金属粉末注射成形过程的计算机模拟理论与应用进展
发布时间：2022-02-14 12:00
金属粉末注射成形技术是一种新的材料成形技术,综述了金属粉末注射成形的优缺点以及成形工艺过程。计算机辅助模拟最佳加工艺参数在金属粉末注射成形中也得到了应用,分析了计算机模拟的理论基础、发展与现状,提出了我国发展金属粉末注射成形过程计算机模拟技术的必要性和迫切性。
【文章来源】：铸造技术. 2020,41(10)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
粉末注射成形工艺流程图
在我国对MIM计算机模拟方面的研究尚处于起步阶段。从1995年开始，曲选辉课题组一直致力于这方面的研究，编制了二维充模流动模拟软件，同时还开发研究了MIM模架及标准件参数化设计软件。他们还利用有限元模拟对MIM喂料熔体在三维模腔中速度场的分布状态进行了分析研究，该有限元模拟满足B-B条件，使模拟更具理论性。曲选辉等人提出了混沌理论[23]，根据这一理论研究了MIM过程产生不确定性和其他特性的原因，研究在产品加工中缺陷形成的混沌现象和规律，这对建立MIM计算机模拟和缺陷预测有十分显著的作用。毛金英[24]编制出了较为完整的二维矩形充模流动模拟软件，采用有限元/有限差分混合法进行模拟分析，可以十分便捷快速的获得网格信息、模腔中的速度场、压力场以及温度场的分布情况。总体而言，对金属粉末计算机模拟方面的研究，基础理论知识相对空缺，国内外的发展都不尽理想，因此对MIM基础理论的研究和软件的开发极其重要。
其中，T、cp表示温度和比热容，ST表示热源，包含单位体积内热源或由于辐射或其他物理或化学原因的热量贡献和耗散函数。熔体流动仅靠上述三个守恒方程，加上初始和边界条件仍得不到确定解，还必需考虑应力张量和变形速度张量之间的关系，找出本构方程，用于补足所需方程。MIM喂料充模的关键是粘性流动，故其具有特定的流变性能。MIM喂料在常温状态下是呈粘弹性的，但在高温状态下则表现为粘性。与纯粘结剂相比，MIM喂料的流变行为因为粉末的影响而复杂的多，要充分考虑粉末体积百分比、粉末特性以及温度、压力、剪切速率的影响。German综合考虑了上述影响因素，给出了黏度模型：
【参考文献】：
期刊论文
[1]金属粉末注射成形充模流动过程模拟的数学模型探讨[J]. 蒋忠兵,李笃信,李昆. 硬质合金. 2009(01)
[2]金属粉末注射成形充模过程数学模型研究[J]. 卓海宇,高建祥,曲选辉. 新技术新工艺. 2007(06)
[3]粉末注射成型充填过程数值模拟[J]. 李茂,周孑民,梁叔全. 矿冶工程. 2006(06)
[4]粉末注射成形计算机模拟技术及其应用[J]. 代兵,胡红军,张驰,曾英. 材料导报. 2006(09)
[5]金属粉末注射成形过程计算机模拟技术的现状及发展[J]. 高建祥,卓海宇,高泽平,刘友良. 硬质合金. 2006(01)
[6]金属粉末注射成型工艺[J]. 黄诗君,张宏超,章争荣,肖小亭,陈绮丽. 现代塑料加工应用. 2005(06)
[7]箱形件金属粉末注射成形技术（MIM）研究与应用[J]. 张驰,胡建军,程大堂. 现代制造工程. 2004(01)
[8]金属(陶瓷)粉末注射成形技术及应用[J]. 张驰,杨长辉,陈元芳. 现代制造工程. 2003(10)
[9]YG8硬质合金的粉末注射成形技术[J]. 祝宝军,曲选辉,陶颖,肖平安,秦明礼. 粉末冶金材料科学与工程. 2002(03)
[10]粉末注射成形过程计算机模拟研究[J]. 曲选辉,温宏宇,郑州顺,敖晖. 材料工程. 2001(06)
硕士论文
[1]金属粉末注射成形过程的计算机模拟与工艺参数优化[D]. 杨秀芝.武汉理工大学 2004
