灰铸铁件冒口的计算图表

本文分析了友铸铁件的凝固特性,冒口特点和冒口计算的影响因素,在“比例法”的基础上推荐了明项冒口和暗边冒口的计算图表。     

冒口模数设计的图解法尺寸确定

以圆柱和腰圆冒口为例，提出了坐标曲线网络图方法。根据已知的冒口模数，由坐标曲线网络图确定任意比例的冒口尺寸。     

冒口尺寸网络图确定法

以圆柱和腰圆形冒口为例，提出了坐标曲线网络图方法，根据已知的冒口模数，由坐标曲线网络图即可确定任一比例的冒口尺寸。     

用均衡凝固分段比例法设计铸铁件冒口

铸铁件冒口的设计是工艺设计中的重要环节,尤其是厚大件的冒口设计更为重要.应用均衡凝固技术,采用分段比例法确定冒口尺寸,收到了良好的效果.     

DISA铸造生产线工艺冒口设计的探究

采用CAD/CAE与实验相结合的方法对DISA铸造生产线工艺冒口进行了研究,对比了均衡凝固冒口与控制压力冒口、热冒口与冷冒口在DISA铸造生产线球铁件生产中的补缩效果。实验铸件采用垂直分型浇注方法。首先进行三维工艺造型和凝固数值模拟,观察了铸件中的缩孔、缩松缺陷,并统计缩松体积值。然后进行浇注实验,对铸件产生的收缩体积进行了汇总并与模拟结果进行对比。结果表明,DISA铸造生产线工艺冒口应选择热冒口工艺下的均衡凝固冒口。     

工艺参数对K403镍基合金圆形平板件热裂的影响

研究了K403镍基高温合金圆形平板铸件的热裂问题,用ProCAST软件对两种冒口设计工艺的凝固过程进行了对比分析,并与实际浇注试验进行了验证。结果表明,采用分体冒口设计,冒口与零件结合处产生应力的时间为2.7h,采用集中冒口产生应力时间大于5h;采用4个分体冒口设计,冒口与铸件结合处产生的最大应力值仅为12 MPa,是集中冒口应力的20%~30%,极大降低了热裂倾向。结果表明,采用分体冒口设计及降低浇注温度均能避免热裂出现,与模拟结果符合。     

周界商法的实用性分析

通过理论分析和计算实例分析，说明用铸件几何模数和冒口几何模数计算的周界商来求解铸钢件冒口，其值均在实验曲线之上，留有补缩余量，完全能满足工艺要求。由此可以证明周界商法求解铸钢件冒口的实用可靠性。文章还进一步说明，理论曲线是通过铸件和冒口的有效模数进行计算得到的，这种理想冒口小于实用冒口是正常的。     

保温冒口在大型球铁件生产中的应用

以４５０ｍ２烧结机台车体球铁件为例，介绍了保温冒口的设计过程。实践表明，大型球铁件保温冒口的有效补缩距离远大于计算值，只要冒口的有效模数和补缩铁水量足够大，就能生产出无收缩缺陷的铸件。     

铸造用高效发热保温冒口的研究

为了尽可能地减少和防止铸件的缩孔和缩松缺陷,在实际生产中,常常要使用发热保温冒口,其补缩效率可高达30%~60%。发热保温冒口由发热材料、保温材料、耐火骨料和粘结剂按一定比例混制制作而成,制作冒口所用的原材料来源广泛且无污染。所以使用发热保温冒口给铸件补缩已经成为目前的主流趋势。     

基于有限元CAE的回转体零件凝固工艺数值优化

根据有限元CAE对回转体铸钢件的凝固进程进行了数值模拟。通过CAE反馈信息进行了凝固工艺的数值优化设计。模拟表明，按照传统比例法设计的冒口能够保证铸件质量，但冒口数目多，工艺出品率偏低。通过减少冒口数目并适当设置冷铁，既消除缺陷，又提高出品率。通过模拟优化的实施，预测工艺出品率将提高12％。     

制动鼓夹砂结疤缺陷的成因分析及防止措施

调查分析了乘用车制动鼓铸件夹砂结疤缺陷所占比例及分布规律,根据缺陷外观形貌,分析其形成机理,确定这种夹砂结疤缺陷可能为冲蚀性夹砂缺陷.对原浇注系统工艺设计进行了模拟分析,进一步确定产生冲蚀夹砂缺陷的可能性较大,最后使用模拟分析手段提出简单有效的防止措施:取消与冒口连接的浇道,适当地加大冒口,将原工艺与冒口连接的浇道质量...     

