汽车铝合金轮毂低压铸造工艺的有限元模拟及优化

丁俭¹，范玮¹，赵乃勤²，赵维民¹，王志峰¹，刘利华³

1. 河北工业大学材料科学与工程学院2. 天津大学材料科学与工程学院3. 中信戴卡轮毂制造股份有限公司

摘 要：采用MAGMA压铸模拟软件模拟了A356铝合金轮毂低压铸造中的缺陷分布及凝固场,在此基础上对工艺进行了优化;采用初始工艺和优化工艺低压铸造了A356铝合金轮毂,测试了其力学性能,观察了其内部缺陷并与模拟结果进行了对比验证。结果表明:模拟得到初始工艺(浇注温度为730℃,各部位全部采用风冷)压铸后轮毂内轮缘、轮辐和轮辋交界处和轮辋处都产生了缩松,且凝固时间较长;将浇注温度降至700℃,在边模、顶模、轮辋及底模处提高保温层热交换系数,边模和轮心采用水冷等措施对初始工艺优化后,轮毂中的缩松消除,轮毂各部位凝固完全;优化工艺下铸造的轮毂力学性能比未优化的高,缩松及夹杂等缺陷减少,试验结果验证了有限元模拟对低压铸造轮毂缺陷预测的准确性。

关键词：铝合金轮毂;低压铸造;有限元模拟;缺陷预测;