Numerical Simulation and Process Optimization of Low-pressure Die Casting for Aluminum Alloy Cylinder Blocks

DENG Wei; WANG Chenhui; LEI Jilin; DENG Xiwen; FU Qiu; CHEN Hong; WANG Feilong

doi:10.15980/j.tzzz.T20250336

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Numerical Simulation and Process Optimization of Low-pressure Die Casting for Aluminum Alloy Cylinder Blocks

Research·Computer Application | 更新时间：2026-10-16

- Numerical Simulation and Process Optimization of Low-pressure Die Casting for Aluminum Alloy Cylinder Blocks
- Special Casting & Nonferrous Alloys Vol. 46, Issue 10, Pages: 1503-1510(2026)
- 作者机构：
  
  1.昆明理工大学云南省内燃机重点实验室，昆明 650500
  2.云南交通运输职业学院，昆明 650500
  3.成都桐林铸造实业有限公司，成都 610500
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.15980/j.tzzz.T20250336
  CLC： TG146.21;TG249.2
- Received：28 August 2025，
  
  Revised：2025-11-19，
  
  Accepted：12 January 2026，
  
  Published：20 October 2026
- 稿件说明：
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邓伟，王晨晖，雷基林，等. 铝合金缸体低压铸造数值模拟与工艺改进［J］. 特种铸造及有色合金，2026，46（10）：1 503-1 510.

DENG W，WANG C H，LEI J L，et al. Numerical simulation and process optimization of low-pressure die casting for aluminum alloy cylinder blocks［J］. Special Casting & Nonferrous Alloys，2026，46（10）：1 503-1 510.
邓伟，王晨晖，雷基林，等. 铝合金缸体低压铸造数值模拟与工艺改进［J］. 特种铸造及有色合金，2026，46（10）：1 503-1 510. DOI： 10.15980/j.tzzz.T20250336.

DENG W，WANG C H，LEI J L，et al. Numerical simulation and process optimization of low-pressure die casting for aluminum alloy cylinder blocks［J］. Special Casting & Nonferrous Alloys，2026，46（10）：1 503-1 510. DOI： 10.15980/j.tzzz.T20250336.

摘要

为提高低压铸造ZL114A铝合金缸体的成形质量，使用ProCAST软件对该铸件的充型与凝固过程进行数值模拟，系统分析了温度场分布、固相率变化以及缩松与缩孔缺陷的形成情况。基于仿真结果，对铸件轴承座部位力学性能弱化的趋势进行预测与验证。通过优化浇注系统和调整工艺方案，有效抑制了缺陷的产生，并显著增强了轴承座区域的力学性能。优化后铸件的凝固速率提升了9.37%，缩松与缩孔缺陷体积减少了71.5%。经实际生产验证，铸件成形质量良好，关键部位力学性能优异，其抗拉强度达到312 MPa，超过国标要求。结果表明，该优化工艺方案切实可行，为同类复杂结构铸件的生产提供技术参考。

Abstract

To enhance the forming quality of low-pressure casting ZL114A aluminum alloy cylinder blocks， the filling and solidification processes were numerically simulated using ProCAST software to investigate the temperature field distribution， solid fraction variation， and formation of shrinkage porosities and cavities. Relying on simulation results， the tendency of mechanical property degradation in the bearing seat area was predicted and validated. After optimizing the gating system and adjusting process parameters， defect formation was effectively suppressed， and the mechanical performance of the bearing seat region was significantly improved. The solidification rate of optimized casting is increased by 9.37%， while shrinkage defects are reduced by 71.5%. Practical production confirms excellent forming quality and superior mechanical properties in critical areas， where tensile strength reaches 312 MPa， exceeding the standard requirement. The results indicate the feasibility of optimized scheme， providing valuable reference for production of similar complex structural castings.

关键词

Keywords

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