挤压铸造是一种近终形成形工艺,研究挤压铸造技术对于节省原材料、降低能耗和提高铸件质量有很大实际意义。高铝锌基合金有优良的力学性能、耐磨性能、机加工性能以及原材料来源丰富等优点,但在通常铸造条件下易于出现缩孔、缩松缺陷。高铝锌合金挤压铸造结合了挤压铸造和锌铝合金的优点,具有广阔的发展前景。但是,到目前为止,对于大高径比锌铝合金挤压铸件来说,其内部仍然存在大量的缩松缺陷。而国内外在这方面的研究工作甚少,因此,为了去除大高径比挤压铸件的缩松缺陷,研究大高径比锌铝合金挤压铸件凝固过程的温度场显得尤为重要。 本文以ZA27合金为研究对象,利用自行编制的软件对大高径比挤压铸件的温度场进行了数值模拟。在温度场的模拟过程中,充分考虑了ZA27合金宽结晶温度的范围特点,采用了等效比热法处理结晶潜热问题,同时考虑了压力对金属液的热扩散系数的影响,在此基础上编制了计算机模拟程序。对模拟结果进行了实验验证,模拟结果与实验结果基本一致,证明编制的程序可用于研究大高径比挤压铸造问题。用编制的程序研究了大高径比铸件凝固过程中的温度分布,研究了铸件中的缩松分布特点。结果表明,对于大高径比挤压铸件来说,通过提高铸型温度和浇注温度都不能改善补缩条件,去除缩松;而增加比压也很难消除铸件的缩松缺陷;采取措施使铸件以顺序方式凝固,并使挤压力有效地作用在液体金属上,可以消除大高径比铸件内的缩松,获得高力学性能的铸件。 以杯形铸件和针筒铸件为大高径比挤压铸件的实例,对其挤压铸造过程中的温度场进行了模拟和分析,对其工艺进行了优化,从而获得了质量较好的铸件。 利用温度场模拟方法研究大高径比铸件的挤压铸造问题,是一种省时、低成本、科学的研究方法,研究结果对大高径比铸件的挤压铸造生产有一定的指导意义。