基于CAE分析的铝合金壳形件浇注系统的优化研究

随着铝及铝合金铸件越来越广泛的应用,各应用领域对铝合金铸件成形工艺提出了更高的要求和更高的标准.但是,原始的侧端面浇口浇注系统在铸件过程中还存在诸多缺陷.为提高铝合金壳形件浇注系统的充型和凝固性能,基于CAE、ProCAST,以ZL102铝合金壳形件为研究对象,提出了中心浇口浇注系统的优化方案.经数值模拟分析可得出结论,将中心浇口浇注系统应用于ZL102铝合金壳形的过程中,充型与凝固情况得到明显的改善,系统得到了最终的优化.     

基于CAE分析的铝合金壳形件浇注系统的优化研究

随着铝及铝合金铸件越来越广泛的应用,各应用领域对铝合金铸件成形工艺提出了更高的要求和更高的标准.但是,原始的侧端面浇口浇注系统在铸造过程中还存在诸多缺陷.为提高铝合金壳形件浇注系统的充型和凝固性能,本文基于CAE、ProCAST,以ZL102铝合金壳形件为研究对象,提出了中心浇口浇注系统的优化方案.经数值模拟分析可得出结论,将中心浇口浇注系统应用于ZL102铝合金壳形的过程中,充型与凝固情况得到明显的改善,系统得到了最终的优化.     

铝合金铸件移动磁场铸造的铸造缺陷及防止

在研究移动磁场对铝合金铸件充型能力的影响基础上,对铸件中出现的几种铸造缺陷产生原因进行了分析,并提出了防止这些铸造缺陷的措施.     

金具零部件表面防腐蚀试验研究

随着经济的持续高速增长,各行业用电需求增大。在加快特高压骨干电网建设的同时,提高现有电网的输电能力、输电质量成为重中之重。金具是海上换流站的重要组成部分,海洋环境的特殊性,对金具提出了更高的耐腐蚀性能要求。为了探究海洋环境对金具的腐蚀性,选用ZL101A和ZL102两种典型的铝合金金具,采用5种辅助防腐蚀工艺获得5种耐腐蚀样本,并模拟海上工况对其分别进行盐雾腐蚀试验,得出最优防腐蚀工艺。研究表明：ZL101A和ZL102两种铝合金具有一定的耐腐蚀性能,ZL101A铝合金的耐腐蚀性能强于ZL102铝合金的;抛丸处理的防腐措施在ZL101A铝合金样本中的防腐蚀表现要强于ZL102铝合金样本的;阳极氧化在两种材质中防腐蚀表现均为优异,是最优异的防腐蚀工艺。     

铝合金轮圈压铸充型凝固过程模拟分析

针对铝合金的压铸工艺特点和充型凝固过程的不透明性,采用华铸CAE软件对铸件进行模流分析,预测铝合金轮圈压铸缺陷位置,优化模具结构设计.模拟结果显示,采用双流道充型平稳,温度场分布均匀,具有较少的气体夹杂和冷隔等倾向,压铸件整体质量较高.     

铝合金半固态触变充型过程的计算机模拟

分析半固态AlSi7Mg合金触变充型过程中各个阶段浆料的压力和速度变化特征,建立耦合半固态表观粘度的三维流场数学模型,在考虑半固态边界条件和气体阻力方程基础之上,采用SOLAVOF法对铝合金件的触变充型过程进行模拟计算.结果表明, 入流速度大小对半固态浆料充填流态有显著影响.小的入流速度浆料充填流态倾向于采用平稳充型,同时气孔等缺陷产生倾向也小.与刹车泵体轴向注入工艺相比,在一定入流速度下,采用径向注入工艺成形阻力较小,充型中不会出现充不满的铸造缺陷.上述模拟结果与实际相吻合.     

活塞用Cu和Ni增强型铝合金的 组织与性能

本文对比研究了一种新型活塞用B型铝合金与ZL109的组织与力学性能.研究表明,ZL109的组织由Al,Si,Al6Mn和Al5Fe Ni的相组成,B型铝合金由Al,Si,Al6Mn,Al2Cu,Al1.9Cu Mg4.1Si3.3(Q相),Al Ni Cu和更多的Al5Fe Ni组成;源于B型铝合金中的α铁相呈现鱼骨状和块状,减轻了ZL109组织中针片状β铁相对基体的割裂作用,La和Ce元素的Al Ni Cu相高温下可起到阻碍晶界滑动和阻碍基体变形的作用,并且组织中还生成了Al2Cu,Al5Fe Ni和Al1.9Cu Mg4.1Si3.3强化相;因而,B型铝合金的力学性能优于ZL109,且受活塞缸径尺寸规格的影响较小;B型铝合金的断裂类型为准解理断裂,呈现韧窝、舌状花样以及撕裂棱特征.     

电磁场作用下半固态ZL201合金显微组织特征

利用电磁场对合金熔体的搅拌或振荡作用,研究了交流电磁场作用下的ZL201铝合金半固态流变浆料组织·结果表明,交流电磁场对ZL201铝合金显微组织有显著的细化作用,在液相线温度(650℃)附近,电磁场作用下的流变浆料组织为细小的近球形晶粒,优于不加电磁场的浆料组织,适用于半固态成形·交流电磁场所引起的熔体强制对流,使处于强烈温度起伏条件下的初生枝晶二次臂机械断裂或根部熔断,这是结晶核心增加,组织细化的原因·     

压铸铝合金ADC12.1R的组织、性能及成形性

在ADC12压铸铝合金成分的基础上,通过成分优化设计,并对合金进行晶粒细化及变质处理,获得了一种高性能的压铸铝合金ADC12.1R,该合金经金属型重力浇注,其铸态力学性能达到:抗拉强度(σb)为254.9 MPa,延伸率(δ5)为2.925%,硬度(HBS)为102,均优于国内普遍使用的压铸铝合金ZL112Y.实际生产试验也表明ADC12.1R合金具有更好的压铸成形性、出型性及机械加工性能能够满足工业生产应用的要求.     

