6082铝合金汽车法兰挤压铸造数值模拟及试验验证

对挤压铸造6082铝合金汽车法兰件进行了不同挤压铸造工艺参数的数值模拟,并预测了缩松缩孔缺陷产生的位置。结果表明:各参数下的汽车法兰件充型完整,保压过程中由于三个凸台对应的部位壁厚大,该处最后凝固;保压结束后,模具承压部位温度明显高于其他部位,温度分布表现出不均匀性,在实际压铸过程中应当注意防护以免模具损伤。缩孔缩松位置主要出现在三个凸台对应的厚壁位置,与温度场结果一致。成形试验获得了优良的铸件,表明数值模拟结果准确、可靠。

基于熵值法的铝合金缸体低压铸造工艺多目标优化

基于有限元软件ProCAST构建某型铝合金缸体的有限元模型,设计L16(44)正交试验方案,探究了浇注温度、模具预热温度、充型时间、保压压力四个工艺参数对凝固时间和缩松体积的影响。采用熵值法分别计算两个评价指标的权重,将凝固时间与缩松体积转化为综合评分值进行单目标优化。通过极差分析与方差分析,得到了各参数对综合评分的影响程度为:浇注温度(A)>模具预热温度(B)>保压压力(D)>充型时间(C),确定了最优的工艺参数为A1B2C1D3。对比原工艺参数方案和优选工艺参数方案发现:凝固时间缩短了20.35%,缩松体积下降了2.96%。经生产试验,缸体铸件外观质量良好,无明显铸造缺陷,验证了最佳工艺参数的合理性。

铝合金三通管铸造工艺设计及优化

文中针对铝合金三通管铸件的结构进行了工艺分析,结合铝合金材质特点确定了该铸件的铸造工艺方案和工艺参数,设计计算了三通管铸件的浇冒口尺寸,通过对设计工艺进行数值模拟分析铸件的充型和凝固过程,通过流场发现采用底注开放式浇注系统可以最大程度地保证充型的平稳性;通过凝固场发现在铸件热节位置设计保温冒口和冷铁可以有效消除缩孔和疏松缺陷,试制铸件满足探伤和无损检测技术要求,获得了优化的工艺方案。

铸造铝合金熔体处理技术发展现状

铸造铝合金具有轻质、高比强度、铸造性能好等一系列优点,是一种优异的轻量化材料,在汽车行业具有广阔的应用前景。合金熔体质量对铸件最终性能具有重要影响,铸造前对其进行净化、晶粒细化和变质处理是获得高性能铸件的必要前提条件。本文介绍了铸造铝合金熔体纯净化技术、晶粒细化技术以及共晶Si变质处理技术的发展现状,以期为先进铝合金熔体处理技术的开发与应用提供参考。

拉伸试棒模具结构对铸造铝合金组织的影响

针对现有的国家标准铝合金的试棒浇注模具,浇注的试棒存在夹渣、气孔、缩松、冷隔等铸造缺陷,无法合理反映合金的真实力学性能的现状,本文使用ANSYS等软件,利用流体静力学和传热学原理科学的分析了直浇道的倾斜角度和内浇道与集渣腔连接的位置铝合金组织的影响,设计了一种铝合金拉伸试棒的铸造模具。模拟结果表明,直浇道的倾斜角度为70°时,流体流速波动范围最小;内浇道与集渣腔连接的位置为集渣腔压心时,集渣腔集渣过滤效果最佳。浇注实验结果表明,本模具成型的ZL205A和ZL101试棒平均晶粒和枝晶间距均优于GB/T1173-2013模具成型试棒组织。分析认为,合理的流速控制(直浇道的倾斜角)和集渣腔高度设计有利于试棒获得晶粒细小,铸造缺陷少的组织。

铸造铝合金在汽车底盘结构件轻量化中的应用

基于新能源车底盘零部件轻量化发展,概述了国内外铝合金铸造技术在其轻量化的应用现状和发展趋势。研究表明:目前以低压铸造和真空一体化压铸为主,挤压铸造替代部分钢质、铁质以及锻铝件的迹象,开发出一体化压铸免热处理高强韧铝合金;对于内部具有加强筋空心结构的超大压铸件,目前难以达到砂芯强度高和溃散性好的平衡,仍采用低压铸造成形,并通过热处理提高力学性能。

高压铸造参数对汽车用Al-Si-Cu铸造铝合金微观组织的影响

通过试验研究了合金元素含量、铸造温度和喷射压力对压铸铝合金微观组织的影响,对其组织特征和孔隙率进行了评价。对高压铸造零件进行取样与显微组织观察,研究了其微观组织的变化机制。结果表明,较低压力和较低的充型温度使高压铸造Al-Si-Cu合金孔隙率增加,促进粗大富铁金属间化合物的形成,改变α-Al相的形貌,合金元素含量的变化改变了在恒定铸造工艺参数下零件的微观组织。

