JMatPro 压铸行业整体解决方案白皮书
概述
JMatPro 以 CALPHAD 热力学计算为底层核心，依托完备合金数据库与多物理场性能模型，为压铸企业提供合金选型、成分优化、工艺仿真、性能预测、缺陷前置规避全流程数字化解决方案，大幅降低试错成本、缩短研发周期、提升压铸件良品率与力学性能。
压铸合金材料性能模拟与预测
针对铝合金、镁合金等主流压铸合金，JMatPro可完整计算凝固过程、相变行为、热物性能、力学性能，为压铸工艺制定与材料选型提供量化依据。
- 关键热物性能：固相/液相分数、密度、热导率、比热容、焓、潜热、膨胀系数、黏度、表面张力等
- 关键力学性能：杨氏模量、剪切模量、泊松比、屈服强度、抗拉强度、硬度等
- 工艺关联：预测不同冷却速度下的强度、枝晶间距、相组成变化
通过模拟提前锁定材料在压铸态/热处理态下的性能表现，避免现场反复调试。
压铸合金热处理设计
JMatPro支持固溶、时效、退火、T5/T6等热处理工艺模拟，精准预测不同工艺制度下的析出相演变、强度、硬度、韧性变化，帮助工程师快速找到最优工艺窗口：
- 确定最佳固溶温度 / 时效温度 / 保温时间
- 避免过烧、析出相粗化、性能不达标等问题
- 替代大量实验，缩短工艺调试周期
压铸工艺设计与优化
JMatPro可与ProCAST、Magma、Deform等主流压铸CAE软件深度耦合，提供高精度材料性能参数，实现：
- 压铸温度场、流场、应力场精准仿真
- 优化浇铸速度、模具温度、冷却策略
- 减少缩孔、疏松、变形、开裂等缺陷
- 提升压铸件致密度与结构稳定性
压铸合金材料设计与优化
通过JMatPro API的高通量计算和性能筛选，批量计算不同合金成分和热处理制度下的材料性能：
- 自定义元素范围与性能目标（强度/硬度/韧性/耐蚀性）
- 自动计算成百上千组方案，一键输出最优成分 + 工艺
- 快速开发高强、高韧、高导热压铸专用合金
- 实现材料性能与成本的最佳平衡
典型案例：AC4B铝合金优化设计
AC4B铝合金成分范围（wt%）为：7～10 Si，2～4 Cu，<0.5 Mg，≤1.0 Zn，≤1.0 Fe，≤0.5 Mn，≤0.35 Ni。在自由状态下强度 >170 MPa，T6时效处理后强度 >240 MPa。
针对Si、Cu、Mg、Mn、Zn、Ni、Fe等元素各取3水平进行正交试验设计，共18种方案。采用JMatPro软件计算结果显示，最优方案（Si9Cu4Mg0.3Ni0.3Zn0.8Fe0.9Mn0.3）在100℃/s冷却速率下的0.2%屈服应力最高，达316.44 MPa。
元素对机械性能影响的次序为：Cu > Fe > Si > Mg > Mn > Zn > Ni。
MatSimKit 产品赋能压铸行业
MatSimKit 系列工业应用软件基于 JMatPro 计算引擎构建，将上述材料计算能力进一步产品化、工程化，提供更便捷的操作界面与更紧密的 CAE 集成方案，为压铸企业的数字化转型提供专业支撑。