曲軸箱體金屬型低壓鑄造過程數(shù)值模擬及工藝研究.pdf

1、隨著航空航天以及汽車工業(yè)的發(fā)展,低壓鑄造技術(shù)得到了人們越來越多的重視。但是,我國在低壓鑄造方面的研究起步較晚,在汽車用復(fù)雜鋁合金鑄件的實(shí)際生產(chǎn)中,雖然許多工廠已經(jīng)開始應(yīng)用數(shù)值模擬技術(shù),但是往往模擬結(jié)果準(zhǔn)確性偏低,實(shí)際生產(chǎn)工藝參數(shù)還要通過大量的試制后才能確定。本文針對上述問題,優(yōu)化了金屬型低壓鑄造數(shù)值模擬邊界條件,并且在數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上,研究了典型結(jié)構(gòu)的充型流動及凝固補(bǔ)縮行為,并將所得結(jié)論應(yīng)用到汽車曲軸箱體鑄件的金屬型低壓鑄造工藝設(shè)計(jì)中,

2、通過模擬充型凝固及循環(huán)澆鑄過程,優(yōu)化了其鑄造工藝。主要研究結(jié)果如下:
　　利用反算法計(jì)算了AC4B鋁合金與金屬型之間的界面換熱系數(shù),得出此換熱系數(shù)是與溫度有關(guān)的函數(shù)。進(jìn)而優(yōu)化了數(shù)值模擬邊界條件。
　　針對低壓鑄造的凝固補(bǔ)縮過程,推導(dǎo)出在壓力較低的情況下,補(bǔ)縮壓力與合金臨界固相率之間為線性關(guān)系,線性斜率與鑄件的凝固溫度場條件以及合金自身的熱物性參數(shù)有關(guān)。并通過模擬臨界固相率對模型縮孔縮松量的影響發(fā)現(xiàn),當(dāng)臨界固相率增大時(shí),縮孔縮

3、松量減少,且在臨界固相率為0.6~0.8時(shí),縮孔縮松量下降最明顯,當(dāng)臨界固相率大于0.8之后,臨界固相率的升高對縮孔縮松量影響不大。
　　針對低壓鑄造鑄件中常出現(xiàn)的厚壁與薄壁相接的結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)了簡單的模型。通過模擬其充型過程發(fā)現(xiàn),利用模數(shù)法計(jì)算內(nèi)澆道模數(shù),并使內(nèi)澆道截面形狀與鑄件截面形狀接近,可以有效的提高充型平穩(wěn)性。對比不同充型速度下的充型過程發(fā)現(xiàn),充型液流自由表面平穩(wěn)性與液流內(nèi)部射流區(qū)寬度有關(guān)。
　　利用模數(shù)法對汽車曲軸箱