鎂基復合材料流變成型的數(shù)值模擬研究.pdf

1、鎂基復合材料密度小、比強度和比剛度高，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)代高新技術領域中最有希望采用的一種復合材料。此外，這種材料還具有優(yōu)良的阻尼減震、電磁屏蔽等性能，在汽車制造工業(yè)中用作方向盤減震軸、活塞環(huán)、支架、變速箱外殼材料等。同時，也能作為通訊電子產(chǎn)品中的手機、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、高壓及充填時間短的特點，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，提高壓鑄件的內在質量。 目前對鎂基復合材料半固態(tài)壓鑄時的充型規(guī)律、充型性能等了解甚少，因此，亟需進行這方面的研究。傳統(tǒng)的壓鑄品質改善方法主要通過經(jīng)驗法和試誤法來求得較適當?shù)纳a(chǎn)工藝參數(shù)，但是，這些方法需要反復的試驗，既費時又難以保證獲得最佳的生產(chǎn)工藝參數(shù)。借助于國際公認的數(shù)值模擬技術，不僅能較準確的描述鑄液的充型過程，而

3、且能預測鑄件內部的成型缺陷等。 本文使用機械攪拌法制備了Mg2Si/ AM60復合材料的半固態(tài)金屬漿料，并在此研究基礎上建立了表觀粘度流變模型，然后以VS2005軟件為平臺進行了Flow-3D的二次開發(fā)，重新編譯運行程序并得到了新模型下半固態(tài)壓鑄優(yōu)于普通壓鑄的結論。再使用Flow-3D通過工藝參數(shù)的三因素(壓射速度、澆注溫度、模具溫度)三水平L9(33)多組正交實驗，以圓盤件為例進行新模型下半固態(tài)工藝模擬和分析，進而可從多組試驗