鋁合金液態(tài)模鍛數(shù)值模擬及缺陷預(yù)測.pdf

1、液態(tài)模鍛是一種介于鑄造和鍛造之間的成形工藝，因而兼有鑄造和鍛造的優(yōu)點。金屬液在壓力下凝固，因而可獲得晶粒細小、組織致密、具有很低的縮松傾向的制件，且尺寸精確，綜合機械性能良好。液態(tài)模鍛工藝涉及冶金、流體流動、熱傳導(dǎo)、塑性變形等一系列復(fù)雜過程，因而正確合理的確定液態(tài)模鍛工藝，是獲得優(yōu)質(zhì)液態(tài)模鍛件的前提條件。隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)值模擬技術(shù)在優(yōu)化工藝設(shè)計，縮短產(chǎn)品試制周期，降低生產(chǎn)成本，控制質(zhì)量性能等中得到了廣泛的應(yīng)用。所以對液態(tài)模鍛

2、成形過程進行數(shù)值模擬具有重要意義。
　　本文選用2A50鋁合金制造的坦克負重輪為研究對象，使用Pro-CAST模擬仿真軟件對該制件的液態(tài)模鍛成形過程的溫度場和應(yīng)力進行了數(shù)值模擬，對制件進行了縮松、微裂紋等缺陷預(yù)測。預(yù)測結(jié)果顯示：制件的總體凝固趨勢是由上而下，由表及里，最后凝固區(qū)域為制件拐角及底部中心處；制件凝固以后階段的應(yīng)力分布規(guī)律為，制件表面受壓應(yīng)力，拐角及底部中心區(qū)域由于凝固收縮受到先凝固部分的阻礙而受拉應(yīng)力；制件最后凝固的拐

3、角處產(chǎn)生了縮松及微裂紋，且拐角處最后所受拉應(yīng)力對微裂紋的產(chǎn)生貢獻巨大。
　　對制件在拐角處出現(xiàn)縮松及微裂紋等缺陷，本文進行了模擬方案改進和實驗驗證，由單向加壓改為雙重加壓，旨在提高制件拐角處的壓力，起到保壓補縮的作用，并最終消除制件拐角處的縮松及微裂紋。結(jié)果顯示，雙重加壓完全消除了單向加壓時所產(chǎn)生的縮松缺陷，且實驗結(jié)果與模擬結(jié)果一致。據(jù)此，在雙重加壓基礎(chǔ)之上，做了不同工藝條件下液態(tài)模鍛成形的數(shù)值模擬，獲得了本次液態(tài)模鍛的最佳工藝參