中文摘要
摘 要
镁合金汽车仪表板横梁（Cross Car Beam ，简称CCB ）主要由压铸工艺进行生
产。由于模具设计或压铸工艺的不合理，容易产生诸多压铸缺陷，严重影响产品
质量。将压铸数值模拟技术与实际生产相结合，可以更好的进行模具设计、工艺
参数优化及缺陷分析，对压铸生产具有一定的指导意义。本文对镁合金汽车 CCB
进行了压铸过程数值模拟研究、工艺参数优化以及压铸缺陷分析。主要工作及结
论如下：
① 基于ProCAST 软件，模拟了CCB 的压铸过程，通过求解温度场、速度场、
应力场，对卷气、浇不足、缩孔、裂纹等缺陷进行预测。结果表明，充型过程金
属液由近及远顺序填充，但CCB 远端区域存在卷气和浇不足问题；凝固过程金属
液由远及近进行凝固，但CCB 厚壁区域最后凝固，存在孤立液相区且应力集中较
为严重，CCB 远端厚壁区域缩孔数量较多，CCB 变截面区域和极大圆角区域热裂
倾向性较大。
② 通过正交设计、田口设计、响应面试验设计等方法，研究了浇注温度、模
具预热温度、压射速度三种压铸工艺参数对CCB 质量的影响。结果表明，对充型
时间而言，压射速度对其影响非常显著，而浇注温度和模具预热温度对其作用有
限；对热裂倾向性和缩孔率而言，温度参数（模具预热温度和浇注温度）对其影
响显著，其中模具预热温度对热裂倾向性影响更大，浇注温度对缩孔率影响更大，
而压射速度对二者作用有限。另外，获得了CCB 的最优压铸工艺参数组合：浇注
温度660℃、模具预热温度220℃、压射速度4 m/s 。在该水平下，热裂倾向性为
0.1822 ，缩孔率为1.4794 cc，综合质量最佳。
③ 进行了 CCB 压铸生产试验，对合格样件进行力学性能测试，对不良样件
进行缺陷分析。结果表明，合格零件的屈服强度约为120 MPa，抗拉强度约为230
MPa ，延伸率约为9% 。压铸缺陷主要位于 CCB 中间支架和高塔两个区域，主要
为冷隔、热裂纹。从合金元素、零件结构、模具及浇排系统、压铸工艺等几个方
面进行缺陷分析并相应给出改善对策。结果表明，热裂纹的形成与局部应力集中
和氧化夹杂、缩孔、微裂纹等内部缺陷有关；冷隔缺陷的形成与金属液温度较低
及其分流现象有关。
关键词：镁合金汽车CCB；压铸工艺；数值模拟；工艺优化；缺陷分析
I
英文摘要
ABSTRACT
Automotive cross car beam (CCB) of magnesium alloy is mainly produced by die
casting process. Because of unreasonable die design or die casting process, many die
casting defects are easily produced, which seriously affects product quality. Combining
the numerical simulation of die casting with the actual production, the numerical
simulation of die casting process, the optimization of process parameters and the
analysis of die casting defects can be better carried out, which has a certain guiding
significance for die casting production. In this paper, the numerical simulation of die
casting process, the optimization of process parameters and the ana
