铝合金压铸件缺陷分析及成型工艺优化

　　【摘要】：压力铸造是一种先进的少、无切削的特种铸造方法。由于压铸件具有尺寸精度高、机械性能好、生产效率高等优点因此在汽车、摩托车、內燃机、电子、仪表及航天等领域具有广泛的应用前景。压力铸造时，由于液态金属是在高温、高压下，以极快的速度从压室中流入铸型型腔内的，金属液在流动过程中很容易卷入气体而造成铸件的气孔缺陷，影响铸件的质量。本文以华润电机有限公司生产的ZL108铝合金燃油泵泵盖铸件为例，就如何减少铸件中的气孔缺陷问题展开了基础理论、数值模拟和试验应用三方面的研究，主要工作和结论如下;详细地阐述了气孔缺陷形成的机理，针对燃油泵泵盖中的气孔缺陷及其分布问题做了具体的分析，得出浇注时金属液的含气量、活塞在压室中的充型状态和金属液的充型速度是影响气孔缺陷的主要因素的结论，为接下来的浇注、充型系统的数值模拟提供了理论依据。在数值模拟研究方面，首先对活塞的压射过程进行模拟，针对不同的压室尺寸以及金属液在压室内的充满度的不同，通过模拟冲头在压室内的运动状态来优化冲头的压射速度，使金属液在进入型腔之前，压室内的气体尽量被排出，以减少压铸时的卷气情况，得到了在二维状态下压室內金属的卷气情况与沖头速度之间的关系，即当慢压射速度为1.75m/s，增压时间为0.01s，二级压射的速度为3m/s，压室内金属液的充满度为0.25～0.75时不仅可有效避免金属液在压室中的卷气，同时压室内的气体也会被完全排出。接着模拟了金属液在模具型腔的充填过程;运用Pro/E软件对泵盖进行三维铝压铸浇口有气孔原因实体造型，然后把图形导入软件I-deas中进行网格化处理，并将网格化后的模型输入到ProCAST软件中进行了关于压铸工艺参数的多组正交试验的流场，温度场的偶合模拟，进而从多组试验参数中找出最优的压铸工艺参数。通过分析模拟结果表明;最佳工艺参数为浇注温度700℃、冲头压射速度3m/s、模具温度210℃。并选用以上正交试验的工艺参数，对泵盖进行实际压铸生产。实际压铸表明，压铸件气孔少、尺寸精确，满足铸件使用要求。