Modeling, simulation, and experimentation of formation of volumic defects during die casting process of Zinc alloys
Modélisation, Simulation et Expérimentation de la formation des défauts volumiques lors du moulage sous pression des alliages de Zinc
Résumé
This thesis present a framework of the improvement of the die-castings parts quality. The objective of this work is to study the porosity formation of Zn-Al alloys. These alloys are widely used in the automotive industry because of their excellent mechanical properties. In a first step, we studied the effects of process parameters (injection velocity, compression time, switching distance and pre-injection distance) on the formation of porosities in die-cast parts. This methodological approach is based on an experimental/numerical study through the analysis of micrographs and the density of the parts. In a second step, a numerical model was developed to model the formation of shrinkage during the solidification phase of the alloy. This model is based on a phase field approach which includes the nucleation of a gas phase within the liquid one.
Ces travaux de thèse s’inscrivent dans le cadre de l’amélioration de la qualité des pièces moulées en fonderie sous pression dont le but d'étudier la formation des porosités pour les alliages Zn-Al. Ces alliages sont largement utilisés dans l’industrie automobile en raison de leurs excellentes propriétés mécaniques. Dans un premier temps, nous avons étudié les effets des paramètres procédé (les vitesses d'injection, le temps de compression, la course de commutation et la course du pré-injection) sur la formation des porosités des pièces moulées sous pression. Cette approche méthodologique s’appuie sur une étude expérimentale/numérique par l'analyse des micrographies et la densité des pièces. Dans un deuxième temps, un modèle numérique qui permet de modéliser la formation des retassures pendant la phase de solidification de l'alliage a été développé. Ce modèle se base sur une approche des champs de phase qui inclut la prédiction de la croissance d’une phase gazeuse dans une phase liquide.
Origine : Version validée par le jury (STAR)