鋁合金鑄造
關注創建者：倪現朋 創建時間：2016-12-31
鋁合金鑄造的視頻教程
鎢合金破片/小球侵徹鋁合金靶板試驗對標模型
鎢合金破片/小球（直徑為8mm）侵徹鋁合金靶板（厚度為10mm）試驗對標模型。 對標指標：彈道極限速度。 試驗結果：466m/s，仿真結果：475m/s，誤差1.93%。 課程包含對標K文件。
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鋁合金板狀試樣單向拉伸模擬
本視頻主要介紹通過采用Johnson-Cook本構模型對鋁合金材料進行板狀樣拉伸模擬，以及一些基本的后處理操作。仿真結果與實驗結果匹配良好。希望供大家參考。
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ABAQUS-鋁合金鎖扣過程模擬
本案例基于ABAQUS/Standard模擬了常見的一種鋁合金鎖扣過程模擬，拉銷施加剛體約束，鎖扣和拉銷都是圓柱表面，涉及的接觸為線接觸，容易產生收斂問題。案例中進行了網格細化，及利于收斂的設置，輸出鎖扣應力和變形云圖，拉銷推入過程的所需力的曲線。
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鋁合金鑄造的實例教程
1月鑄造鋁合金企業開工率環比降21.64%
近期，一項針對國內44家鑄造鋁合金企業開工率的調研顯示，受到春節以及元旦假期因素影響，2012年1月鑄造鋁合金企業
開工率為47.30%，較去年12月份下降21.64%，同比下降更大，達38.61%。
2012年春節假期較早，鑄造鋁合金企業員工在1月初就陸續返鄉，導致部分企業人員不足，產能利用率明顯降低，提前停產
放假的鑄造鋁合金企業增多。而1月份下游壓鑄企業普遍也提前放假，一些汽車零部件企業紛紛在去年年底就完成節前備貨，采
購量較少，這也導致鑄造鋁合金企業訂單不足，一些企業1月份生產僅僅是為節后做產品庫存。
據了解，另有一些鑄造鋁合金企業在年底積壓了較大產品庫存，出于換現目的，這些企業紛紛降低產量，以消化庫存為主
，這也是1月份鑄造鋁合金企業開工率降低的原因之一。
綜上所述，1月份我國鑄造鋁合金企業開工率大幅降低主要還是假期停產因素，考慮到2月份部分企業出現招工難，并且下
游壓鑄企業訂單恢復較為緩慢，預計2月份鑄造鋁合金企業開工率回升幅度有限，整體開工率在六成左右。（環球壓鑄網）
展開 鑄造鋁合金由于密度小、鑄造流動性好、可塑性強等優點廣泛應用于汽車、航空航天和機械制造等重要領域。工業生產中，通常會在鑄造鋁合金中添加堿土金屬Sr來細化合金微觀組織以改善合金綜合力學性能。然而，采用傳統的“試錯法”難以實現高效的Sr改性鑄造鋁合金的成分設計。因此，如何對合金進行前期設計，預測合金微觀結構和性能，以高效開發具有優異性能的鑄造鋁合金對工業生產具有重大指導意義！
針對以上問題，中南大學張利軍教授團隊提出一種高效的合金設計新策略：耦合計算熱力學方法和機器學習技術，高效設計了A356鑄造鋁合金中Sr的最佳添加量，深入探討了Sr改性鑄造鋁合金的強韌化機理。相關論文以題為“Efficient alloy design of Sr-modified A356 alloys driven by computational thermodynamics and machine learning”發表在材料科學期刊Journal of Materials Science & Technology上。
論文共同第一作者為中南大學的博士生
易旺
和碩士生
劉光琛
，通訊作者為中南大學的
張利軍
教授和
高建寶
博士，合作者包括桂林電子科技大學的盧照副研究員。
展開 由于金屬液前沿運動及溫度梯度形成過程并不是很直觀，因此常利用計算機仿真、實時X射線及鑄造儀器等找出鑄造缺陷及異常的來源。然而，在一些案例中仿真結果并不夠準確，這使得大家開始懷疑消失模鑄造仿真結果的正確性。
