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IAbstract II第1章绪论 6第2章软件介绍 13第3章MAGMASOFTAZ91数据库简介 -温度曲线 18哈尔滨工业大学工学硕士学位论文毕业设计课程设计毕业论文详细资料联系QQ号;1620812008-II--V- -温度曲线 -温度曲线 -温度曲线 -温度曲线 -温度曲线 (弹性模数)-温度曲线 -温度曲线 -温度曲线 -温度曲线 -温度曲线 33结论 34致谢 35参考文献 36附录 38II---VI-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文毕业设计课程设计毕业论文详细资料联系QQ号;1620812008绪论课题背景随着铸造CAE技术的不断完善和发展,不少成熟的实用铸造CAE软件开发并推广应用到实际生产中,如德国的MAGMASOFT、美国的ProCAST、韩国的ANYCAST以及国内华中科技大学开发的华铸CAE等。其中MAGMASOFT是德国MAG-MA公司开发研制的,是当前世界上最佳的铸造CAE软件之一,它能够准确地预测铸件缺陷以及其处理结果的可视化,MAGMASOFT正成为越来越多的铸造专业人员分析和优化铸件铸造工艺的重要工具。但MAGMASOFT软件自带的材料库采用德国标准,而有些国内牌号的材料没有相应的德国标准,给模拟带来麻烦和阻碍。镁的性质及用途镁是结构材料中最轻的金属,它的原子序数12、原子价+2、,%时,动态弹性模量为44GPa,静态弹性模量为40GPa;%时,动态弹性模量为45GPa,静态弹性模量为43Gpa,随着温度的增加,镁的弹性模量下降[1]。自从1808年金属镁被HmuphryeDvaye首次提纯出来后人们一直没有放弃对它的研究开发,到1886年金属镁终于进入商业开发阶段。当人类历史进入20世纪70年代以后,世界各国尤其是发达国家对汽车的节能和尾气排放提出了越来越严格的限制,为此世界各大汽车生产商与1993-1994年提出了“3L汽油轿车”的新概念[2],这些要求迫使汽车制造商不得不采用新材料、新工艺和新技术,从而促进了镁产量的大幅度提高。金属镁是人类可以制得并在空气中长期存在的有实用价值的最轻的金属,在工业上通常由电解法或硅还原法制得。近年来,节能、环保概念在世界范围内趋热,镁由于其重量轻等优异性能,在汽车、航天、航空、铸造、化工电子、通讯、仪器、机械制造、交通、蓄能材料、建筑装饰、球墨铸铁、脱硫剂、格氏试剂、焰火、军事照明弹及镁阴极保护防蚀材料、镁合金等产业中的应用也迅猛发展[2]主要产品有:镁型材、牺牲阳极、镁锭、镁合金、镁型材以及镁压铸件等等。II---1-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文毕业设计课程设计毕业论文详细资料联系QQ号;,是地壳中储量最丰富的元素之一,储量在金属之中居第八位[3],,是实用金属材料之中最轻的,约为铝的2/3。镁合金具有密度小、比强度高、良好的导电性、导热性、减震性和磁屏蔽性、易于二次使用和机械加工性好等优点。镁合金的强度接近铝合金,其比强度明显高于铝合金和钢,比刚度则与铝合金和钢相当。从1927年推出高强度MgAl9Znl开始,镁合金的工业应用获得了实质性的进展。镁合金压铸件在汽车、计算机、通讯、电子、电动工具、运动器具等领域获得了日益广泛的应用。北美、欧洲和日本是镁合金压铸件用量较多的国家和地区,其中80%镁合金压铸件用于汽车生产。因此镁合金的压铸工艺性能对其在工业中应用的发展起着决定性的作用[4-6]。国外镁合金铸造行业概况镁合金铸造始于20世纪20年代中期的德国,在1927-1930年,,但由于镁合金熔炼及生产工艺不成熟,致使镁合金生产发展比较迟缓。1970年的石油危机使镁合金在汽车工业中日益受到重视。到了20世纪80年代后,北美国家的一些汽车生产商为了减轻汽车的净重量,达到平均燃油标准,用镁合金生产离合器壳体、进气岐管等部件,取得了明显的效果。1990年以来,世界各国政府高度重视镁合金的研究与开发,美国、日本、德国、澳大利亚等国家相继出台了自己的镁合金研究计划,把镁合金列为21世纪研究与开发的重点项目[7-9]。由于镁合金在应用中显示出了巨大的优势,1996年美国政府能源部与通用、福特和克莱斯勒三大集团签署了一项名为“PNGV”(新一代交通工具)的合作计划,该计划的目的在于生产出符合市场要求的节能轿车,政府的这一行为极大地促进了镁合金铸件的开发与应用[10]。1995年前后,加拿大联邦政府及魁贝克省与“Hydro”公司共同投资1140万加元成立了一个新的镁研究中心,其宗旨是通过优化设计、工艺和材质,获得具有优良性能的镁合金铸零部件,从而进一步拓展镁合金的应用[11]。与此同时,日本的三菱、丰田等汽车公司也都在大量使用和生产镁合金铸件,松下公司开发了镁合金压铸新型电脑外壳,索尼公司用镁合金压铸制造摄像机外壳[12]。德国1997年由德国科技教育部牵头,联合德国60余家企业、6所大学及研究所、投资3000万马克以解决镁合金铸造生产,以及镁合金铸造生产和加工中的各种关键技术难题,建立起一套完整的镁合金铸造及加工的工艺规范,并将镁合金铸造件应用于汽车、计算机、航空航天、通讯、医疗、轻工等领域。该项目取得了丰硕成果,显著促进了镁合金在德国及欧共体汽车工业的应用。