镁合金大平面薄板的压铸条件的研究
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【英文标题】 The study on the Flow behavior of Magnesium alloy AZ91D
in die casting of a thin-walled plane component
【关 键 词】
压铸 die casting
镁合金 magnesium
FLOW-3D FLOW-3D
模流分析 mold flow simulation
【论文类别】 本/硕 毕业论文
【所用语言】 同论文目录 （目录为中文则论文为中文，否则为英文）
【论文页数】 见论文目录
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【中文摘要】
镁合金具有高比强度、低比重、高传热性、无电磁性，同时具有高振动减衰性及优良的电
磁波干扰（EMI）防护等特性已广泛的被应用于通信、电子及信息等各类产品。其中笔记型
电脑的主要结构（chassis）已有许多也是以镁合金为主要的材料。用于笔记型电脑主结构
的镁合金属于薄壁大平面的设计在制造上面临许多困难，工业上目前常使用来生产镁合金
薄壁件的方法则是压铸法（Die Casting）和半融溶射出成形居多。
为了解决镁合金在压铸技术方面所面临的困难，提升压铸件的良率，本研究以模流分析软
体FLOW-3D为分析工具，以镁合金薄壁铸件为研究对象，探讨镁合金AZ91D在不同压铸条件
下，金属熔液流动模式及凝固的现象，并结合多浇口式扇形浇口浇流道系统模拟分析，预
测并解决压铸件在充填过程中可能发生的缺陷。以找出最佳化的压铸条件参数的组合。
最佳化的压铸条件为case 16（100Mpa、110m/s、630℃、240℃），因其充填完毕时固相率
及温度差皆较低使得在凝固过程中，模穴内金属熔液的凝固速率可以十分的接近，避免冷
却速率不同与温差过大所造成的热变形及缩孔。而通过充填过程顺序的比较与压力分布、
温度分布的模拟结果来判断，扇形长度对宽度比值为1面积缩减率为30﹪时，可得较佳的压
铸成品。
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【英文摘要】
ABSTRACT
Magnesium alloys are metals which have high specific strength, low density and
high thermal conductivity. They are non-magnetic materials with very good
damping and EMI shielding capacities. These characteristics enable the
magnesium alloys to be used in the communication, electronic devices and many
other computer components. Among these applications, the chassis of notebook
computer becomes one of the prominent usages in recent years. The chassis are
usually thin-walled plate constructions, manufactured by die casting or semi-
solid forming process which encounters many difficulties.
In order to increase the yield of magnesium alloy in die casting, this study
simulate the thin-walled plate in die casting process with a commercial code
FLOW-3D, investigates the material flow in the die cavity, its solidification
in the mold and their relations to defects of the products. The gate system
effects on the results of the die casting products are also discussed.
From the simulation, it is found that for AZ91D magnesium alloy, the best die
casting parameter combination is: casting pressure 100 MPa, liquid flow speed
110 m/s, casting temperature 630℃ and mold temperature 240℃. This die
casting condition promotes lower temperature variation in mold cavity, which
in turn may lead to better yield.
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【 目 录 】
目录
中文摘要……………i
英文摘要……………ii
致谢…………………iii
目录…………………iv
表目录………………vii
图目录………………ix
第一章 序论………………1
1-1 前言………………1
1-2 文献回顾………………2
1-3 研究动机………………4
1-4论文大纲………………5
第二章 镁合金压铸介绍………………10
2-1 压驻法的介绍………………10
2-1-1热室压铸法(hot-chamber die casting)………………10
2-1-2冷室压铸法(cold-chamber die casting)………………10
2-1-3压铸法特性………………11
2-2镁合金压铸件常见之缺陷及成因………………12
2-3镁合金材料………………13
2-3-1镁合金之命名方式………………13
2-3-2常用镁合金的种类与主要添加元素种类之用途………………13
2-4压铸用镁合金的材料特性和机械性质………………15
第三章 FLOW-3D与模流理论之介绍………………20
3-1 模流分析软件FLOW-3D之简介………………20
3-2 模流理论………………21
3-2-1 模流分析的理论基础………………21
3-2-2 牛顿流体………………22
3-2-3 特殊技巧………………23
3-2-3-1 FAVOR法………………23
3-2-3-2 VOF法………………24
第四章 实验方法与步骤………………27
4-1 解析对象………………27
4-2 模流分析流程………………27
4-3 模拟分析之前置作业………………28
4-3-1 压铸模具浇流道系统之设定………………28
4-3-2 压铸模型及网格分割之建立………………29
4-4 模拟参数之选定 ………………29
4-5 材料物性与边界条件之设定………………30
4-6 压铸条件模拟之实验设计………………31
4-7 多浇口式扇形浇流道系统之实验………………31
第五章 模拟结果及讨论………………44
5-1 压铸条件之探讨………………44
5-1-1 射出压力之影响………………44
5-1-2射出速度之影响………………45
5-1-3 熔液温度及模具温度之影响………………45
5-2 多浇口式扇形浇口之探讨………………46
5-2-1 面积减缩率对压铸过程之影响………………46
5-2-1 扇形长度对压铸过程之影响………………47
5-3 最佳化之结果………………48
第六章 结论与未来展望………………79
6-1 结论………………79
6-2-1 不同压铸条件之探讨………………79
6-2-2 多浇口式扇形浇口之探讨………………80
6-2 未来展望………………80
参考数据………………82
表目录
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发表于 2005-6-4 10:25:47
发表于 2005-6-4 17:46:06
