原標(biāo)題：中信戴卡：基于Magma軟件的壓鑄鋁合金機(jī)油泵體澆注系統(tǒng)工藝優(yōu)化

汽車輕量化是實(shí)現(xiàn)高速、安全、節(jié)能、環(huán)保、舒適的最佳途徑之一，因此，一些輕合金，如鋁、鎂等由于具有密度低、比強(qiáng)度、比剛度高等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用，同時(shí)也是汽車輕量化的理想材料。在鋁、鎂合金的壓鑄過程中，液態(tài)或半液態(tài)的高溫金屬在高速、高壓下充型，在高溫下迅速凝固，使得合金的流動(dòng)性和補(bǔ)縮效果變差，容易產(chǎn)生流痕、冷隔、澆不足、縮孔、縮松等缺陷，影響鑄件的品質(zhì)。同時(shí)，高溫、高壓容易使模具發(fā)生龜裂，降低模具的使用壽命。

機(jī)油泵體材質(zhì)為Al-9Si-3Cu，其密度為2.75g/cm3，比熱容為0.880kJ/(kg·℃)，導(dǎo)熱系數(shù)為120W/(K·m)，熔點(diǎn)為593℃，凝固點(diǎn)為521℃，熔化潛熱為662kJ/dm3。從壓鑄機(jī)的選擇，澆注系統(tǒng)的模擬與工藝參數(shù)的優(yōu)化等方面進(jìn)行了探討，找到了適用于生產(chǎn)的最優(yōu)方案。

圖文結(jié)果

機(jī)油泵體的毛坯三維圖見圖1。該產(chǎn)品屬于承壓件，泵腔內(nèi)氣密性要求高，要求在400kPa下打壓無泄漏。并且該件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有多處凸臺(tái)和凹槽，平均壁厚為4mm，3個(gè)長孔處需要設(shè)置3個(gè)抽芯，所以在選擇壓鑄機(jī)時(shí)，選擇比理論值大的壓鑄機(jī)噸位，便于后期參數(shù)的調(diào)整，保證鑄件品質(zhì)。

圖1 毛坯三維圖

圖2 帶澆注系統(tǒng)的毛坯三維模型

圖3 粒子追蹤

圖4 凝固溫度場(填充率95.27%)

圖5 改進(jìn)后的粒子追蹤

圖6 凝固溫度場（填充率為95.21%）

圖7 鑄件剖切斷面

在模具設(shè)計(jì)過程中，充分利用Magma軟件的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)對(duì)充型過程、凝固過程、速度場、粒子追蹤的模擬，從而在鑄造生產(chǎn)之前對(duì)壓鑄模結(jié)構(gòu)及尺寸缺陷產(chǎn)生部位進(jìn)行有效地預(yù)測，預(yù)測了可能出現(xiàn)的缺陷種類及位置。進(jìn)而設(shè)計(jì)合理的鑄件、模具結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)以及確定合理的工藝參數(shù)，縮短設(shè)計(jì)開發(fā)周期，提高壓鑄模具的品質(zhì)和壽命，提升生產(chǎn)效率。通過優(yōu)化澆注系統(tǒng)、調(diào)整工藝參數(shù)，在過熱部位增加冷卻的方法，確定了最優(yōu)的工藝方案，縮短了模具設(shè)計(jì)開發(fā)周期。

本文作者：
孫玉蘭 張宗巧
中信戴卡股份有限公司
本文來源：《特種鑄造及有色合金》雜志