アルミDC鋳造における熱・非弾性FEMモデル解析 古河スカイ株式会社技術研究所プロセス研究室 石川宣仁 様

はじめに

アルミDC鋳造における課題現象として、鋳塊割れ(熱間、冷間)、形状問題(バットカール、くびれ)等があり、鋳造 生産性や鋳塊歩留に大きな影響を与えている。 そこで、ひずみ増分理論に基づく熱・非弾性FEMモデルを開発しこれらの現象メカニズムの研究を行っております。

アルミDC鋳造における熱・非弾性FEMモデル解析結果

計算結果例は、アルミ合金AA3004、厚さ500mmx巾1650mmのスラブ鋳造定常状態における温度分布と 鋳塊巾方向の内部応力および熱間割れ感受性をAVS表示(1/4対称)したものである。 温度分布は熱電対投入による実測温度をほぼ再現し、またバットカールの最終的な変形量は実測値と傾 向的に良い一致を示した。 熱間割れ感受性(内部応力計算値/引張強度計測値)は固液共存域において値が大きく、その中でも巾 方向1/4位置辺りが顕著であり、鋳造方向表面割れの終息位置との相関が強く認められた。 以上のように健全鋳塊を得るためには鋳造条件の最適化が必要であり、数値シミュレーションの有効利用が 重要となる。 尚、本モデル解析は、軽金属学会において平成15年度軽金属論文賞を受賞している。

計算結果


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