Ni微合金化对连续铸造和连续挤压6201铝合金显微组织与性能的影响

采用连续铸造和连续挤压工艺制备了6201铝合金线材,并采用电子背散射衍射、透射电子显微镜、硬度测量、拉伸实验和电导率测试等方法研究了Ni微合金化对6201铝合金的显微组织、力学性能和电导率的影响规律。结果表明:Ni微合金化细化了连续铸造、连续挤压和固溶处理状态6201铝合金的晶粒尺寸,进而提高了强度。在时效过程中Ni微合金化加速了6201铝合金时效硬化行为,在保留塑性前提下提高了峰值硬度和强度,但降低了合金的电导率,其原因是Ni元素主要以固溶体形式存在于合金中,增加了β″析出相的密度并细化了析出相尺寸。通过Ni微合金化及优化热处理工艺获得了较高的屈服强度和抗拉强度,分别为295.33 MPa和326.12 MPa。

铝合金铸造性能及相关参数数据库研究

铸造性能数据的实时检测和分析处理能够对合金的铸造性能做出评估。基于铝合金铸造性能的实际需求分析,在铸造合金凝固特性检测系统的基础上,采用C++Builder的面向对象设计开发一套铝合金铸造数据库系统。通过铸造合金凝固特性检测仪对铝合金在凝固过程时的传热、线收缩、热裂和应力等特征参数进行采集,结合数据库中有关铸造铝合金材料的相关信息,分析铸造工艺设计过程中参数的形式和特点,从而实现铸造铝合金材料的数据采集、查询、分析、维护和打印等综合功能。

铝合金制动钳金属型重力铸造工艺的多目标优化

利用数值模拟对铝合金制动钳金属型重力铸造过程进行分析,预测了钳体中缩松缩孔缺陷的分布情况,并分析其形成原因,改进了冷却方案,基于正交试验对工艺参数进行了多目标优化。得到最优工艺参数为:浇注时间28 s、浇注温度700℃、模具预热温度300℃、冷却水温度35℃。结果表明,优化后的制动钳铸件无缩松缩孔缺陷。通过生产试制验证了此优化工艺的可行性。

3D打印铸造铝合金表面楔形织构的摩擦性能

实验对活塞-缸套使用较多材料铸造铝合金(AlSi10Mg)进行3D打印,研究其摩擦磨损性能。在内燃机实际运行条件下活塞裙部通常会发生严重的摩擦和磨损。表面织构已成为现代减摩抗磨的有效方式之一,并成功应用于许多领域。利用3D打印技术加工出两种不同面积占有率楔形凹坑表面试样与光滑表面试样。在立式万能摩擦磨损试验机上进行销-盘回转实验,采用三维形貌仪、同轴显微镜以及扫描电子显微镜观察试样工作表面的磨损形貌。通过Fluent流体分析软件模拟仿真润滑油内部压力,并对仿真结果进行验证。研究结果表明,与光滑无织构试样对比,楔形织构试样对提升活塞裙部摩擦学性能起着积极的作用,且当织构面积占有率为7.01%时对减少摩擦系数降低磨损质量的效果更加显著,提升了活塞裙部的摩擦学性能。

铝合金低压铸造过程数值模拟

铝合金密度小、比强度高,常作为汽车轻量化材料。低压铸造充型平稳,能成形复杂薄壁铸件,广泛应用于汽车典型零部件的制造。为优化低压铸造工艺、减少铸件缺陷、获得优良组织性能的铸件,运用集成计算材料工程与多尺度数值模拟方法对铝合金低压铸造过程开展研究,具有重要的科学意义与工程价值。本文全面综述了低压铸造铝合金凝固过程数值模拟技术的发展,分析了充型过程和凝固过程的宏观数值模拟及其常用算法,归纳总结了元胞自动机模拟铝合金初生相和共晶相的微观组织演变的研究现状,展望了铝合金低压铸造过程数值模拟的未来发展方向。

A356铝合金套筒低压铸造工艺参数的优化

为了探究最优的A356铝合金套筒低压铸造工艺参数组合,本文综合运用了铸造数值模拟、响应面分析法及遗传算法,以最小缩孔缩松体积和最低二次枝晶臂间距值为优化目标,对上模具预热温度、侧模具预热温度、下模具预热温度和浇注温度进行匹配及优化。结果表明,优化的工艺参数组合为上模具预热温度307℃,侧模具预热温度为330℃,下模具预热温度为394℃,浇注温度为701℃。上述优化参数组合能有效提高铸件的成型质量及力学性能。

