鎂合金及鎂合金半固態(tài)流變壓鑄充型凝固過程數(shù)值模擬.pdf

1、由于鎂合金是最輕的結(jié)構(gòu)金屬，這對(duì)降低汽車自重，減少油耗，減輕環(huán)境污染以及提高汽車的操作性有著重大意義。目前壓鑄是鎂合金成型的主要工藝，但利用傳統(tǒng)的壓鑄技術(shù)壓鑄鎂合金，與壓鑄其他合金一樣，存在型腔內(nèi)氣體以及壓鑄涂料產(chǎn)生的氣體無(wú)法順利排出的問題，這些氣體在高壓下或者溶解在鎂合金內(nèi)，或者形成許多高壓微氣孔彌散分布在壓鑄件內(nèi)。鎂合金半固態(tài)流變或觸變壓鑄工藝有利于消除這些缺陷，提高壓鑄件的內(nèi)在質(zhì)量。但目前對(duì)半固態(tài)壓鑄時(shí)的充型規(guī)律、充型性能等了解甚

2、少，因此，亟需進(jìn)行這方面的研究。借助于數(shù)值模擬技術(shù)不僅能較準(zhǔn)確的描述鑄液的充型過程，而且能預(yù)測(cè)鑄件內(nèi)部的成型缺陷等。充型凝固過程數(shù)值模擬是計(jì)算機(jī)在鑄造生產(chǎn)中應(yīng)用的核心內(nèi)容，是國(guó)際公認(rèn)的用計(jì)算機(jī)等高新技術(shù)拓寬和促進(jìn)鑄造學(xué)科向前發(fā)展的前沿領(lǐng)域，為提高和確保鑄件質(zhì)量開創(chuàng)了新局面。 基于以上考慮，本文以中間軸螺塞鎂合金及鎂合金半固態(tài)為分析對(duì)象，采用數(shù)值模擬技術(shù)對(duì)鎂合金牛頓流體及鎂合金半固態(tài)流體的充型凝固過程進(jìn)行了分析。其中，在充型過程中

3、重點(diǎn)分析了各流體充型時(shí)的速度矢量大小及方向、充填型腔時(shí)流態(tài)的特征、流體內(nèi)壓力的傳遞情況及型腔內(nèi)部節(jié)點(diǎn)上速度、壓力的變化等；在凝固過程中主要分析了鑄件凝固冷卻曲線變化情況、鑄件凝固冷卻時(shí)固相分?jǐn)?shù)變化情況及對(duì)鑄件形成縮孔、縮松位置及大小的預(yù)測(cè)。 本課題的研究表明：與鎂合金相比半固態(tài)鎂合金具有充填過程平穩(wěn)，鑄液內(nèi)部壓力逐層傳遞，不易發(fā)生噴濺。因此減輕了壓鑄時(shí)合金中的紊流、渦流及卷氣等現(xiàn)象，也有利于減少液態(tài)金屬充型時(shí)普遍遇到的縮孔、縮松