半固態(tài)壓鑄具有成形溫度低、模具壽命長、鑄件凝固收縮小、性能優(yōu)良等特點。然而，由于半固態(tài)流變壓鑄工藝設(shè)計中的問題，產(chǎn)品容易產(chǎn)生卷氣和縮孔、縮松缺陷。采用鑄造模擬軟件對A356鋁合金壓塊半固態(tài)壓鑄充型和凝固過程進(jìn)行了數(shù)值模擬，分析了充型過程的流場和速度場，設(shè)計了3組半固態(tài)壓鑄工藝參數(shù)，并通過試驗確定了壓塊半固態(tài)壓鑄的最佳工藝參數(shù)，生產(chǎn)出合格的壓塊鑄件。
圖文結(jié)果
壓塊是一個結(jié)構(gòu)相對簡單，壁厚不均勻的零件，壓塊三維圖見圖1。零件為曲面對稱結(jié)構(gòu)；側(cè)面有一個直徑為9mm的盲孔，須采用側(cè)抽芯來成形;兩側(cè)壁與曲壁連接處，壁厚相差較大，容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，冷卻過程中易產(chǎn)生縮孔、縮松和熱裂等缺陷。在設(shè)計內(nèi)澆口截面積時要比液態(tài)壓鑄的截面積大，其厚度一般為壓鑄件壁厚的50%左右。壓塊壓鑄件在設(shè)計時采用側(cè)澆口。根據(jù)計算得出內(nèi)澆口橫截面積大小為52.5m㎡，厚度為1.5mm，寬度是鑄件邊長的0.7倍，為35mm。
根據(jù)壓塊壓鑄件的結(jié)構(gòu)及模擬分析結(jié)果，設(shè)計出壓塊壓鑄件的半固態(tài)壓鑄模具，見圖8。半固態(tài)壓鑄模具在結(jié)構(gòu)上與一般的壓鑄模具相同，在生產(chǎn)前要對模具充分預(yù)熱，由于半固態(tài)的溫度較低，凝固時間短，因此模具在預(yù)熱時要比液態(tài)壓鑄高，一般在280~300℃，需在動、定模套板上設(shè)計加熱元件和測溫孔，安裝熱電偶測溫，以便控制模具溫度，同時要求模具各個部位溫度均勻穩(wěn)定。
1.動模座板 2.墊塊 3.推板 4、20、23.推桿 5.限位釘6.推桿固定板 7、11、16.螺釘 8.推板導(dǎo)柱 9.推板導(dǎo)套 10、18.銷釘 12.支撐板 13.動模鑲塊 14.動模套板 15.定模套板 17.定模座板 19.復(fù)位桿 21、22.型芯 24.定模鑲塊 25.澆口套 26.動模澆口鑲塊 27.定模澆口鑲塊 28.定模導(dǎo)套 29.定模導(dǎo)柱 30.加熱系統(tǒng)
（1）根據(jù)壓塊鑄件結(jié)構(gòu),設(shè)計了壓塊半固態(tài)壓鑄的澆注系統(tǒng)，通過數(shù)值模擬，澆注系統(tǒng)充型平穩(wěn)，缺陷減少。
（2）半固態(tài)壓鑄模內(nèi)澆口截面積比液態(tài)壓鑄金屬內(nèi)澆口截面積大，壓塊內(nèi)澆口厚度為鑄件壁厚的50%。
（3）半固態(tài)漿料制備工藝參數(shù)：攪拌溫度為580℃、攪拌電流為450A、攪拌頻率為6Hz、攪拌時間為25min時，壓鑄出的壓塊質(zhì)量較好。
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本文作者：
肖世龍
沈陽理工大學(xué)藝術(shù)設(shè)計學(xué)院
黃勇 安振須 陳振 杜曉明 孟昭昕
沈陽理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院
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本文來自：《特種鑄造及有色合金》雜志，
《壓鑄周刊》戰(zhàn)略合作伙伴
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