JMatPro在压铸行业解决方案

中仿JMatPro压铸行业整体解决方案

——预测压铸合金性能，优化压铸合金成分，改进压铸工艺，提升压铸效率

1.中仿JMatPro软件赋能压铸行业

1.1压铸合金材料性能模拟与预测

中仿JMatPro软件以其强大的热力学模型和数据为基础，能够准确模拟和预测不同金属材料在压铸过程中的性能，可以预测材料的热物性能、力学性能、相变行为等关键性能，为压铸工艺的优化和材料选择提供重要参考。

1.2压铸合金热处理设计

对于压铸件的热处理，中仿JMatPro软件支持设置不同的热处理工艺制度，预测材料性能。通过模拟不同热处理工艺对材料性能的影响，技术人员可以优化热处理工艺，确保压铸件的性能和可靠性。

1.3压铸工艺设计与优化

中仿JMatPro软件能够辅助技术人员进行压铸工艺设计的工艺模拟，在压铸工艺中，JMatPro软件可以模拟不同工艺参数对材料性能的影响，与压铸CAE软件开展联合仿真，指导压铸工艺的优化，提高生产效率和产品质量。

1.4压铸合金材料设计与优化

中仿JMatPro软件可辅助技术人员进行合金设计，通过JMatPro API 的高通量计算和性能筛选，获得不同合金成分对材料性能的影响，批量计算不同合金成分和热处理制度下的材料性能，利用自动筛选获得满足性能要求的具体成分和热处理制度。

中仿JMatPro软件支持多目标优化，软件能够自定义可变化元素及范围、铸造工艺参数及范围、以及材料性能目标，利用中仿JMatPro MPO设计满足指定的优化性能的材料成分与铸造工艺。

在压铸行业，利用中仿JMatPro软件的高通量计算和多目标优化，通过合金设计的优化，来提高压铸件的性能和可靠性，满足更严格的性能要求。

2.典型案例：中仿JMatPro助力压铸铝合金的优化设计及析出相分析

中仿JMatPro与CAE软件结合，基于计算得到的各种物理、热物理、力学、动力学相转变等材料性能数据，可以有效解决熔炼、铸造、挤压、轧制等工艺中的相分布、强度硬度分布等问题。

AC4B 铝合金是日本标准的牌号，其化学成分范围（wt %）为：7～10 Si,2 ～4 Cu,<0.5 Mg,≤1.0 Zn,≤1.0 Fe,≤0.5 Mn,≤0.35 Ni.≤0.2 Ti,≤0.2 Pb，≤0.1 Sn,≤0.2 Cr。其在自由状态下的强度>170MPa，而在 T6 时效处理下的强度>240 MPa。

针对 AC4B 标准成分中的 Si、Cu、Mg、Mn、Zn、Ni、Fe 等元素各取3 水平，具体含量见表1。

表1 AC4B 铝合金各元素的含量变化表w/%

针对合金成分设计的7因素3水平，设计了正交试验表，得到 18种试样方案，如表2所示。

表2正交试验表

采用 JMatPro软件计算的正交试验方案的强度计算结果如表3所示。试验9的机械强度最高，达到 316.44 MPa。该机械强度是在初始冷却速率为 100 ℃/s 条件下对应的 0.2%屈服应力。0.2%屈服应力随初始冷却速率变化的曲线如图1所示。

表3 采用 JMatPro软件计算的正交试验方案的强度计算结果

图1 利用JMatPro软件计算的合金0.2%屈服应力随初始冷却速率的变化曲线

表3的均值分析结果显示，当合金组分为Si9Cu4Mg0.3Ni0.3Zn0.8Fe0.9Mn0.3 时，合金在100 ℃/s 下对应的 0.2%屈服应力最高。表3的极差分析结果表明，试验中元素对其机械性能的影响次序为：Cu >Fe>Si>Mg>Mn>Zn>Ni。

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