支架压铸件数值模拟及工艺研究

摘要

传统铸造过程的控制、设计及工艺流程往往依赖于经验判断，因而铸件的质量不易保证，废品率较高。基于经典的凝固理论和基于经验的工艺方法已远远不能满足生产发展对铸件质量的要求，而铸造数值模拟技术以现代的计算机技术为手段，为解决问题提供了有利条件。随着计算机技术的飞速发展，尤其是数值模拟技术的广泛应用，使得对压铸过程中各影响因素进行协调统一，并达到最佳的设计状态成为可能。
　　 为了从根本上解决压铸件生产成品率低，内部缩孔、缩松过多，产品打压实验不合格的问题，将正交试验和数值模拟技术应用于压铸过程的分析。研究了浇注温度、模具预热温度和压射速度对充型、凝固过程中的速度场、温度场的影响，总结出各工艺参数对速度场、温度场的影响规律。
　　 通过正交试验和数值模拟，利用ProCAST铸造模拟软件，对铝合金压铸件支架充型、凝固过程进行了数值模拟，得到了速度场、温度场的分布和变化规律。通过正交试验表明，浇注温度对压铸铝合金的模拟结果影响最大，其次为模具预热温度、压射速度。通过正交试验得到的优化工艺参数为：浇注温度600℃，模具预热温度180℃，压射速度2.5m/s。
　　 按照优化后的压铸工艺参数进行压铸生产，其充型过程平稳，无裹气现象的发生；该组工艺参数下的充型时间、凝固时间与模拟结果基本一致；微观组织致密，缩孔、缩松数量明显减少，满足了实际生产对铸件质量的要求，得到了合格的铸件，验证了数值模拟的正确性。
　　 通过使用得出的优化工艺参数，解决了生产实际问题，产品质量得到较大提高，为企业创造了较大的经济效益和社会效益。