仿真軟件發展三十多年以來，一直把鑄件孔洞仿真作為仿真軟件的首要任務。如今，大多數商業鑄造軟件已經能夠準確的預測敞口鑄型的縮孔位置，其中一些軟件甚至可以預測消失模鑄造金屬前沿的收縮情況，但這些軟件對縮孔預測并不是很成功，這主要緣于消失模鑄造的充型時間過長（一般來說，比敞口鑄型工藝的時間要多出一個數量級）。尤其對鋁硅合金來說，充型時間越長，溫度梯度變化越復雜。
本文詳細介紹了在伯明翰市由美國鑄造學會消失模鑄造委員會主辦關于阿拉巴馬大學開發的研究工藝，該工藝可大幅度提高鋁合金消失模鑄造的孔洞預測準確性問題。通過修正一套商業模擬軟件及對實驗澆鑄體進行研究，以提高鋁合金消失模鑄造縮孔預測的準確性。研究中所采用的鋁合金為C356 和 A319，仿真結果在實際發動機缸體生產中得到驗證。
原理
鑄造仿真軟件從它誕生之日起，人們把孔洞預測作為計算機仿真重要目標。而首次增加縮孔模型的仿真軟件僅僅被設計成只限于相對較大的黑色金屬鑄件，主要包括一些形狀簡單和厚壁合金鋼。該仿真軟件主要模擬一些冷卻速度相對較快大和補縮范圍及距離較短的鑄件，所以利用仿真軟件找到的鑄件熱點或凝固判據（如凝固時間或凝固速度等）都是相當準確的。然而對于鋁硅合金來說，這些凝固仿真軟件并不能找到縮孔的準確位置，主要因為鋁硅合金具有較長的凝固區間。
早期鋁合金凝固仿真主要集中對高速冷卻的固定模鑄件開發上。快速凝固可以消除凝固區間較寬、負熱對流及枝晶間補縮的影響，這讓仿真以最小的計算力運算變得更可行。近年來，鋁合金凝固仿真重點更多地放在縮松方面，但不得不承認對
宏觀收縮問題仍很難預測。
展開 摘要
針對鋁合金薄壁殼體生產中，縮松、縮孔缺陷多，力學性能差的問題，本研究設計了底注式和縫隙式相結合的澆注系統，綜合運用鑄造數值模擬仿真、響應面分析等手段，優化了鑄造工藝方案。結果表明：優化后的鋁合金薄壁殼體無縮松、縮孔缺陷，二次枝晶間距減小了10.87%，顯著提升了鑄件的力學性能。通過金相分析，驗證了本低壓鑄造工藝方案的正確性。
隨著碳中和概念的提出，節能環保再一次成為人們關注的熱點問題。這也促使機械制造業朝著輕量化發展，鋁合金鑄造作為制造業重要的一環，為了達到輕量化的要求，鑄件的壁厚越來越薄也是必然的趨勢。但鋁合金薄壁件具有難以成形、缺陷多的特點，造成這類零件良品率低的問題。
本文以鋁合金薄壁殼體為研究對象，在建模軟件CATIA中建立帶有澆注系統的三維模型，應用Procast對鑄件鑄造成形過程進行數值模擬計算。根據計算結果，優化設計澆注系統，再利用Design-expert軟件設計響應面試驗，優化鑄造工藝方案，最后進行冷卻系統設計。最終獲得了成形質量高且力學性能良好的鋁合金薄壁殼體鑄件。
1 原工藝分析
1.1 鑄件結構與原始澆注系統
本文研究對象為鋁合金薄壁殼體，鋁合金牌號為A356。其外觀如圖1所示，鑄件特征為形狀細而長，縱向高度差異大，壁厚較薄的異型鋁合金殼體。鑄件尺寸為：733.5 mm×230.6 mm×495 mm；鑄件壁厚大多在6 mm，且存在大量加強筋和肋板，鑄件左側高度明顯高于右側，使得鑄件左側相比右側難以補縮。根據鑄件幾何特征，初步設計澆注系統如圖2所示。
展開 鋁合金重力鑄造其中最重要的缺陷就是卷氣夾渣。而如何在設計階段去識別此次工藝設計是否存在皮下氣孔的缺陷，是我們工程技術人員所要做的工作。今天我們就用實例來分析鋁合金端蓋的皮下氣孔產生的情況，與之對應的流速關系。為我們后期設計提供良好的實踐中來的數據。
首先圖片中顯示的是鑄件工藝布置，澆口從高處落下向鑄件填充鋁液。我們一般認為，采用頂注式的鑄件，鑄件高度不應該大于150mm。而我們的鑄件加上流道高度達240mm。從理論上已然違反了鑄造工藝原則。接下去我們看看實際生產的產品：
從鑄件圖片上看，結合生產實際。鑄件在鑄造完畢后鑄件表面看不出有問題，但在拋丸之后，鑄件表面出現皮下氣孔。該皮下氣孔在機加工面時，加工面依舊存在孔洞，表明該皮下氣孔分布的區域是在鑄件表面0-3mm范圍之外，有可能在4mm的地方。下面看看模流分析的流場分布：
