Charakterisierung und Modellierung der Fließeigenschaften des flüssigen und teilerstarrten Metalls ohne und mit der Anwesenheit von Fremdpartikeln

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Das Ziel von Teilprojekt 5 ist die detaillierte Bestimmung der Fließeigenschaften der teilerstarrten Aluminium-Legierung A356. Im Rahmen der ersten Antragsphase wurde ein Fließgesetz für Feststoffgehalte bis ca. 40% entwickelt und dem Teilprojekt 1 zur Implementierung in die Simulationssoftware StarCD zur Verfügung gestellt.Der Einfluss von Partikel-Größe und Form, dem Fremdpartikelgehalt (hier: Oxide) des Materials sowie von Wandgleiteffekten müssen zur vollständigen Beschreibung des Fließverhaltens noch weiter untersucht und in das vorhandene Modell integriert werden.Das erstellte Simulations-Modell wird anhand eines Formfüll-Experiments validiert. Hierzu wird eine geometrisch einfache Gießform eingesetzt, die aber die typischen Merkmale wie Querschnittsverengung und Strömungsumlenkung aufweist.Anstelle von A356 wird im Formfüll-Experiment eine niedrigschmelzende Zinn-Blei-Legierung als Modell-Suspension verwendet. Dies erlaubt die Verwendung einer Gießform, bei der eine Seitenwand aus hochtemperatur- und druckbeständigem Glas besteht. So kann der Formfüllvorgang optisch vollständig beobachtet werden.Die Validierung des Modells erfolgt durch Vergleich der berechneten und der tatsächlich beobachteten Fließfront sowie anhand des berechneten und gemessenen Drucks im Vorlagebehälter.