新能源汽车用铸造铝合金的研究现状和发展趋势

新能源汽车工业的迅猛发展,对铸造铝合金的低比重、高强度、高韧性提出了更高需求。为确保足够的力学性能,汽车铝合金零部件通常采用可热处理的铸造铝合金,同时,为节省整车制造成本,先进的一体化压铸技术和免热处理铸造铝合金已成为重点发展的新方向。本文介绍近10年来国内外不同体系铸造铝合金的研究现状,包括铸造铝合金的主要种类、成分设计、铸造工艺和组织调控等方面的新进展和新探索。

熔模铸造ZL114A铝合金凝固过程界面换热系数研究

为获得ZL114A铝合金在凝固过程中温度场的分布规律,根据实际工况设计了测温实验方案,利用热电偶和热成像仪得到了金属及其型壳在凝固过程中温度场的变化曲线,并根据实际测得的温度曲线借助ProCAST模拟软件中的反算模块对铸件与型壳间的界面换热系数进行了反求,得到了更加符合实际的界面换热系数。随后对其进行验证,用该界面换热系数所模拟求得的金属液温度曲线与实测值最大温差为10℃,型壳温度曲线与实测值最大温差为15℃,该方法及结果为铝合金熔模精铸模拟界面换热系数的设置提供了参考依据。

低压铸造铝合金轮毂工艺参数对缩孔缺陷的影响

乘用车轮毂90%以上采用铝合金低压铸造工艺实现,轮毂铸造缺陷是影响其机械性能和服役安全性的主要因素之一,因此控制轮毂铸件的缺陷不仅是产品质量问题,也是关乎汽车整体的服役安全性问题。本文系统研究并总结了低压铸造工艺参数对孔洞缺陷的影响。针对低压铸造轮毂中可能产生的缩孔缩松缺陷,研究了浇注温度、模具预热温度、充型速度、保压压力等工艺参数对缩孔缺陷分布规律,发现在一定范围内,浇注温度与模具预热温度的上升,均可使金属液充型能力提高,减少缩孔缺陷;但当浇注温度或模具预热温度过高时,缩孔开始增加。在保证不发生欠充型的前提下,充型加压速度越慢,则充型过程越缓慢平稳,缩孔出现的概率越低。随着保压压力的提高,缩孔缺陷减少。

低压铸造铝合金后副车架结构设计与工艺开发

介绍了某车型低压铸造铝合金后副车架轻量化设计及工艺开发过程。首先依据客户输入的硬点坐标、环境数据及边界间隙设计产品外形,并对结构进行拓普优化轻量化设计,通过产品的疲劳、耐久性、强度、刚度及模态等仿真分析,使产品结构和性能满足设计要求;同时结合产品结构和低压铸造工艺要求,基于分型面和起模斜度的确定、增加内芯定位点和排砂口以及优化合金成分和热处理等措施,设计浇注系统和工艺方案,再对铸件充型和凝固过程模拟分析进一步优化方案,经试制铸件结构和性能均满足要求。

金属型低压铸造铝合金裂纹分析及改进

从宏观特征、微观形貌、成分性能及金相组织等方面,分析了金属型低压铸造铸铝件的铸造裂纹特征。对裂纹进行了原因分析,并通过制定针对性改进措施,从源头彻底解决了铸造裂纹,大大提高了产品的铸造成品率。

《再生铸造铝合金原料》新旧标准差异分析

本文在分析再生铸造铝合金行业政策、行业发展概况和标准实施效果的基础上,从分类差异和技术差异两个角度对GB/T 38472新旧标准进行对比。基于新版标准的主要技术变化,提出加强新标准宣贯力度、开展标准化试点示范、推动再利用工艺升级、营造社会再利用氛围等对策建议,助力新版标准全面实施。

铝合金汽车转向节精密铸造工艺研究

目的对某铝合金汽车转向节的精密铸造工艺进行设计与优化研究,以得到合格的铝合金汽车转向节的精密铸造工艺方案。方法结合铝合金转向节铸件的结构特征、铸件材料特性和铸造经验,在转向节铸件主体部和鹅颈部各开设一个内浇口,设计了铝合金转向节初始浇注方案;通过在初始工艺方案中铸件缺陷较严重的区域设置补缩冒口、在铸件顶部增设排气道等措施给出了铝合金汽车转向节的优化浇注方案,基于ProCAST软件建立了铝合金转向节精密铸造2种浇注方案的有限元模型,对铝合金转向节精密铸造的充型过程、凝固过程及缩孔缩松特性进行了数值模拟与分析。结果铝合金转向节铸件初始浇注方案的充型过程相对稳定流畅,铸件在凝固过程中有孤立液相区的形成,完全凝固后铸件中间部位存在大面积缩松缩孔缺陷;优化浇注方案能够控制金属液的流动、充型顺序及凝固特性,铸件的整个凝固过程基本呈中间对称分布,最后凝固区域位于补缩冒口内部,最大缩孔缩松率控制在2%以下。结论优化浇注方案的设计合理且有效,能够有效地消除铝合金转向节铸件的缺陷。