A356半固態(tài)金屬漿料的制備及壓鑄工藝的數(shù)值模擬.pdf

1、鋁合金由于具有重量輕，比強(qiáng)度高，且可回收利用的優(yōu)點(diǎn)，因此成為廣泛使用的金屬材料。但在壓鑄生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的鑄造缺陷使得鋁合金件在性能上有所下降，近幾十年不斷發(fā)展的金屬半固態(tài)成形技術(shù)為解決這一難題帶來了希望。半固態(tài)成形零件組織致密、夾氣少、性能優(yōu)異，且半固態(tài)成形屬于近終型成形，因此該技術(shù)在許多工業(yè)，尤其是在汽車工業(yè)具有廣泛的應(yīng)用前景。同時(shí)金屬半固態(tài)成形技術(shù)又是一門跨傳熱學(xué)、流體力學(xué)，材料力學(xué)以及計(jì)算數(shù)學(xué)等多學(xué)科的材料加工制備的先進(jìn)技術(shù)，因而

2、具有較高的理論研究?jī)r(jià)值。 本文使用電磁攪拌技術(shù)制備了A356 鋁合金的半固態(tài)金屬漿料，然后對(duì)用該漿料流變壓鑄制得的標(biāo)準(zhǔn)壓鑄試樣進(jìn)行了金相組織觀察和分析；本文使用Flow 3D?對(duì)A356 半固態(tài)漿料在壓鑄機(jī)壓室內(nèi)慢壓射階段的流動(dòng)行為進(jìn)行數(shù)值模擬，分析發(fā)生卷氣與壓室充滿度和慢壓射速度的關(guān)系。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在攪拌電流35.3A、攪拌電壓53V、攪拌頻率32.5Hz、功率2.1kW 條件下，自液相線溫度以上對(duì)A356 合金金

3、屬液開始連續(xù)電磁攪拌，至漿料溫度為585℃時(shí)保溫，14 分鐘后制得半固態(tài)漿料；壓鑄試樣金相組織自外向芯部清晰的分為少量球狀組織和共晶組織混合的外表層、共晶組織層和普通狀態(tài)的半固態(tài)相。對(duì)壓室內(nèi)半固態(tài)流變金屬慢壓射流動(dòng)行為的模擬結(jié)果表明：在不同壓室充滿度和不同壓鑄速度下，均存在卷氣可能，但數(shù)量和傾向不同；根據(jù)模擬結(jié)果，最終繪制出卷氣體積比與壓室充滿度和沖頭速度的等勢(shì)線關(guān)系圖，用于制定半固態(tài)流變壓鑄工藝。 本論文的研究為A356 鋁合