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一種鋁合金壓鑄合金鑄態缺陷的研究與對策

2020-09-27

鋁合金壓鑄廠家關於壓鑄AlSi10MnMg合金鑄態缺陷分析

文摘:根據FLOW-3D數值模擬結果,對AlSi10MnMg合金薄壁支承梁進行了實際生產,對模擬結果中5個典型缺陷部位的顯微組織進行了觀察和分析,發現了偏析、夾雜、夾雜等缺陷,發現縮孔和氧化物夾雜。根據零件的實際生產情況和缺陷分布,提出了消除缺陷的方案。結果表明:通過攪拌熔體,鋁合金壓鑄合金成分均勻;采用致密過濾網減少氧化物夾雜;增加保溫時間以減少縮孔;優化澆注係統或采用真空壓鑄係統來減少零件的夾氣。

薄壁鋁合金壓鑄件以其重量輕、力學性能好等優點,在汽車車身結構件中得到了廣泛的應用。鋁合金壓鑄高壓鑄造作為一種快速近淨成形工藝,特別適合於此類結構件的成形。然而,薄壁鋁合金壓鑄件的生產工藝容易產生缺陷,力學性能不穩定,給鋁合金壓鑄結構件的應用帶來了挑戰。

基於FLOW-3D數值模擬結果,研究了AlSi10MnMg壓鑄鋁合金鑄件的鑄態組織,分析了幾種典型鑄造缺陷產生的原因,並給出了解決方法,為AlSi10MnMg壓鑄鋁合金的金相組織演變過程提供了參考鋁合金壓鑄件在熱處理的後期,同時也可作為參考,為工業化生產10mnmmg薄壁壓鑄鋁合金結構提供技術參考。

1數值模擬和樣品製備

壓鑄鋁合金承重梁采用AlSi10MnMg合金,成分見表1。模具材料為H13模具鋼。澆注係統采用梳狀設計,邊緣壁厚6mm,主體壁厚3mm,加強筋高度2mm,外形尺寸250mm×80mm×6mm。

利用FLOW-3D軟件對零件的充型過程進行了模擬。填充過程的步長為0.008s,網格總數為16945929。表2顯示了數值模擬的初始條件。圖2為FLOW-3D數值模擬的充型過程,可以看出,充型後下部含氣量良好,中部上部存在夾氣現象,這是由於澆注係統設計不合理造成的,會導致一部分氣體無法排出模具及時型腔,形成鑄造缺陷。根據充型過程數值模擬結果中夾氣程度的不同,對零件進行了測試和生產.

      威海鋁合金壓鑄為了避免壓鑄過程中出現大量的氣孔、縮孔和縮孔缺陷,有必要對鋁合金壓鑄過程中由於超高壓注射而產生的引氣進行控製。因此,鋁合金壓鑄廠家在條件允許的情況下,應采用降低鑄件含氣量的工藝,合理設計澆注係統和澆注溫度梯度,可以減少鑄件單位體積內的氣孔,增加鑄件的有效載荷麵積,減少鑄件縮孔的發生,從而使產品的力學性能更加穩定。在10mg的真空鑄造工藝範圍內,應盡量采用較高的真空鑄造工藝。同時,鋁合金壓鑄應根據不同部位設計不同的澆注係統和澆注溫度,減少縮孔和縮鬆,使鋁合金壓鑄鑄件的力學性能更加穩定,產品質量更好。

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