隨著壓鑄過(guò)程計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬技術(shù)的高速發(fā)展，目前壓鑄充型行為的研究都是以數(shù)值模擬技術(shù)為基礎(chǔ)，分析金屬液充填型腔的速度場(chǎng)和溫度場(chǎng)。但計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬無(wú)法還原真實(shí)的工況條件，所以其研究結(jié)果仍舊無(wú)法代替真實(shí)的充型過(guò)程。有部分研究人員采用水模擬技術(shù)，

2、通過(guò)觀察水在模具型腔內(nèi)的流動(dòng)來(lái)研究金屬液的充型過(guò)程，并取得一定成果。但水模擬是以水為研究對(duì)象，其自身粘度和流動(dòng)性與高溫熔融金屬液差別很大，因此與實(shí)際的充型過(guò)程有一定的偏差。也有研究人員使用X射線來(lái)來(lái)觀察金屬液的充型行為，但是對(duì)于壓鑄成型來(lái)講，充型時(shí)間很短， X射線難以完全記錄整個(gè)充型過(guò)程。針對(duì)上述問(wèn)題，本課題搭建壓鑄充型過(guò)程的可視化平臺(tái)，使用高速攝像機(jī)作為拍攝媒介，克服了壓鑄充型過(guò)程時(shí)間短從而難以拍攝的難題，實(shí)現(xiàn)對(duì)壓鑄充型過(guò)程的直觀觀察

3、。并以壓鑄鋁合金ADC10平板試樣為研究對(duì)象，探究不同壓射速度下的壓鑄鋁合金充型過(guò)程。再通過(guò)MAGMASOFT模擬軟件以相同工藝參數(shù)對(duì)充型過(guò)程進(jìn)行模擬，將拍攝結(jié)果與模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。
　　本研究主要內(nèi)容包括：①壓射速度對(duì)充型時(shí)間及型腔充滿度影響顯著，壓射速度越快，充型時(shí)間越短。壓射速度過(guò)慢時(shí)，鋁液過(guò)早凝固因而無(wú)法充滿型腔，出現(xiàn)澆不足缺陷。②壓射速度對(duì)金屬液流動(dòng)前沿形貌產(chǎn)生影響，壓射速度越大，金屬液在充型過(guò)程中受重力影響越小，到達(dá)同

4、一型腔位置時(shí)所需要的時(shí)間更短，且進(jìn)入的鋁液更多。壓射速度越小，金屬液越過(guò)中部圓臺(tái)而繼續(xù)向前充填的能力越弱，越容易在障礙物附近發(fā)生堆積。③壓鑄充型中的卷氣行為會(huì)隨壓射速度的改變而發(fā)生變化，在鋁合金平板試樣的金屬液充型流動(dòng)過(guò)程中，壓射速度越大越不容易在中部圓臺(tái)處形成卷氣，但在型腔上部產(chǎn)生渦流與卷氣的現(xiàn)象更嚴(yán)重。④通過(guò)對(duì)比計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬結(jié)果與拍攝結(jié)果可知，計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬可以定性的研究與預(yù)測(cè)金屬液的充型時(shí)間以及充型流動(dòng)狀態(tài)與卷氣行為，但在定量分