II---3-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文毕业设计课程设计毕业论文详细资料联系QQ号;16208120082004年6月,德国宝马开发出采用镁合金的直列6缸发动机,曲轴箱内部采用铝合金,而外部则采用镁合金[13-14]。目前在美国和欧洲正在使用或正处于研制的镁基合金压铸的汽车零件至少超过60种,如汽车仪表盘、进气歧管、汽车座架、轮毂、发动机和安全部件等。信息产业也在积极开发镁合金铸造件,尤其是随着数字化技术的发展,电子元器件趋向于高度集成化、轻薄化和微型化,镁合金是电子产品的最佳壳体材料,如手机外壳、笔记本电脑壳体、数码照相机和数码摄录像机壳体等[8]。国际镁协提供的资料表明,从1991到2008年间,全世界对镁的需求量将成倍增长。,。预计2000-2010年间全球铸造镁的用量以年平均15%的速率增长,北美达30%,欧洲高达60%[15]。国内镁合金铸造行业概况我国拥有丰富的镁资源,1958年在东北生产出第一块合格的变形镁合金铸锭,现在己经成为原镁生产大国和出口大国,2000年全国产量约20万吨,80%以上作为初级原料低价出口,国内消费2万吨左右[16]。我国镁合金铸造起始于20世纪60年代末和70年代初。当时从事镁合金铸造研究的单位仅有西北林业机械厂、西北工业大学、秦岭机电公司和上海航海仪表厂等单位。上海航海仪表厂生产出了船用陀螺仪表壳体零件。西北林业机械厂与西北工业大学、秦岭机电公司合作,成功生产出了各种林业机械用镁合金压铸件19个零件号,并制订出了镁合金熔炼、保护、铸造工艺、铸件表面保护工艺等一系列工艺文件。改革开放后,随着我国汽车工业、电子通讯工业的飞速发展,对镁合金铸造件的需求与日俱增,目前全国已有一些工厂从事镁合金压铸件生产和研究。但是无论以吨数或以百分数计算,规模都很小,而且镁合金铸造业小而分散,主要分布在上海、陕西、南京、珠江三角洲等地。主要有上海乾通汽车附件制造有限公司生产桑塔纳轿车变速箱壳体(年消耗2000吨),镁合金用量仅占2000年全国原镁产量(20万吨)的1%;南京华宏(集团)有限公司铸造厂在生产微型汽车镁合金变速箱铸造件;贵州息烽铸造件厂、深圳、东莞等数家工厂在生产笔记本电脑外壳、手机外壳镁合金铸造件等[17-18]。“十五”期间,国家启动了“镁合金应用及产业化”的攻关项目,集国内镁合金研究基础较好的院所(如:北京有色金属研究总院、上海交通大学、重庆大学、沈阳工业大学、清华大学)、镁合金生产应用企业(如:长安、隆鑫、重庆镁业、一汽、二汽、成都发动机公司、海尔、海信等)、地方政府(如:重庆、青海、宁夏、青岛、深圳等),以产、学、研、用相结合的形式,推动我国镁合金应用及产业化健康有序的发展,以期在三年内,完成常规镁合金应用技术的开发、推广应用。目前,参与该项目的相关院校、研究所和企业研发人员达II---4-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文毕业设计课程设计毕业论文详细资料联系QQ号;1620812008500余人,各课题的主要负责人有长期在国内从事铝、镁等轻金属材料的研究工作,积累了丰富的经验,也有曾长期在国外从事镁合金研究工作,掌握了国外镁合金产业的发展动态[3,16,18]。据专家预测[19],我国镁合金零部件在汽车上的应用量以年15%的速度增长。我国加入WT0后,充分利用我国制造业基础雄厚、劳动力价廉的优势,将我国的镁资源优势转化为镁产品、镁技术优势,为我国制造业利用汽车等零部件全球采购的渠道进入国际市场创造了得天独厚的机遇。因此,国内国际汽车零部件市场为我国镁合金应用及产业化事业提供了巨大的发展空间。镁合金制件的成形方法镁合金制件的成形方法分为铸造和变形两类。铸造成形铸造成形可采用重力浇注、低压铸造和压铸法,近年来又出现触变注射成形新技术。其中以压铸的工艺和设备最为成熟,目前国内外的镁合金制件绝大多数用压铸法生产。为了提高压铸件的质量,扩大压铸件的使用范围,近年来研究开发了一些新的铸造技术,如真空压铸,半固态触变压铸技术等。,铸造时热裂倾向比铝合金大,因此镁合金在熔化、浇注和铸造熔体的温度控制等方面都比铝合金铸造要复杂。压铸机分热室压铸机与冷室压铸机。热室压铸机的生产效率高,约为同容量冷室压铸机的2倍,通常用于质量不大(一般在2kg以下)的薄壁铸件。冷室压铸机适于生产壁厚和质量较大的制件,如汽车座椅、框架、汽车轮毂等产品[3]。,以减少或消除在压铸件内的气孔和溶解于合金中的气体,提高铸造件的力学性能和表面质量。~,铸件强度可提高10%以上,韧性提高20%~50%,目前已成功地用真空压铸法生产出镁合金汽车轮毂和方向盘等一批主要汽车零件[13]。[18-19]:触变注射成形的工艺过程接近于注塑成形。其原理是首先将镁合金锭加工切制成细颗粒状,将此种镁合金颗粒装入料斗,强制输送到粒筒中,粒筒中旋转的螺杆驱使镁合金颗粒向模具方向运动,当其到达粒筒的加热部位时,合金颗粒呈部分熔融状态,在螺旋体的剪切作用下,具有枝晶组织的合金料形成了具有触变结构的半固态合金,当其累积到一定体时,被高速注射到抽成真空的预热型腔中成形。与传统的II---4-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文毕业设计课程设计毕业论文详细资料联系QQ号;1620812008