基于ProCAST鋁合金壓鑄模熱疲勞緩解機理研究.pdf

1、在鋁合金壓鑄成型過程中，模具承受周期性的加熱和冷卻作用，容易發(fā)生熱疲勞失效，導致壓鑄模的壽命大大縮短。由于試驗法成本高、周期長;理論計算方法模型建立困難，因此采用數(shù)值模擬方法研究鋁合金壓鑄模熱疲勞緩解機理對提高鋁合金壓鑄模壽命具有非常重要的意義。
　　文章利用ProCAST建立了安裝接頭均質壓鑄模的二維壓鑄模型，分析了壓鑄熱平衡形成過程中壓鑄模的溫度場、應力場、等效塑性應變以及熱疲勞壽命的評估方法，采用正交試驗法優(yōu)化了壓鑄工藝參數(shù)

2、;建立了安裝接頭分層壓鑄模二維模型，選擇了分層壓鑄模的覆層材料及覆層制備工藝，分析了三種分層壓鑄模壓鑄熱平衡形成過程中壓鑄模的溫度場、應力場、等效塑性應變并計算出了三種分層壓鑄模的熱疲勞壽命，比較了覆層材料對分層壓鑄模壽命的影響。
　　本文的主要結論有:
　　(1)對于均質壓鑄模，在其熱平衡形成過程中，模具溫度逐漸上升并且上升幅度逐漸減小，節(jié)點應力先增大后減逐漸小，在熱平衡狀態(tài)下，越靠近型腔表面，節(jié)點溫度和等效應力的波動越大

3、。等效塑性應變主要在熱平衡形成過程中產(chǎn)生。
　　(2)基于熱疲勞壽命計算公式通過正交試驗優(yōu)化了均質壓鑄模工藝參數(shù)，最佳工藝參數(shù)為澆注溫度600℃、模具預熱溫度為250℃、脫模劑傳熱系數(shù)為400W/(m2·k)。
　　(3)與均質壓鑄模相比，在熱平衡形成過程中，分層壓鑄模覆層內節(jié)點等效應力不斷增大，增幅逐漸降低，節(jié)點等效塑性應變顯著減小;熱平衡狀態(tài)下，分層壓鑄模節(jié)點溫度波動顯著減小。與覆層材料為單一Ni60材料相比，在覆層Ni