ZL104铝合金的工艺规程与铸造质量控制

本文讲述了ZL104铝合金的工艺规程,并讲述了ZL104铝合金的质量控制,按此规程操作可获优质的ZL104铝合金.     

铸铝合金在潮湿大气中的腐蚀及其微观机制

用模拟湿热腐蚀试验方法在工业纯铝、ＺＬ１０２和ＺＬ１０９合金表面诱发腐蚀,用ＳＥＭ、ＥＤＳ和ＸＲＤ等实验手段观察和分析了铸铝合金中第二相和腐蚀产物的微观形貌及化学成分,研究了第二相与表面缺陷对铸铝合金大气腐蚀发生机制的影响．结果表明,在吸附了水分和侵蚀性Ｃｌ－的微观孔隙周围,由Ａｌ６Ｃｕ３Ｓｉ相粒子和铝基体构成的腐蚀微电池发生电化学反应,电位较负的Ａｌ首先发生溶解,导致了局部点状腐蚀;腐蚀产物中除了存在少量共晶硅、氧化铝外,主要由铝的不溶性氢氧化物构成．在０．５ｍｏｌ／ＬＮａＣｌ水溶液中的电化学测试结果表明,由于富铜Ａｌ６Ｃｕ３Ｓｉ第二相粒子的存在,在含侵蚀性Ｃｌ－的介质中,ＺＬ１０２、ＺＬ１０９合金比纯铝具有更强的腐蚀倾向．     

SiCp/ZL102复合材料及其压铸件耐磨性能研究

该文针对制约颗粒增强铝基复合材料应用的关键问题，提出运用压力铸造使其近终成型。在成功制备SiCp／ZL102压铸件的基础上，系统研究了基体合金、复合材料铸锭及其压铸件的耐磨性能。研究结果表明，复合材料的耐磨性能优于基体合金，压铸成型后，压铸件的耐磨性能显著优于复合材料铸锭，将压铸工艺应用于金属基复合材料的成型，能够有效扩大颗粒增强金属基复合材料的应用范围。     

点支式玻璃建筑中铸铝支承件承载性能

为了研究点支式玻璃建筑中铸铝支承件的承载性能,对3种典型铸铝支承件进行了足尺模型试验研究。按照实际工程中支承件的形式与尺寸制造模具,采用ZL105-T1和ZL111-T6这种铝合金材料铸造成足尺模型试件,借助万能试验机对试件进行加载试验,得出了试件的屈服荷载与极限荷载。根据试件的实际几何尺寸与材料属性,建立有限元模型对试验过程进行数值模拟。有限元分析结果与试验数据吻合良好,验证了有限元模型的可靠性。试验研究与有限元分析表明铸铝支承件的承载力较高,可以在实际工程中应用。     

稀土对ZL205A合金组织结构的影响

稀土在铝及其舍金中的作用和机理国内外学者研究较多,但对稀土元素在高强度铸造铝合金中提高强韧性作用方面研究较少.本文研究了稀土元素对ZL205A合金的影响,结果发现稀土在该合金中具有显著作用,不仅能细化铝合金晶粒还能显著提高合金的强韧性.     

低压铸造法制备铝基复合材料的研究现状

低压铸造工艺是一种近净成型技术,在金属基复合材料制备中具有广泛的应用和发展前景。概述了目前利用低压铸造技术制备铝基复合材料的研究进展,重点阐述了复合材料的充型基本理论和铸造工艺研究中存在的问题,并提出了今后需要重点研究的方向。     

不同加钛方式对ZL108合金磨损性能的影响

以电解低钛铝基合金、纯铝和Al-Ti中间合金等为原料,分别制备了电解加钛和熔配加钛ZL108合金,研究了不同加钛方式对ZL108合金磨损性能的影响.研究表明,加入微量的钛后,ZL108合金的耐磨性有所提高,而电解加钛ZL108合金的耐磨性优于熔配加钛ZL108合金.主要原因在于钛对组织的细化作用,而电解加钛合金的晶粒细小且分布均匀.     

双辊铸轧超高强铝合金有限元数值模拟

采用有限元法对双辊铸轧7075和7050铝合金的工艺过程进行了数值模拟,研究了合金成分和铸轧速度对铸轧熔池内温度场、流场和凝固场的影响规律。结果表明,在同一铸轧速度条件下,随着合金的等效比热增大,合金在铸轧熔池内的温度梯度随之减小,凝固速率减慢;对于同一种合金,随着铸轧速度增加,合金的速度梯度随之增大,熔池内所形成漩涡的位置下降。模拟结果为下一步的铸轧实验提供了理论依据。     

连续铸造稳态温度场非物理边界条件的确定

建立了描述连续铸造过程的温度场模型,用外推法得出凝固金属在结晶器出口侧的非物理边界条件模型,使稳态温度场的计算精确高效.利用该温度场模型及非物理边界条件模型计算了Al-Cu合金在半连续铸造过程中的稳态温度场,并以此确定的介观温度场作为液固相变模拟的条件,用多尺度计算技术模拟了Al-10%Cu合金在不同浇注温度时的凝固组织,得到了晶粒形貌和分布合理的微观组织.对ZL201合金的近液相线铸造组织的模拟结果与实验吻合.研究表明:该温度场模型及非物理边界条件模型适于稳态连续铸造过程的模拟,并可为金属凝固组织的多尺度模拟提供正确的温度场数据.