С помощью программы LVMFlow на примере поршневого прессования проведено компьютерное моделирование заполняемости тонких каналов формы. Для этого была разработана пространственная модель отливки (рисунок 1), аналогичной отливке-пробе для поршневого прессования.
При разработке программы были внесены геометрические параметры отливки и формы, материалы и коэффициенты теплопроводности формы и отливки (таблица 1), основные технологические параметры процесса: номинальное давление прессования рн = 100 МПа, температура расплава (А7) tмет = 760 °С; температура формы tф = 100 °С.
Рис. 1. Модель отливки-пробы для изучения заполняемости формы
Таблица 1. Теплофизические значения применяемых материалов
Материал | Теплопроводность, Вт/(м×К) | Теплоемкость, Дж/(кг×град) | Температура, °C |
Алюминий (А7)* | 238 / 124 | 1080 / 880 | 760 / 660 |
Сталь 35 | 60,6 | 1120 | 20 |
Примечание. В числителе — расплав алюминия А7, в знаменателе — твердый алюминий А7.* Удельная теплота плавления — 390 Дж/г
Установлено (рисунок 2), что максимальной величины заполняемость формы (содержание жидкой фазы) достигается в центре отливки-пробы, после чего она снижается в направлении от центра отливки-пробы к ее периферии [1, 2].
Экспериментальные данные распределения заполняемости формы по сечению отливки согласуются с результатами моделирования, где наибольшая величина заполняемости (содержание жидкой фазы) наблюдается в центре формы с постепенным снижением в направлении к стенке формы [3, 4].
Рисунок 2. Распределение заполняемости (жидкой фазы) в каналах формы при поршневой схеме прессования