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    双重挤压铸件铸造工艺在铝合金上的应用

    类别:行业动态   发布时间:2020-03-28 17:27:15   浏览:

      两层揉捏铸件铸造因为选用两次揉捏,其第2次揉捏的范围,深度,加压机遇等均可进行调整,这关于战胜全体或局部的缩松,缩孔甚至缩裂和气孔等缺点的效果非常显着。在两层揉捏铸造成形进程中,铸造进程是极为重要的一环,而在这一进程中补缩力是最重要的参数。因为补缩力是矢量,即便锻压比压和功率加大,完结有效锻压补缩的部位也只能在毛坯型腔锻压压块效果方位的附近,并不能有效地传递到整个铸件毛坯上,因而必须对铸件缺点进行猜测,找到最佳的补缩方位。补缩力不行,制件内部组织粗大,缩松等压铸缺点无法消除,反之,补缩力过大,对双控成形模具会造成很大的冲击,引起模具变形甚至损坏,降低模具寿命,并添加能量消耗。现在补缩力首要经过经历公式核算确认,关于一些结构杂乱的铸件相差较大,因而补缩力的确认关于消除铸件缺点具有十分重要的意义。


      1缩松缩孔方位猜测


      1.1模型的树立


      以轮毂为研讨目标,运用Pro/E对轮毂进行建模,为了节约模仿核算所需的时刻,考虑到轮毂的轴对称结构,取模型的1/2进行模仿剖析,对铸型与铸件运用了不同尺度的网格区分。因为铸件用于流体剖析核算和热剖析,因而选用较小的网格单元,又要保证铸件最薄处(轮辋)有3层网格,因而选用3mm的单元长度;关于模具部分仅用于换热核算,选用单元长度为10mm的网格区分。在Pro/E中对模型的装配体文件区分外表网格,之后经过转换程序将外表文件转换成ProCAST可以识别的sm网格文件。


      1.2数值模仿进程与结果


      1.2.1模仿参数设置


      在ProCAST剖析软件中对其进行凝结场的数值模仿。资料是A356合金,开端选用揉捏铸造模仿,中心浇注,设置其揉捏压力,充型速度,初始模具温度及初始浇注温度等参数。模仿中选用的揉捏力为110MPa,浇注温度为700℃,模具的初始温度为200℃,充型速度为1m/s.


      1.2.2模仿结果与剖析


    铝合金轮毂的整个充型进程在8.5s内完结,各时刻的填充状况和温度场分布见图2~图5.首先铝合金液体很平稳地由浇口流入轮毂的轮芯部分,然后陡峭地进入各个轮辐中,此刻温度为660℃左右。在2.2s时合金液抵达轮辐与轮辋的连接处,5.8s时在轮辐端部的轮辋处集合,此刻的温度为640℃左右,铝合金液处于完全活动状况,在7.1s时金属液充溢轮芯与轮辐,并平稳地沿轮辋上升,此刻合金液温度为620℃左右,见图4.在8.5s时铝合金液前沿抵达轮毂顶部,整个轮毂被全部充溢,此刻轮辋上缘合金液温度为600℃左右,并处于可活动状况,整个轮毂的最低温度在轮辋的下部,约580℃,还未凝结,因而整个充型进程没有发作欠铸和冷隔缺点。


      填充进程结束后,进入凝结进程。轮毂的凝结基本上满足从上到下,从外到内的顺序,模仿结果显示终究凝结部位在轮芯的中心,终究凝结的部位会因为压力补缩缺乏而发作缩孔或者缩松缺点。


      2补缩方位和补缩力的确认


      2.1补缩方位的确认


      经过以上模仿和ProCAST软件的缩孔缩松猜测判据,得到缩松的方位正是在轮芯中部,而将补缩方位设置在轮毂中心部位。


      2.2补缩力的确认


      铸造进程首要是使铸件发作屈从塑性变形,以此对铸件进行补缩,到达消除铸件缩孔缩松的目的。设一点的主应力为1,2,3,且1>2>3,最大剪应力为max= 1 2(1-3)=C(1)


      屈雷斯加屈从条件为1-3=2C(2)


      式中,C为定值,取决于资料在变形条件下的性质,在紧缩条件下发作屈从时,1=s,2=3=0,则C=s/2.因为在铸造时,资料的屈从强度是很低的,同时在铸造进程中还必须考虑模具摩擦阻力的影响,因而补缩力的巨细在充分考虑了各个要素影响后按下式核算P=1.43sA(3)


      式中,P为补缩力,kN;s为铸造温度下资料的屈从强度,MPa,查相关标准确认;A为与补缩力垂直锻件投影面积,cm2。


      铝合金在500℃时s=11~25MPa,轮毂中心面积为200.96cm2,因而核算出锻压比压为157.3~ 357.5MPa.假如铸造温度下的资料屈从强度无法确认,也可用经历公式进行补缩力核算。


      P=K<1+0.001(H/a)


      3 >A(4)


      式中,K为合金种类系数,查相关标准确认;H为锻件中铸造时阻力较大部分的高度,mm;a为与H部分相对应的平均厚度,mm.铝合金中K=800~1000MPa,H=200mm,a= 4mm,由此核算得锻压比压为100.8~126.0MPa.


      2.3两层揉捏铸造数值模仿结果剖析


      对铝合金轮毂进行屡次两层揉捏铸造数值模仿,补缩方位设置在轮毂中心,铸造参数选用揉捏铸造时的揉捏参数,铸造开端时刻为轮毂快凝结终了时,补缩力以经历公式为依据树立补缩力参数模仿,补缩力为110MPa时,缩松缺点区域现已很小,说明因为补缩力的添加,使铸件发作塑性变形,对铸件进行补缩,显着减少了缩松缺点的发作,当补缩力在120~130MPa时,无显着缩松,其微观缩松危险区域也进一步减小。


      3定论


      (1)针对铝合金轮毂进行了揉捏铸造数值模仿,发现轮毂中心部位会出现缩松缺点,由此将锻压头的加压方位设在轮毂中心部位。


      (2)运用屈从准则剖析铸件塑性变形情况,归纳考虑各方面影响要素后得出了补缩力的经历值,经过对轮毂进行屡次两层揉捏模仿,终究确认补缩力为120~130 MPa.


     

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