經過ProCAST模擬分析，圖示部分為流速大于0.5m/s的區域，小于0.5m/s已經被我隱藏掉，方便觀察鑄件最大流速區域。根據實際照片和流速過大的集中部位，我們可以得出的經驗是：澆注的瞬間流速大于0.5m/s的區域過多時，鑄件極容易產生卷氣缺陷，從而造成皮下氣孔缺陷。也就是我們可以反過來得出經驗：以后我們設計的產品，只要流速過大的區域太多，就可能有皮下氣孔的風險。
從ProCAST的氣孔分析模型中，我們也能精確找到皮下氣孔的發生部位。
來源：ProCAST鑄造模擬
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鋁合金鑄造的最新內容
下面著重梳理了鋁合金從基礎的前處理到高端功能性處理的表面處理工藝分類、原理與特性，供大家參考分享:
下表是基于通用工業環境（中性鹽霧測試 NSS）的耐腐蝕能力排序，從強到弱，供讀者參考：
注:表格中的鹽霧測試時間為參考值，實際結果會因具體工藝參數、膜厚、封閉質量和測試標準而有很大差異。
結語：
◎ 追求極致，不計成本：可考慮微弧氧化。
◎ 工業量產，高性價比：陰極電泳和粉末噴涂是最佳選擇，尤其適合作為最終涂層或防護體系的核心。
◎ 兼顧外觀與一定耐蝕
一、鋁合金體系與微量元素基礎
1、主要鋁合金體系分類及特點
不同系列的鋁合金因添加的核心元素不同，其體現的機械性能與應用場景差異顯著。
2、關鍵微量元素的存在形式與含量
Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、Zn等微量元素以固溶體、金屬間化合物等形式存在，含量范圍直接影響材料的各項性能。
3、微量元素的影響機制：
◎ 固溶強化
在工業制造領域，ADC12和AL6063作為鋁合金家族中的兩大重要成員，因其獨特的性能特點而在各自的應用領域占據不可替代的地位。然而，這兩種材料在表面處理技術上卻有著顯著的差異。
一、材料特性與表面處理必要性
ADC12屬于Al-Si-Cu系壓鑄鋁合金，含鋁86-92%、硅9.6-12.0%、銅1.5-3.5%，流動性優異，適合制造氣缸蓋罩、傳感器支架等復雜壓鑄件
以下從分類體系、牌號差異、關鍵元素、典型用途等維度展開分析，同時提供實用選型建議：</p><p><strong>一、兩大工藝維度：鑄造VS變形鋁合金</strong></p><p><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202604/9abb48a5d5a4c84402eca8af8b905f92.png" width="745"></p><p><br
導讀
從汽車安全性角度，必須要考慮鋁合金等輕量化材料車身在碰撞中的抗沖擊性以及承受沖擊載荷的能力。由此，研究鋁合金在應變速率為1s-1～103s-1范圍的動態力學性能，成為新能源汽車安全可靠性仿真與評估的重要參量。
3003鋁合金作為低強度汽車動力電池封裝材料，其動態力學特性成為汽車受撞擊苛刻條件下殼體損傷程度評估，乃至動力電池防泄漏安全設計及管理的關鍵指標，但相關研究鮮有公開報道
有償求鋁合金6061-T6材料節點滯回分析試驗復現
為提高裝甲抗沖擊性能，當前世界各國的步兵戰車普遍開始了重型化的發展趨勢，但隨之而來的是車輛機動性的減弱。在面對裝甲車輛機動性和防護性能之間的矛盾時，鋁合金裝甲因其比強度高于一般合金鋼，能夠達到較好的均衡性。裝甲材料性能要求不僅僅是在受到彈體沖擊時必須具備的抗沖擊性能，還要求有抗板后破碎的綜合性能，也就是不但要防止被擊穿，還要防止碎裂。因此，需要對鋁合金板在彈體沖擊下的彈道極限和失效模式進行分析，采用的方法大致可分為實驗
公司：PSA Peugeot Citroen
部門：Direction Technique et Industrielle
作者：NIANE Ngadia Taha
問題定義
為了達到零件輕量化的目標，鋁合金在汽車產業的應用越來越廣。但是一旦采用鋁合金，縮松（Mirco-porosity）缺陷就可能形成；一旦形成縮松缺陷，零件的機械性能可能會發生問題
