锁扣半固态压铸数值模拟及压铸工艺研究

摘要

半固态金属成形技术具有成形件组织致密、力学性能高、表面平整光滑、模具寿命长等优点，该技术已经逐步在发达国家得到了商业应用，但无论在理论上还是技术上，该技术都需要进一步完善。而对于半固态压铸来讲，特别是在模具设计和工艺方面研究的还很少，到目前为止，还没有一个量化标准。
　　本文针对铝合金半固态浆料的粘度特征及充型凝固特点，设计并制造了锁扣半固态流变成形压铸模具，为研究半固态压铸模具设计及压铸工艺提供了技术保证。
　　利用铸造模拟软件Flow-3D对半固态压铸件的充型及凝固过程进行数值模拟，通过正交试验的方式，获得了最优的压铸工艺参数：即压射速度为1m/s，模具预热温度为280℃,内浇口尺寸12mm2。半固态浆料在整个充填过程中非常平稳，基本没有飞溅，直至充满铸件。
　　通过电磁搅拌的方法制备出半固态压铸实验的所需铝合金浆料，其浆料晶粒组织细小，且均匀。其搅拌工艺参数为搅拌温度590℃，搅拌电流450A，搅拌频率6Hz，搅拌时间30min。
　　通过半固态压铸实验，验证了数值模拟结果的正确性，并且证明了在压铸模无加热时，铸件难以充满型腔且缺陷较多，而在压铸模加热时，铸件成形良好，表面光滑。压射速度在0.5～1m/s范围内，随着压射速度的提高，半固态压铸件的力学性能先增大后减小。而对于模具预热温度来讲，在铸件壁厚的范围内，预热温度越高就越有利于成型，铸件质量就越好。

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第1章 绪论

1.1选题的目的和意义

1.2铝合金发展及应用现状

1.3 半固态金属成形技术

1.4 课题主要研究的内容

第2章 锁扣半固态压铸模具设计

2.1 压铸件结构分析

2.2 压铸模具设计

2.3 压铸模具材料的选用

2.4 模具整体结构设计

2.5 本章小结

第3章 锁扣压铸充形凝固过程的数值模拟

3.1 Flow-3D简介

3.2 模拟方法与步骤

3.3 模拟过程实施

3.4 模拟结果及分析

3.5 最佳工艺参数的确定

3.6 本章小结

第4章 半固态浆料制备

4.1 实验材料

4.2 工艺参数的选取

4.3 半固态浆料制备

4.4本章小结

第5章 半固态压铸实验

5.1 实验工艺流程

5.2压铸模具的安装

5.3 压铸机基本参数的设置

5.4 半固态压铸实验

5.5 实验结果及分析

参考文献

攻读硕士期间发表的论文和取得的科研成果

致谢