7A09重力傾轉(zhuǎn)鑄造制備工藝及裝置優(yōu)化的數(shù)值模擬研究.pdf

1、實驗室課題組與江西雄鷹鋁業(yè)聯(lián)合開發(fā)了重力傾轉(zhuǎn)鑄造設(shè)備用于7A09鋁合金鑄錠的生產(chǎn)。本文對重力傾轉(zhuǎn)裝置進(jìn)行了逆向建模，然后通過AnyCasting進(jìn)行數(shù)值模擬。對模擬部分的軟件操作流程進(jìn)行了詳細(xì)的步驟說明。通過成型形貌的優(yōu)劣，確定了澆口杯的含量；通過金屬液的最大流速確定了裝置的傾轉(zhuǎn)速度；通過鑄錠是否產(chǎn)生縮孔、最后凝固層的深度（殘余熔體體積）以及概率缺陷的分布確定了裝置的預(yù)熱溫度；通過金屬液在鑄型型腔內(nèi)的速度以及鑄錠表面氧化物的含量確定了澆

2、注溫度。得到了重力傾轉(zhuǎn)裝置的最優(yōu)工藝參數(shù)：50％的澆口杯含量、1/14π/rad的傾轉(zhuǎn)、預(yù)熱溫度100℃和澆注溫度700℃。
　　通過現(xiàn)場實驗驗證了 AnyCasting對重力傾轉(zhuǎn)鑄造模擬的可靠性。基于模擬得出的最優(yōu)工藝參數(shù)，制備出了形貌完整，沒有縮孔缺陷的鑄錠。對重力傾轉(zhuǎn)鑄造所成型的鑄錠進(jìn)行了金相組織分析，統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)底部的晶粒組織較為頂部細(xì)小，且圓整，主要呈近球形和薔薇狀，同一橫截面上晶粒度相差不大，較為均勻。經(jīng)image-pro

3、 plus6.0測算，傾轉(zhuǎn)鑄造工藝條件下，晶粒的平均當(dāng)量直徑為65μm，平均形狀因子為0.58；而半連續(xù)工藝所成型鑄錠的晶粒平均當(dāng)量直徑為184μm，形狀因子為0.08。在裝置的傾轉(zhuǎn)過程中，金屬液產(chǎn)生的強(qiáng)對流，有利于細(xì)化晶粒。將重力傾轉(zhuǎn)所成型的鑄錠與半連續(xù)所成型的錠進(jìn)行了力學(xué)性能的比較，前者的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度以及延伸率都好于后者。
　　對現(xiàn)有傾轉(zhuǎn)裝置的鑄型以及砂型結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)優(yōu)化。將復(fù)合型中的鋼鑄型換成銅鑄型，能夠增加冷卻強(qiáng)度