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基于pq^2图理论验证模具设计和优化压铸工艺

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铸造 2010年第5期59卷 470-474页

作者：张玉玺宁波大红鹰学院浙江宁波315175

运用pq2图理论对镁合金笔记本电脑外壳压铸模进行设计验证,并对其压铸工艺进行了优化处理,压铸生产能力得到极大提升。全面细致地介绍了pq2图的绘制方法及应用过程,并从不同角度进行分析与说明,并将其实用化。

关键词： pq2图模具设计压铸工艺

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基于铸造CAD/CAE技术的压铸工艺参数的分析与研究

基于铸造CAD/CAE技术的压铸工艺参数的分析与研究

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作者：贵菁兰州理工大学

学位级别：硕士

在全世界节能减排的大环境下,对轻合金（镁合金）的使用需求越来越大。对压铸这种轻合金的主要成形工艺的要求也越来越高。在计算机技术日新月异的今天,CAD/CAE/CAM技术已成为压铸工艺发展的主要方向。本文基于商业铸造CAE软件,以由镁... 详细信息

在全世界节能减排的大环境下,对轻合金（镁合金）的使用需求越来越大。对压铸这种轻合金的主要成形工艺的要求也越来越高。在计算机技术日新月异的今天,CAD/CAE/CAM技术已成为压铸工艺发展的主要方向。本文基于商业铸造CAE软件,以由镁合金拉伸、冲击试棒构成的压铸件为研究对象,以三维造型软件Pro/E为建模平台,在传统压铸工艺的理论基础上,对该厚壁压铸件进行工艺开发与设计。提出了利用pq图对铸造工艺与压铸机性能进行匹配,选择模拟参数的CAE方法。设计实验,采用设置冷却曲线控制点的方法,采集铸件凝固过程中的温度变化,从而反映不同冷却水方案下的铸件凝固效果,对方案进行优化选择,便于后续观察压射速度,这一单一变量对压铸件充型、凝固过程的影响。在pq图的时间—速度窗口与内浇口截面积的匹配范围内,设计三组压射速度不同的实验方案。结合相同的初始、边界条件,对三种方案分别进行模拟,以追踪粒子、充型百分比及凝固百分比的形式来表型压射速度的影响。同时以多种分析方式多角度展现铸件的温度场、流场及铸造缺陷。研究表明,厚壁压铸件的充型速度不宜过大,以免增加金属液在型腔内的紊流程度,同时减少金属液在浇道内卷入的空气含量,即减少铸件内可能出现的缩孔、缩松体积,保证铸件质量。压铸CAE技术彻底改变了压铸工艺方案在制定过程中的不确定性与不可重复性,确保模具制造的成功率与铸件质量,缩短产品开发周期的同时降低成本,对提高企业生产水平和竞争力有着重要的意义。

关键词： CAE技术压铸工艺 pq2图数值模拟充型/凝固过程

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铝合金压铸成型缺陷控制的研究

铝合金压铸成型缺陷控制的研究

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作者：兰天池西华大学

学位级别：硕士

铝合金由于具有密度低、强度高、成型加工性能好、耐腐蚀等一系列优点,在汽车、建筑、航空、航天等领域的应用越来越广泛。压铸成型是铝合金结构零件的主要成型方法之一,但铝合金压铸成型由于气孔及缩松缩孔等缺陷问题,常常造成零件大... 详细信息

铝合金由于具有密度低、强度高、成型加工性能好、耐腐蚀等一系列优点,在汽车、建筑、航空、航天等领域的应用越来越广泛。压铸成型是铝合金结构零件的主要成型方法之一,但铝合金压铸成型由于气孔及缩松缩孔等缺陷问题,常常造成零件大量报废。此外,由于气孔缺陷,使得铸件无法通过热处理方法进一步提高强度,限制了其更大规模的应用。本文以铝合金天然气调压阀盖为对象,研究压铸成型中气孔和缩松缩孔缺陷的形成原因及防控方法。主要研究方法、内容和结果如下:（1）针对ZL104合金及本研究中阀盖特点,采用传统压铸工艺及模具设计方法,并结合pq图,确定模具内浇口面积为54.05mm,充型速度34.4m/s,浇注温度650℃,模具温度200℃。采用AnyCasting软件进行了数值模拟分析,发现合金液充型速度过快,主要以湍流方式流动,出现大量卷气;凝固顺序不合理,凝固后期型腔内出现较多孤立液相区,造成铸件出现较多气孔及缩松缩孔缺陷。（2）在压铸机及压铸模主要结构保持不变的情况下,结合挤压铸造,形成间接挤压铸造成型工艺,确定内浇口的面积为540.5mm;选择充型速度、浇注温度、模具温度设置三因素三水平的正交实验,结果表明:充型速度、浇注温度、模具温度分别为1m/s、640℃、190℃时,合金液充型平稳,未出现明显湍流,充型过程卷气量大幅度降低,补缩通道畅通未出现孤立液相区,铸件中气孔及缩松缩孔缺陷基本消除。（3）对间接挤压铸造阀盖进行535℃固溶处理3h,175℃时效处理5h后,产品未出现变形、鼓包或开裂,表明其内部气孔缺陷得到控制,具备良好的热处理性能。（4）对压铸件、间接挤压铸件、热处理后的间接挤压铸件经力学性能测试后,测得布氏硬度HBW值分别为59.95,78.49,96.46;抗拉强度分别为140MPa、192MPa、257MPa。经过工艺优化和热处理后阀盖的力学性能显著提高。（5）通过直读光谱仪、XRD、OM、SEM、EDS等对阀盖进行微观组织分析研究,发现热处理后的间接挤压铸件抗拉强度及布氏硬度提高的主要原因在于:气孔的消除,缩松缩孔缺陷的减少,以及初晶Si钝化和片状共晶Si的熔断和球化。

关键词：铝合金压铸间接挤压铸造数值模拟 pq2图

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