低压半固态铸造A356铝合金轮毂成形工艺模拟和缺陷分析.pdf

第36卷 第4期 上 海 金 属 Vo1．36，No．4 2014年7月 SHANGHAIMETALS July，2014 47 低压半固态铸造 A356铝合金轮毂成形工艺的模拟与缺陷分析 王 瑞 朱 慧 张恒华 杨弋涛 (上海大学材料科学与工程学院，上海200072) 【摘要】 利用ADSTEFAN2012软件模拟了低压半固态铸造A356铝合金轮毂的充型和凝 固情况，并结合模拟结果成形轮毂。对成形轮毂进行缺陷分析以验证模拟结果，得出合适的低 压半固态铸造铝合金轮毂成形工艺。结果表明：低压半固态铸造A356铝合金轮毂成形的最佳 铝液温度为610℃，模具温度为400℃，有利于保证充型的完整和顺序凝固。 【关键词】 A356铝合金 半固态 低压铸造 轮毂 模拟 SIM ULATIoN AND ANALYSISON THE DEFECTSIN LoW - PRESSURE SEM I．SoLID DIE CASTING oF A356ALUM INUM ALLoY W HEELS W angRui ZhuHui ZhangHenghua YangYitao (SchoolofMaterialsScienceandEngineering，ShanghaiUniversity，Shanghai200072，China) 【Abstract】 ThefillingandsolidificationofA356alloyinlow—pressuresemi—soliddiecasting wheelwas simulated by commercialsoftware ADSTEFAN 2012． The simulating results were certificatedbyanalyzingthedefectsofwheels，andthebestprocessof~rmingwheelswasobtained． Theresultsshowedthattheoptimum temperatureoftheslurrywas610 ．temperatureofmoldwas 400 ℃ toensureacompletemoldfillingandsequentialsolidification． 【Key Words】 A356AluminumAlloy，Semi-Solid，Low-PressureDieCasting，WheelHub， Simulation 铝合金轮毂具有安全、舒适、节能的特点，可 的模拟 J。低压铸造是指借助于压缩空气将金 以有效实现汽车的轻量化 lJ。A356铝合金具有 属液压人铸型并在压力下结晶凝固的一种铸造工 良好的铸造性能和优于钢铁的比强度，其固液相 艺，充 型压力一般不超过 0．95kg／cm (0．95 温度区间较宽，理论液相线温度为615℃，二元共 MPa)。这种工艺特点是铸件在压力下凝 固，组织 晶温度为 577℃，固相线温度为 555c(= 。铝 致密，机械性能好 。 合金轮毂在铸造成形过程中可以通过计算机数值 金属半固态加工技术，就是在金属的凝固过程 模拟技术来预测铝液充型和凝固过程中的卷气、 中，通过剧烈搅拌或凝固过程控制，得到一种液态 缩孔、疏松、气孔 、应力变形和热裂等缺陷，从而设 金属母液中均匀地悬浮着近似球形固相组分的固 计和优化铸造工艺E53。日本株式会社 日立制作所 液混合金属液。半固态金属成形技术具有组织致 开发的铸造过程仿真软件 ADSTEFAN2012是基 密、裹气少、性能优异、且属于近似最终型成形的优 于有限差分法的CAE软件，它利用有限差分技术