鋁合金汽車輪圈鑄造問題研究-wenkub
2023-04-10 04:55:32 本頁面
【正文】 e)，V為鑄件的體積，A為鑄件的表面積，指數(shù)n的值通常設(shè)為2，Cm為鑄模系數(shù)(mold constant)，此系數(shù)需經(jīng)由實(shí)際的鑄造過程所推得，它包含了模具材料與鑄造金屬的材料性質(zhì)，以及灌注溫度等參數(shù)的綜合。由灌注溫度冷卻到固態(tài)所需的時(shí)間稱之為凝固時(shí)間(solidification time) 但流動(dòng)性太好的融熔金屬則會(huì)穿透到沙模顆粒間的小空洞，這樣鑄造出來的金屬表面便會(huì)有許多的小顆粒。 其中H為將金屬加熱至灌注溫度時(shí)所需的總熱量，ρ為密度，Cs為金屬固態(tài)時(shí)比熱，Tm為金屬熔點(diǎn)溫度，T0為環(huán)境溫度，Hf為熔解熱，Cl為金屬液態(tài)時(shí)比熱，Tｐ為灌注溫度，V為金屬開始加熱時(shí)的體積。加熱時(shí)所供給的能量需要大于將金屬熔解的能量，這樣融熔的金屬才有時(shí)間能夠充填模穴。 汽車鋁合金輪圈在鑄造冷卻的過程中，會(huì)因?yàn)槿垡旱牧魉?、冷卻等因素控制不良而產(chǎn)生收縮及裂痕等缺陷，影響到輪圈的強(qiáng)度無法通過彎曲測試。鋁合金汽車輪圈鑄造問題研究本文由鑄造的基本程序以及輪圈的鑄造過程了解汽車輪圈鑄造問題產(chǎn)生的原因，評估如何藉由計(jì)算機(jī)輔助分析的方法來幫助解決汽車輪圈鑄造時(shí)所產(chǎn)生的問題。因此加熱金屬所需提供的熱能包含(1)將金屬加熱至熔點(diǎn)溫度時(shí)的熱量、(2)金屬由固態(tài)改變成液態(tài)的熔解熱、以及(3)加熱至灌注溫度時(shí)所需的熱量，可由以下公式表達(dá)： H=ρV（Cs（TmT0） Hf Cl(TpTm)）（1） 式(1)所求出的數(shù)值只是一個(gè)大略的估計(jì)，因?yàn)橛性S多熱量的特性會(huì)隨溫度的改變而改變，而且一般鑄造都是使用合金，所以式(1)只是用來說明鑄造加熱的概念。 將融熔金屬倒入模穴中的速度(pouring rate)也是影響鑄造成品質(zhì)量優(yōu)劣的重要因素。由式(2)我們可以了解在在鑄造凝固的過程中影響冷卻速度兩大因素：模具體積與表面積的比例AV以及模穴散熱的能力Cm，式(2)除了能預(yù)估整體的冷卻時(shí)間，也指出如果我們要針對局部的冷卻速度作調(diào)整，也需由此兩個(gè)方向著手。最后凝固后的金屬將冷卻至一般的室溫會(huì)如(3)所示的固體熱收縮(solid thermal contraction)，以鋁合金來說其收縮的幅度約為5%。因此以吹風(fēng)、噴水霧的方式加速其冷卻的速度，設(shè)置通氣粒讓肋這體積較大的部分冷卻，逃氣溝讓在模穴內(nèi)部的空氣能順溝擠出避免產(chǎn)生氣孔。 在汽車鋁合金輪圈的鑄造所發(fā)生的問題有：(1) 輪圈彎折部位因厚度較大冷卻較慢，冷卻后產(chǎn)生收縮使得輪圈強(qiáng)度變?nèi)鯚o法通過輪圈彎曲測試。3. 鑄造分析軟件評估 鑄造模流分析軟件分析流程 鑄造CAE軟件分析的流程如圖4所示，與一般我們所熟悉的CAE流程大致相同，其中最重要的是熱物性數(shù)據(jù)庫的輸入。 商用鑄造模流分析軟件 目前商用鑄造模流分析的軟件并不多見且價(jià)格昂貴，其名稱、功能與代理商如表1所示。 AFS3D試用評估 AFS3D提供10天試用版軟件可讓使用者先行評估其功能，與一般計(jì)算機(jī)輔助分析軟
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