鎂基復(fù)合材料流變成型的數(shù)值模擬研究.pdf

1、鎂基復(fù)合材料密度小、比強(qiáng)度和比剛度高，具有良好的尺寸穩(wěn)定性和優(yōu)良的鑄造性能，正成為現(xiàn)代高新技術(shù)領(lǐng)域中最有希望采用的一種復(fù)合材料。此外，這種材料還具有優(yōu)良的阻尼減震、電磁屏蔽等性能，在汽車(chē)制造工業(yè)中用作方向盤(pán)減震軸、活塞環(huán)、支架、變速箱外殼材料等。同時(shí)，也能作為通訊電子產(chǎn)品中的手機(jī)、便攜電腦等外殼材料。 壓鑄是鎂合金成型的主要工藝，但利用傳統(tǒng)的壓鑄技術(shù)壓鑄鎂合金，與壓鑄其他合金一樣，由于其具有高速、高壓及充填時(shí)間短的特點(diǎn)，造成壓鑄

2、件易發(fā)生填充不良、氣孔、渦流、凹陷、熱裂及模具壽命低等缺陷。鎂合金半固態(tài)流變或觸變壓鑄工藝有利于消除這些缺陷，提高壓鑄件的內(nèi)在質(zhì)量。 目前對(duì)鎂基復(fù)合材料半固態(tài)壓鑄時(shí)的充型規(guī)律、充型性能等了解甚少，因此，亟需進(jìn)行這方面的研究。傳統(tǒng)的壓鑄品質(zhì)改善方法主要通過(guò)經(jīng)驗(yàn)法和試誤法來(lái)求得較適當(dāng)?shù)纳a(chǎn)工藝參數(shù)，但是，這些方法需要反復(fù)的試驗(yàn)，既費(fèi)時(shí)又難以保證獲得最佳的生產(chǎn)工藝參數(shù)。借助于國(guó)際公認(rèn)的數(shù)值模擬技術(shù)，不僅能較準(zhǔn)確的描述鑄液的充型過(guò)程，而

3、且能預(yù)測(cè)鑄件內(nèi)部的成型缺陷等。 本文使用機(jī)械攪拌法制備了Mg2Si/ AM60復(fù)合材料的半固態(tài)金屬漿料，并在此研究基礎(chǔ)上建立了表觀粘度流變模型，然后以VS2005軟件為平臺(tái)進(jìn)行了Flow-3D的二次開(kāi)發(fā)，重新編譯運(yùn)行程序并得到了新模型下半固態(tài)壓鑄優(yōu)于普通壓鑄的結(jié)論。再使用Flow-3D通過(guò)工藝參數(shù)的三因素(壓射速度、澆注溫度、模具溫度)三水平L9(33)多組正交實(shí)驗(yàn)，以圓盤(pán)件為例進(jìn)行新模型下半固態(tài)工藝模擬和分析，進(jìn)而可從多組試驗(yàn)