基于焊合区网格重构技术的空心铝型材挤压温度场分析

摘要

实现铝合金空心型材分流模挤压全过程尤其是焊合过程的数值模拟,获得挤压全过程金属温度场变化及模孔出口处型材温升情况,对于优化模具结构、预测型材成形质量、选择挤压工艺参数具有重要意义.本文以典型大断面空心铝型材为例,采用焊合区网格重构技术,计算了空心型材挤压全过程的温度场,讨论了模孔出口处型材横断面温度变化情况,获得了该空心型材的合理挤压速度范围.研究结果表明,在挤压过程中,型材横断面上最高与最低温度的位置并不固定,主要与模孔出口处金属流速的变化有关;型材从模孔挤出的初始阶段,型材横断面圆弧半径较小端的金属流速较大,因此该部位的温度最高;随着挤压的进行,型材横断面直边中部的金属流速逐渐增大,当挤压行程大于90mm时,直边中部的金属流速超过圆弧半径较小端的金属流速,此时型材横断面最高温度出现在直边中部;当模孔出口处型材最高温度基本稳定时,型材的横断面最大温差也基本稳定,此时型材横断面最大温差为25°C.根据6005A挤压生产中模孔出口处型材温度应为520°C～570°C的要求,确定在本文的挤压工艺参数条件下(坯料温度500°C,模具温度460°C,挤压筒温度470°C),该大断面空心型材合理的挤压速度为0.35mm/s～1.05mm/s.