基于CAE的鋁及鎂合金殼形件壓鑄工藝分析與優(yōu)化.pdf

1、壓鑄是金屬加工工藝中一種先進(jìn)的鑄造方法，是一種生產(chǎn)效率較高的精密成形工藝。對于復(fù)雜零件或其他鑄造方法無法制備的零件，使用壓鑄可獲得高品質(zhì)的鑄件。 我國具有豐富的鎂資源，鎂合金具有鋁等其他輕合金材料無可比擬的巨大優(yōu)勢，因此被認(rèn)為是21世紀(jì)最具開發(fā)前景的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，節(jié)能降耗要求的提高以及對環(huán)保的日益重視，尤其自2001年度家電再循環(huán)法實(shí)施以來，鎂合金因優(yōu)越再循環(huán)特性替換以往材料的工作正在逐步展開。本課題針對

2、一個原始材料為ZL102鋁合金的實(shí)體零件在實(shí)際生產(chǎn)中所存在的缺陷進(jìn)行深入的研究，從液態(tài)金屬充型和凝固過程的基本特點(diǎn)出發(fā)，以數(shù)值模擬過程中的有關(guān)理論為基礎(chǔ)，采用有限元法對其實(shí)際充型和凝固過程進(jìn)行數(shù)值模擬，分析產(chǎn)生缺陷的原因。 本文借助PRE/ENGINEER軟件對ZL102鋁合金殼形件進(jìn)行三維實(shí)體建模，并生成了模擬所需的網(wǎng)格文件。在確定了ZL102殼形件工藝參數(shù)后，利用鑄造仿真軟件ProCAST分別對零件在所設(shè)計的兩種澆注系統(tǒng)下的

3、充型、凝固過程進(jìn)行了數(shù)值模擬，得到了零件溫度場的分布和可能出現(xiàn)的缺陷部位。結(jié)果表明：當(dāng)澆注溫度為700℃，壓射速度為2m/s時，采用中心澆口澆注系統(tǒng)得到的殼形件優(yōu)于側(cè)端面澆口澆注系統(tǒng)。 在此基礎(chǔ)上，將上述殼形件的材料替換為AZ91D鎂合金，用ProCAST對其充型和凝固過程進(jìn)行了數(shù)值模擬，并分析了工藝參數(shù)對AZ91D鎂合金壓鑄性能的影響，最后建立了AZ91D鎂合金性能和工藝數(shù)據(jù)庫。結(jié)果表明，在澆注溫度為680℃，壓射速度為2m/