某轮毂垂直造型工艺砂孔问题的分析和解决

分析了某轮毂铸件垂直造型工艺砂孔缺陷问题,对比了浇口杯位置对冲砂问题影响。当浇口杯、直浇道和浇连冒口为垂直方向直线分布,铁水对冒口颈附近冲击较强,容易导致砂孔比例增加。通过铸型硬度分析,认为砂孔缺陷主要原因为模型结构导致冒口颈附近型砂强度偏低。通过优化模型工艺、提高局部型砂强度措施,最终解决了该产品砂孔问题。     

基于有限元模拟的铸钢车轮凝固工艺优化

根据有限元模拟原理,基于ANSYS软件环境对机车车轮大型铸钢件的凝固进程三维非稳定温度场进行了数值模拟.通过有限元模拟的反馈信息进行了铸件凝固工艺的优化设计.模拟结果表明,按照传统的比例计算法设计的冒口系统能够保证铸件产品的质量,但冒口数目多,铸件工艺出品率偏低.如果单纯减小冒口尺寸以提高工艺出品率,则车轮铸件的顺序凝固条件将会受到破坏,导致缩孔缩松缺陷产生.通过减少冒口数目并设置冷铁,则可通过冒口和冷铁的联合作用,既保证无缺陷凝固工艺过程的实现,又能提高工艺出品率.通过模拟优化的实施,预测工艺出品率将提高12%.     

小口径阀体铸钢件的工艺设计

在阀体新工艺设计中，把原来采用热节圆比例法改为模数法设计冒口，将中法兰上的两个补贴改为一个补贴。通过在同体上设置的７个测温点的温度变化曲线，以及对阀体的Ｘ射线探伤、解剖检查均没发现任何铸造缺陷、说明新工艺方案中冒口和冒口补贴设计合理。铸件工艺出品率由５３％提高到６２％。     

提高铸钢件工艺出品率的方法及其应用

介绍了一种提高铸钢件工艺出品率的新方法.采用K值计算模数法设计冒口,使用保温冒口和覆盖剂以增强冒口的补缩,并采用计算机凝固模拟软件--InsteCast华铸CAE,验证铸钢件铸造工艺的可行性和可靠性.大量的生产实践表明,该法可在确保铸件品质的前提下,有效地提高铸钢件的工艺出品率,降低铸件的生产成本,值得推广应用.     

矩形电磁冒口内部磁场分布模拟研究

为了寻求更加有效的钢锭补缩技术,采用数值模拟方法研究了电磁补缩过程中矩形电磁冒口内部的磁场分布规律。结果表明,冒口内部磁感应强度在高度方向呈"两边小,中间大"的分布趋势。感应电流、电流频率、磁场作用位置等均对冒口内部磁场分布产生影响。为了在试验矩形冒口顶部获得稳定的热中心,电流控制在150~200A间,电流频率选择2000Hz,感应器底部与冒口底部距离控制在100~110mm之间,模拟值与实测值误差在10%以内,能够满足工程技术要求。     

对均衡凝固理论短薄宽冒口颈设计的合理性验证

采用CAD/CAE与实验相结合的方法,对均衡凝固理论短薄宽冒口颈设计的合理性进行研究。在保证冒口颈模数相同的情况下,对试样的冒口分别设计圆柱体、长方体、正方体和短薄宽冒口颈。实验用铸件采用垂直分型浇注方法,首先对其进行三维工艺造型和凝固数值模拟,观察不同冒口颈下铸件存在的缩孔、缩松缺陷,并统计缩松体积值。然后进行浇注实验,对实际铸件产生的收缩缺陷进行统计分析并与模拟结果进行对比。结果表明,短薄宽冒口颈补缩效果最好。     

