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锌锭模的热力特性及其铸造数值模拟研究

锌锭模的热力特性及其铸造数值模拟研究

摘要：

随着工业的发展和技术的进步，锌合金在许多领域得到了广泛应用。

锌锭模铸造是生产锌合金零件的常见工艺之一。本研究旨在研究锌锭模

的热力特性，并通过数值模拟方法对其铸造过程进行模拟。通过分析模

具的热传导特性，研究了其在铸造过程中的温度分布和变化。通过数值

模拟研究，可以确定合理的操作参数，以提高锌锭模的铸造效率和产品

质量。

1.引言

锌合金具有良好的耐腐蚀性、机械性能和可加工性，在汽车、航空

航天、电子等领域得到了广泛应用。锌锭模铸造是生产锌合金零件的重

要工艺之一。研究锌锭模的热力特性对于优化铸造工艺、提高产品质量

至关重要。

2.锌锭模热传导特性

锌锭模的热传导特性是指在铸造过程中热量在模具中的传导和分布

情况。热传导特性受到模具材料的热导率和几何结构的影响。较高的热

导率可以实现更快的热传导，从而加快铸造过程。模具的几何结构对热

传导的影响主要体现在模具的厚度和几何形状上。

3.锌锭模铸造数值模拟方法

数值模拟方法是研究锌锭模铸造过程的常用手段之一。该方法可以

通过建立数学模型，模拟模具在铸造过程中的温度分布和变化。在数值

模拟过程中，需要考虑多个因素，如材料特性、边界条件和铸造参数等。

通过调整这些参数，可以优化铸造过程，提高产品的质量和产量。

4.数值模拟结果与实验验证

为了验证数值模拟结果的准确性，本研究进行了一系列的实验。实

验包括测量模具在铸造过程中的温度分布和变化，以及研究不同操作参

数对铸造效果的影响。实验结果与数值模拟结果进行了对比。通过对比

分析，可以确定数值模拟结果与实际情况的吻合程度，并进一步优化模

拟模型。

5.模拟结果分析与讨论

通过数值模拟研究，可以获得模具在不同铸造参数下的温度分布和

变化情况。通过分析这些结果，可以了解不同操作参数对模具温度的影

响，并进一步优化铸造工艺。同时，还可以利用数值模拟结果预测模具

的热残余应力和变形情况，以避免模具破裂和变形的问题。

6.结论

本研究通过研究锌锭模的热力特性及其铸造过程的数值模拟，得出

以下结论：

（1）锌锭模的热传导特性对铸造过程有重要影响。

（2）数值模拟方法可以有效地模拟锌锭模的铸造过程，并通过调整

操作参数来优化铸造工艺。

（3）数值模拟结果与实验结果有较好的一致性，验证了数值模拟方

法的准确性和可靠性。

（4）通过数值模拟研究，可以预测模具的热残余应力和变形情况，

进一步优化铸造工艺。

综上所述，研究锌锭模的热力特性及其铸造过程的数值模拟是一项

具有重要意义的研究。通过研究锌锭模的热传导特性和数值模拟结果的

分析，可以为优化铸造工艺、提高产品质量提供理论依据和实践经验。

未来的研究可以进一步探索锌锭模铸造过程的其他方面，如热胀冷缩效

应和熔化和凝固过程等，以提高模具的铸造效率和产品质量。