高压铸造(简称压铸)是一种近净成形工艺,具有污染少,效率高,金属收得率高等优点,是目前镁合金结构件最常用的成形方法。压铸模具的温度场分布对压铸件质量、模具寿命、生产率等有重要影响。一方面,模具的温度场影响压铸件的充型过程和冷却条件,进而影响其成形质量和内部组织质量;另一方面,模具在压铸过程中,反复受急冷急热作用,模具的温度场决定了其承受热应力的程度、产生变形和裂纹的倾向,也即影响其使用寿命。为了提高压铸件质量和模具使用寿命,很多研究者针对铝合金压铸过程进行了温度场数值模拟工作,以期分析工艺条件对压铸模具温度场的影响,对镁合金压铸模具温度场变化规律的数值模拟研究相对较少。镁合金和铝合金相比,相同体积的金属液含热量较少,结晶潜热的释放较少,因此压铸时的充型特征和冷却特征与铝合金不同。 本文针对沈阳中华轿车发动机罩盖,设计了镁合压铸罩盖替代原钢冲压结构罩盖,用韩国Cubictek有限公司/韩国生产技术研究院/沈阳铸造研究所联合开发的Z-Cast数值模拟软件,对压铸模具结构及浇注系统进行了优化设计,计算、分析了镁合金压铸罩盖压铸充型过程的温度场分布特征,计算、分析了压铸循环过程中罩盖及模具温度场的分布特征,结果表明,镁合金罩盖压铸过程中,模具内温度随着压铸周期的进行周期性的上升和下降。模具温度在压入金属液后极短的时间内上升至最高值,然后迅速下降,其后的变化速度平缓。随着到铸件距离的增大,模具温度变化的幅度和速度渐小。 根据模拟结果分析选取了较优压铸工艺参数,浇注温度670℃、压射头速度6m/s,模具温度240℃,并在瑞士BUHLER公司的EVOLUTION 53D压铸机上通过试验,验证了模拟结果的正确、可信。试件实际安装后发动机的良好运行,证明了压铸件及模具设计合理可用。 对模具温度场的模拟为压铸工艺参数的优化和延长模具预期使用寿命提供了依据,为模具的应力场和变形计算打下了基础。