壓鑄是 先進的金屬成型方法之一，應用廣,，發(fā)展快,。高壓和高速充填是 壓鑄的兩大特點。由于壓鑄被廣泛應用于生產(chǎn)復雜精密鑄件,，壓鑄模具有結(jié)構(gòu)復雜,、設計及制造工作量大、準備周期長的特點,。而縮孔縮松及氣孔是 壓鑄件最為常見的缺陷,，也是 導致壓鑄鋁件報廢的主要因素。因此,，需要研究壓鑄件,，特別是 復雜、薄壁壓鑄件的鑄造缺陷形成機理,，預測其縮孔縮松以及氣孔的形成,，以便通過改進壓鑄件和壓鑄模的設計，優(yōu)化壓鑄工藝來避免缺陷的產(chǎn)生,。在試制鋁合金壓鑄汽車零件過程中,，引入計算機模擬技術(shù)用于充型過程的預測與缺陷的預防，可實現(xiàn)壓鑄工藝系統(tǒng)的優(yōu)化設計,。
支架壓鑄件凝固過程的溫度場分布,。由于壓鑄充填型腔的整個過程時間極短，到0.5s時鑄件已經(jīng)開始凝固,，進入固液共存的溫度區(qū)間,。當冷卻到25s時，鑄件整體溫度降至固相線溫度以下,，說明鑄件已經(jīng)凝固成形,。然而從鑄件的凝固狀態(tài)中可看出，鑄件中厚大部位交其薄壁區(qū)域溫度要高,，這些區(qū)域在凝固過程中散熱緩慢,，通常為然后凝固的地方，也是 最易出現(xiàn)鑄造缺陷的區(qū)域,。由于鑄件在凝固過程中溫度分布是 一個動態(tài)的非 均勻分布,，并且對微觀組織、宏觀偏析,、縮孔縮松具有很重要的影響,。從支架壓鑄件鑄造缺陷預測結(jié)果中可以看出,，在鑄件的溢流槽部位存在著不同程度的縮孔縮松，說明溢流槽的位置設計較為合理,，但與此同時,，鑄件中厚大部位縮孔縮松依然十分明顯。通常將鑄件中縮孔縮松降低到較低程度的方法有兩種：一是 修改鋁鑄件澆注系統(tǒng)及其模具結(jié)構(gòu),，但費時且消耗大量財力,、人力；二是 改變鑄件的成形工藝,，本文對支架壓鑄件澆注速度和澆注溫度進行模擬分析,，研究成形工藝對該鑄件鑄造缺陷的影響。
在充型過程中,，對于速度的控制是 十分嚴格的：速度過大,，鑄件型腔內(nèi)的氣體來不及排出,，容易出現(xiàn)氣孔等缺陷,；速度太小，將導致鑄件輪廓不清晰,，甚至使得澆注液在充型過程中降溫比較明顯而開始凝固,，導致不能成形。當液態(tài)金屬澆注溫度為670℃時,，隨著充型速度的增加,，鑄件中氣體含量和大小都發(fā)生了顯著改變。當充型速度達到2m/s時,，鑄件薄壁區(qū)域開始出現(xiàn)部分氣孔,，但其厚大部位氣孔相對于更高的充型速度下的厚大部位的氣孔要小。由此說明,，本鑄件隨著充型速度的增加,，其鑄件內(nèi)部縮孔縮松的含量顯著增加。
澆注溫度與鑄件質(zhì)量有著緊密的聯(lián)系,，澆注溫度高,，合金的流動性能好，鑄件的表面質(zhì)量好,。鑄件在1m/s的充型速度下,，700℃進行澆注的壓鑄件溢流槽部位雖然起到了一定的排氣功能，但鑄件內(nèi)部還是 存在大量的縮孔縮松,，其縮孔縮松的含量要高于其它溫度澆注條件下鑄件縮孔縮松的含量,。其主要原因可能是 鑄件溫度較高，合金的流動性能好,，充型速度快,，型腔中的氣體無法及時排除,，因此充型過程中容易產(chǎn)生卷氣，凝固后以縮孔縮松的形式存在于鑄件內(nèi)部,。另外,，液態(tài)金屬溫度高增加了吸收氣體的能力，在充填過程中壓鑄模具越容易產(chǎn)生氣孔和縮孔,。當澆注溫度降低到670℃時,，鑄件內(nèi)部的縮孔含量明顯下降。繼續(xù)降低澆注溫度(640℃),，鑄件內(nèi)的氣體含量顯著減少,，但鑄件中厚大區(qū)域A和B處依然存在少量的縮孔缺陷。主要是 因為鋁合金的熱脹冷縮所引起,，液態(tài)金屬冷卻時產(chǎn)生體積收縮,，厚大部位收縮程度更加明顯，因此需要在此處設置型芯或冷卻裝置,，以改變其凝固順序,。
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