基于ProCAST的KU-1004铸件工艺分析与优化

采用ProCAST软件,对KU-1004铸件的两套工艺方案从充型、凝固两个方面进行对比分析,并对顶注工艺的补缩系统进行优化设计,采用腰形冒口,按照模数比例增大冒口尺寸,扩大了补缩通道,将法兰根部的热节推移到冒口中去,有效地避免了铸件中缩孔、缩松的产生。     

铸钢件冒口离开热节补缩机理的研究

文章在综述了铸钢件顺序凝固补缩理论和目前生产中常用的模数法、补缩液量法、比例法、工艺出品率验算法、冒口三次方程计算法等冒口设计方法之后,分析了铸钢件冒口尺寸、位置及其形成的顺序凝固模式与铸件收缩缺陷的关系,即冒口设计过大和冒口放在热节上,导致热量过分集中,形成较大的接触热节,并不能实现凝固全程的顺序凝固补缩,造成铸件与冒口邻接处常常发生缩孔、缩松、热裂、晶粒粗大、偏析等缺陷.在冒口离开热节工艺实践和动态顺序凝固理论研究工作的基础上,本文首先对5t～10t铸钢半齿圈冒口离开热节工艺进行了分析研究,统计计算了半齿圈轮缘和轮毂薄壁分析的物理模数、冒口偏移距离、冒口有效补缩距离与冒口有效补缩范围,得出了轮缘上冒口离开热节后中间薄壁处的效应增大系数厂=1.17,冒口偏离系数S=3.04,并推导出了半齿圈类铸钢件冒口偏离系数、冒口偏移距离与冒口有效补缩范围以及铸件结构之间的定量关系式.然后按照结构对称性,截取半齿圈铸件轮缘的一部分,将其简化成"T”型试样,轮缘作为主壁,轮辐简化成"T”型试样的辅壁,利用计算机凝固数值模拟,得出了每一厚度的辅壁在凝固初期,对主壁都起到加热作用,即为热筋,当辅壁完全凝固后,对主壁又会起到冷却作用,即变为冷筋,也就是在试样凝固过程中,都有一个从热筋到冷筋的转变过程,"T”型试样随着凝固时间的推移,由于辅壁凝固后期对主壁的冷却作用,两壁相交区域的几何热节由辅壁下部一分为二向两侧推移,铸件热节这种随凝固时间的变化而变化的性质称为热节的动态性.随着辅壁厚度的增大,热节分裂越来越晚,凝固最后两个热节中心距离也越近,铸件热节随铸件几何尺寸以及铸件一铸型系统内其它各构成因素变化而变化的性质,称为热节的系统性.当铸件的几何节最后凝固为永久热节时,冒口离开几何热节才是真正的冒口离开热节.对21511半齿圈铸件轮缘上5种冒口位置的模拟方案中,冒口偏移距离570mm为推荐的工艺方案,冒口离开热节后,靠接触热节和流通效应的作用,维持了中间薄壁部分补缩通道的畅通.对于21511半齿圈冒口离开热节后,冒口补缩时间可缩短11%,冒口模数可减小5.7%,冒口体积可减少16%,冒口补缩效率可提高2%,铸件工艺出品率可提高3.4%,平均生产每吨铸件节约冒口消耗钢水84kg.通过生产统计与数值模拟,最后对铸钢半齿圈给出了冒口离开热节补缩工艺设计的一般方法,使铸钢件冒口离开热节动态顺序凝固理论实用化向前迈进了一步.     

均衡凝固技术在机座铸造工艺设计中的应用

以往,本厂在设计铸铁件浇注系统时,主要将它作为引导金属液充满型腔的通道,在确定浇注系统各单元的结构、尺寸和比例时,也只考虑到金属液流动的速度和方向,要求其流动平稳、减少紊流、确保挡渣.很少考虑浇注系统当冒口对铸件进行补缩,铸件的补缩主要是靠设置冒口来完成.近两年来,在运用均衡凝固理论[1]设计铸铁件浇注系统和冒口类型时,注意到均衡凝固有限补缩的概念:浇注系统当冒口补缩设计方法.