[2]金属粉末注射成形充模流动计算机模拟[D]. 敖晖.中南大学 2002
本文编号：3624511
【文章来源】：铸造技术. 2020,41(10)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
粉末注射成形工艺流程图
在我国对MIM计算机模拟方面的研究尚处于起步阶段。从1995年开始，曲选辉课题组一直致力于这方面的研究，编制了二维充模流动模拟软件，同时还开发研究了MIM模架及标准件参数化设计软件。他们还利用有限元模拟对MIM喂料熔体在三维模腔中速度场的分布状态进行了分析研究，该有限元模拟满足B-B条件，使模拟更具理论性。曲选辉等人提出了混沌理论[23]，根据这一理论研究了MIM过程产生不确定性和其他特性的原因，研究在产品加工中缺陷形成的混沌现象和规律，这对建立MIM计算机模拟和缺陷预测有十分显著的作用。毛金英[24]编制出了较为完整的二维矩形充模流动模拟软件，采用有限元/有限差分混合法进行模拟分析，可以十分便捷快速的获得网格信息、模腔中的速度场、压力场以及温度场的分布情况。总体而言，对金属粉末计算机模拟方面的研究，基础理论知识相对空缺，国内外的发展都不尽理想，因此对MIM基础理论的研究和软件的开发极其重要。
其中，T、cp表示温度和比热容，ST表示热源，包含单位体积内热源或由于辐射或其他物理或化学原因的热量贡献和耗散函数。熔体流动仅靠上述三个守恒方程，加上初始和边界条件仍得不到确定解，还必需考虑应力张量和变形速度张量之间的关系，找出本构方程，用于补足所需方程。MIM喂料充模的关键是粘性流动，故其具有特定的流变性能。MIM喂料在常温状态下是呈粘弹性的，但在高温状态下则表现为粘性。与纯粘结剂相比，MIM喂料的流变行为因为粉末的影响而复杂的多，要充分考虑粉末体积百分比、粉末特性以及温度、压力、剪切速率的影响。German综合考虑了上述影响因素，给出了黏度模型：
【参考文献】：
期刊论文
[1]金属粉末注射成形充模流动过程模拟的数学模型探讨[J]. 蒋忠兵,李笃信,李昆. 硬质合金. 2009(01)
[2]金属粉末注射成形充模过程数学模型研究[J]. 卓海宇,高建祥,曲选辉. 新技术新工艺. 2007(06)
[3]粉末注射成型充填过程数值模拟[J]. 李茂,周孑民,梁叔全. 矿冶工程. 2006(06)
[4]粉末注射成形计算机模拟技术及其应用[J]. 代兵,胡红军,张驰,曾英. 材料导报. 2006(09)
[5]金属粉末注射成形过程计算机模拟技术的现状及发展[J]. 高建祥,卓海宇,高泽平,刘友良. 硬质合金. 2006(01)
[6]金属粉末注射成型工艺[J]. 黄诗君,张宏超,章争荣,肖小亭,陈绮丽. 现代塑料加工应用. 2005(06)
[7]箱形件金属粉末注射成形技术（MIM）研究与应用[J]. 张驰,胡建军,程大堂. 现代制造工程. 2004(01)
[8]金属(陶瓷)粉末注射成形技术及应用[J]. 张驰,杨长辉,陈元芳. 现代制造工程. 2003(10)
[9]YG8硬质合金的粉末注射成形技术[J]. 祝宝军,曲选辉,陶颖,肖平安,秦明礼. 粉末冶金材料科学与工程. 2002(03)
[10]粉末注射成形过程计算机模拟研究[J]. 曲选辉,温宏宇,郑州顺,敖晖. 材料工程. 2001(06)
硕士论文
[1]金属粉末注射成形过程的计算机模拟与工艺参数优化[D]. 杨秀芝.武汉理工大学 2004
[2]金属粉末注射成形充模流动计算机模拟[D]. 敖晖.中南大学 2002
本文编号：3624511
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