压铸

薄壁铝合金压铸充型过程中的流动特征及其凝

发布时间:2022/7/25 15:07:35   
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  薄壁铝合金铸件具备密度小、力学功用崇高等特性,比年来普遍运用于汽车车身与底盘等组织件,这类零件尺寸大且精度请求高、壁厚小且组织繁杂,其充型题目成为此类零件成形的关键题目。压铸做为一种倏地的近净成型工艺,具备临盆效率高、尺寸精度高和力学功用崇高等特性,稀奇适当于此类零件的临盆。薄壁铝合金铸件在压铸充型滚动进程中,铝合金熔体以很快的速率压入型腔,尔后在压力下充型凝集,其机关会经验一系列改变,这类改变反过来又会影响充型滚动进程。暂时,干系探索重要纠合在各成分对铝合金熔体滚动充型才力的影响、成形工艺参数对成形后零件机关力学功用的影响。谭建波等[8]探索了不同成形工艺参数下半固态合金熔体充型沿程滚动进程中的机关蜕变。本探索前期议论了不同压铸工艺前提下薄壁铝合金充型沿程滚动进程中的机关和力学功用规律。不过,这些探索都只是是基于试验效果的定性剖析,摆脱了压铸进程中铝合金熔体充型滚动自身的滚动性格。是以,探索薄壁铝合金在压铸进程中的充型滚动特性、凝集进程对终究机关的影响很有需要。

  为了探索薄壁铝合金压铸进程中充型滚动动做以及凝集进程对机关的影响,本文做家测定铝合金熔体的黏度,压铸制备薄壁AlSi10MnMg铝合金试样并纪录剖析了铝合金熔体的充型滚动速率,颠末计划流膂力学参数Re数和We数来表征薄壁铝合金压铸充型进程中的滚动特性,尔后从铝合金熔体自身的滚动特性登程剖析了其凝集进程以及终究的气孔样式和机关。这对优化此类大型繁杂薄壁件压铸工艺参数、改良压铸件机关力学功用均有踊跃意义。

1试验

1.1合金打算

  试验采用克己AlSi10MnMg铝合金,其原料配比为10%Si、0.6%Mn、0.4%Mg、0.2%Ti、0.02%Sr,别的为Al,其液、固相线温度离别为和K。熔炼采取井式电阻石墨坩埚炉,C2Cl6简练除气,Al5TiB细化,Al10%Sr蜕变,尔后将合金熔体静置,打算试验。

1.2黏度测试

  采取ZCN型高温转动黏度计举办铝合金的黏度测试,测试仪采取上转法,转子和坩埚由刚玉陶瓷制得,铝合金熔体以10K/min降温,每降10K测一次黏度值,直到铝合金熔体黏渡过大无奈继承衡量为止,一切黏度测试进程在氩气掩护下举办。

1.3压铸试验

  试验所用设施为JG型睡房冷室压铸机,采取二级压射速率,调理设定慢压射速率为mm/s,快压射速率为mm/s,由慢转快时光为0.60s,压射冲头直径60mm,压射比压20MPa,无配置增压,模具材料H13钢,模具试制5~6模预热至~K,涂料为压铸用脱模剂,浇注温度离别为、、和K。

  压铸试样尺寸如图1所示,图2所示为试样什物图。其滚动试样(Fluidityspecimen)截面尺寸为10mm×1.5mm,总长度为mm,衡量纪录滚动充型长度(Lf)。

图1压铸滚动试样尺寸示企图Fig.1Schematicdiagramofascastingfluidityspecimen(Unit:mm)图2压铸滚动试样什物相片Fig.2Photoofascastingfluidityspecimen

1.4冲头疏通轨迹纪录

  图3所示为在压射冲头活塞上装配一疏通参照物。此参照物与压射冲头长期维持相对停止,参照物疏通轨迹由REDLAKEHGLE型高清摄像机纪录,纪录频次为1kHz。颠末摄像图象帧数描点得出压射冲头位移—时光弧线,颠末对位移—时光弧线求导得出压射冲头速率—时光弧线。

图3冲头疏通参照示企图Fig.3Referenceobjectofmotionforplunger

1.5金相试验

  金相机关采取Axiovert40MAT型金相显微镜视察,金相相片处置采取MicroimageAnalysisProcess金相图象剖析系统,取样地位间隔压铸滚动试样进口处间隔离别为45、、、、、、、、和mm。

2试验效果

2.1黏度效果

  图4所示为通太高温黏度计测定得到的AlSi10MnMg铝合金熔体黏度的弧线。由图可知,其黏度弧线拟合方程:有相像Arrhenius方程的气象,黏度随温度的抬高而减小,黏度值在3.8~17.8Pa?s。

2.2充型滚动长度效果

  图5所示为压铸薄壁铝合金滚动试样在不同浇注温度下的充型滚动长度。由图5可知,充型滚动长度随浇注温度的抬高逐步增大,其拟合弧线好像餍足线性方程:Lf=4.4T?,温度每增长1K,其充型滚动长度增长约为4.4mm,充型滚动长度值为~mm。

图4AlSi10MnMg合金黏度随温度改变的弧线Fig.4ChangecurvesofviscosityofAlSi10MnMgalloywithtemperature

图5压铸滚动试样充型长度随浇注温度的改变Fig.5Changeoffillinglengthofascastingfluidityspecimenatdifferentpouringtemperatures

2.3充型滚动速率效果

  图6所示为浇注温度K时压射冲头疏通位移—时光、速率—时光弧线,对图6(a)弧线末尾个别夸大便可得到滚动形状充型阶段的压射冲头位移—时光、速率—时光弧线图6(b)。由图6可知,由快转慢时日约为0.s,在颠末约0.s后,到达其峰值约mm/s,尔后颠末约0.s速率降为0,速率参数根本到达压铸机配置值,充型滚动速率延缓进程快于增速进程。

  在图6(b)弧线中肯定试验数据点A(τ′,L0)铝合金熔体充型至滚动试样型腔进口处时日对应的压射冲头疏通的(时光τ,位移L)和B(τ′,v0)此时日压射冲头疏通的(时光τ,速率v)。遵循压射冲头疏通规律有:

  Δτ=τs?τ′(1)式中:τs为压射冲头中止疏通的时日,Δτ为滚动试样



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