Numerical modeling the pressure die casting process of an angle plate

In this paper, a three-dimensional mathematical and numerical model of the growth of the solid metal phase within a thin-walled casting, which take into account the pressure filling process of the mould cavity with molten metal, have been proposed. In the mathematical model, velocity and pressure fields were obtained by solving the momentum equations and the continuity equation, while the thermal fields were obtained by solving the energy equation. These equations contain the turbulent viscosity which is found from k-ε model parameters by solving two additional transport equations for the turbulent kinetic energy and its rate of dissipation. In the numerical model, coupling of the thermal and fluid flow phenomena by changes in the thermophysical parameters of alloy with respect to temperature has been taken into consideration. The influence of the pressure and the temperature of metal injecting on the solid phase growth kinetics of the pressure casting were estimated. The temperature and pressure are important to the finished product quality and may be used to optimize the die casting process.

---

W artykule przedstawiono modele: matematyczny i numeryczny narastania fazy stałej w odlewach cienkościennych z uwzględnieniem procesu ciśnieniowego wypełniania ciekłym metalem wnęki formy odlewniczej. Zadanie potraktowano kompleksowo. Pola prędkości otrzymano z rozwiązania równań pędu i równania ciągłości przepływu, a pola temperatury z rozwiązania równania energii. Występującą w równaniach pędu dynamiczną lepkość turbulentną wyznaczano z dodatkowych równań modelu k-ε, tzn. z równania kinetycznej energii turbulencji i równania szybkości dyssypacji energii. Uwzględniono zmianę parametrów termo fizycznych w zależności od temperatury i od udziału fazy stałej w strefie dwufazowej. Jest to element sprzężenia zjawisk cieplnych i przepływowych. Analizowano wpływ prędkości metalu wtryskiwanego do formy ciśnieniowej na kinetykę narastania fazy stałej odlewu w kształcie kątownika.