锆基非晶合金压铸过程数值模拟

发布时间：2023-03-27 00:11

　　锆基非晶合金优异的力学性能、低临界冷却速率等优点使其具备良好的工业应用前景,但由于工业实践中存在锆基非晶合金制备尺寸限制、室温下机加工困难等不足,锆基非晶合金的实际应用难以普及,而压铸成型作为先进铸造工艺有较高的冷却速率、近净成型的优点可较好的解决工业生产中存在的不足。针对锆基非晶合金压铸过程,通过设置铸件布置方式、压铸工艺参数,分析铸件型腔充型、凝固过程的影响规律,并研究复合材料模具对冷却速率的影响,为工业生产中压铸锆基非晶合金的研究提供理论指导和数据支持。首先,根据铸件几何模型设计压铸模浇注系统和总体布局,建立三维流动-凝固传热耦合模型,通过分析不同布置方案在充型过程中熔融金属的流场,提出选择压铸件通孔位置远离内浇口的布置方式可以使充型过程更加稳定,使模具的冲击更小。其次,基于铸件型腔内部放置的特征点,通过分析对比特征点温度变化曲线、冷却速率变化曲线,研究压铸工艺参数对铸件内部凝固过程的影响规律。再次,针对工艺参数优化问题设计正交试验,通过极差分析法对比玻璃转变温度的冷却速率,表明压铸工艺参数的影响程度从大到小分别为压铸模初始温度、浇注温度、高速压射速度,并给出最优压铸工艺参数组合...

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 非晶合金的研究
        1.1.1 非晶合金发展现状
        1.1.2 非晶合金制备技术
    1.2 压铸成型技术研究
        1.2.1 压铸成型技术概述
        1.2.2 压铸成型技术发展现状
        1.2.3 非晶合金压铸成型技术研究现状
    1.3 数值模拟在压铸技术中应用及发展现状
    1.4 课题研究意义与研究内容
        1.4.1 课题研究意义
        1.4.2 课题研究内容
第2章 压铸数值模拟理论基础
    2.1 基本假设
    2.2 充型过程数值模拟理论基础
        2.2.1 SOLA-VOF法
        2.2.2 RNGK-ε紊流模型
    2.3 凝固过程数值模拟理论基础
    2.4 Any Casting软件简介及模拟验证
        2.4.1 Any Casting软件简介
        2.4.2 Any Casting充型过程模拟验证
    2.5 本章小结
第3章 压铸模具设计
    3.1 技术路线
    3.2 压铸件选用及设计
    3.3 浇注系统及总体布局设计
        3.3.1 确定模具分型面
        3.3.2 渣包设计
        3.3.3 浇注系统设计
        3.3.4 总体布局设计
    3.4 压铸机选型
        3.4.1 计算总投影面积
        3.4.2 压铸机初选型
        3.4.3 核算压室充满度
    3.5 本章小结
第4章 压铸过程数值模拟
    4.1 压铸过程参数设定
        4.1.1 材料热物性参数设定
        4.1.2 初始条件与边界条件设定
        4.1.3 压射速度的设定
        4.1.4 网格划分与其他参数设定
    4.2 充型过程分析
    4.3 凝固过程分析
    4.4 本章小结
第5章 压铸工艺参数优化
    5.1 不同工艺参数对压铸过程的影响
        5.1.1 高速压射速度对压铸过程的影响
        5.1.2 浇注温度对压铸过程的影响
        5.1.3 压铸模初始温度对压铸过程的影响
    5.2 压铸工艺参数优化
        5.2.1 正交试验设计
        5.2.2 正交试验结果分析
    5.3 复合材料模具对压铸过程的影响及改进
        5.3.1 不同模具钢厚度对压铸过程的影响
        5.3.2 不同工艺参数对冷却速率的影响
        5.3.3 复合材料模具的压铸工艺参数改进
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢



本文编号：3771976