局部加压铝合金的凝固变化及其数值模拟研究

局部加压方法是压铸中用于消除铸件厚壁处缩孔缺陷的一种新工艺.本研究通过实验模型测量局部加压过程中金属型、铸件和加压杆的温度变化曲线,分析了传热与凝固现象.结果表明局部加压使铸件的凝固时间大为缩短;加压杆前端的温度大幅上升,而金属型的温度则无明显变化.利用变网格技术,根据加压深度通过适时修改网格文件、初始和边界条件的方法,模拟了铝合金在局部加压过程中的凝固变化,并与试验结果进行了对比和讨论.     

局部加压铝合金的凝固变化及其数值模拟

局部加压方法是压铸中用于消除铸件厚壁处缩孔缺陷的一种新工艺.该研究通过试验模型测量局部加压过程中金属型、铸件和加压杆的温度变化曲线,分析了传热与凝固现象.结果表明,局部加压使铸件的凝固时间大为缩短,加压杆前端的温度大幅上升,而金属型的温度则无明显变化.利用变网格技术,根据加压深度通过适时修改网格文件、初始条件和边界条件的方法,模拟了铝合金在局部加压过程中的凝固变化,并与试验结果进行了对比和讨论.     

局部加压铝合金的成分偏析及其形成机理的研究

实验研究两种不同凝固特性的铝合金在局部加压工艺下的成分偏析现象.采用ICP法分析不同位置元素Cu的含量,结果表明:糊状凝固特性的合金AC4B易在加压杆下方15 mm处形成较严重的负偏析,离加压杆越远,偏析越轻.层状凝固特性的ADC12仅在加压杆圆柱面下方5 mm处有轻微的负偏析,同时加压杆圆柱面周围则形成了正偏析.AC4B中加压开始时间较早或较晚时,产生的偏析较轻.而ADC12中偏析程度几乎不受加压开始时间的影响.偏析的生成是因为局部加压使枝晶间的残余金属液产生局部流动而形成的.     

压力场对ZL101铝合金消失模铸造性能的影响

采用自行研制的压力凝固试验装置,研究了ZL101铝合金消失模铸造过程中,不同的压力和加压速率对铸件性能的影响.试验结果表明,随着外加压力的增加.铸件的密度和力学性能逐步提高,孔隙率显著降低,当外加压力达到0.5MPa以上时,ZL101消失模铸件的力学性能提高趋缓;加压时,不同的加压速率对消失模铸件的密度及性能影响很大,当加压速率为0.003～0.030 MPa/s时,铝合金消失模铸件性能较好;由于在压力下凝固,ZL101铝合金消失模铸件针孔等缺陷减少、密度提高,铸件耐腐蚀性进一步提高.     

一种解决熔模铸件缩松缺陷的方法

针对法兰精铸件中产生的缩松,缩孔缺陷,采用数值模拟进行了分析.结果表明,采用局部冷却、局部保温营造顺序凝固条件,可以减少铸件缩松缺陷.通过加强铸件厚大部位的冷却速度,打通铸件的补缩通道,创造顺序凝固的条件,能够消除铸件缩孔、缩松缺陷.     

镁合金薄壳压铸件充型凝固与热应力数值分析

以镁合金航空仪表壳为例,建立三维模型和有限差分模型,通过数值模拟镁合金薄壳在高压铸造过程中的充型温度场、凝固过程温度场及凝固过程应力场。分析模拟结果发现:在压铸过程中铸件局部温降梯度大的部分容易引起凝固过程的不一致,导致铸件局部应力过大,加大铸件的热裂倾向,通过分析结果预测铸件裂纹发生的区域,预测结果与实际情况吻合,并对原工艺提出相应的改进措施。     

铝合金真空吸铸加压凝固技术研究

在自行研制的真空吸铸加压凝固铝合金铸件浇注设备试验的基础上,分析了真空吸铸加压凝固的特点,针对有代表性的复杂铝合金铸件,分析该类铸件浇注系统设计的原理和浇注工艺参数的确定方法,研究了１种适合于大型复杂铝合金铸件制作方法。     

凝固条件与变质处理对ZL114A铝合金力学性能的交互影响

探讨了凝固条件与变质处理对ZL114A铝合金铸件T6处理状态下组织和力学性能的交互影响。实验证明,影响铸件力学性能的程度依次是:凝固压力、激冷方式、变质效果。采用加压凝固、冷铁激冷、变质处理的合理组合可以优化ZL114A砂型铸件的凝固组织和力学性能。     

A356.2铝合金轮毂局部增压铸造过程数值模拟

采用ProCAST软件模拟了A356.2铝合金汽车轮毂在局部增压铸造技术下的充型和凝固过程,探究了铸件的温度场、缺陷分布和应力场.结果表明:铸件基本符合顺序凝固,但是部分区域出现了热节;缩松、缩孔缺陷主要分布在轮辐与轮辋交界处、轮辐与中间毂交界处以及轮辋某些区域;合适的浇注温度、模具温度以及局部机械加压可以有效地减少缺...     

易切削钢9SMn28硫偏析的模拟

应用有限体积元法,模拟了易切削钢9SMn28凝固过程中温度场、流场及S元素的偏析。结果表明,铸件凝固具有顺序凝固特性;凝固过程中形成自然对流,随着凝固的进行,钢液熔融粘度增加,以致流动不能形成;S浓度变化是随凝固的进行而变化的,模拟的S偏析结果与实验结果吻合较好。     

基于MAGMA的发动机缸体模具压铸工艺分析

用MAGMA软件对发动机缸体模具进行压铸工艺分析,可以在模具加工前,对整个铸件成型过程进行模拟分析,模拟液态金属的充型、凝固、传热、温度场分布,准确预测缩孔及缩松的形成过程,以便设计者能尽早发现问题,及时修改工艺参数和模具设计。     

仿真技术在消失模铸造中的应用

随着计算机技术的发展,装备数字化、网络化、智能化是铸造技术革命的核心技术之一,仿真装备和技术作为铸造装备重要部分在铸造中逐步被应用。芜湖新兴铸管研究所通过仿真分析,为后期量化和批量化生产提供依据。消失模铸造充型仿真虚拟,实现了液态金属充型与凝固过程虚拟的可视化,为反复再现液态金属充型与凝固过程、预测铸造缺陷提供了依据,对工艺改进起到了辅助作用,减少了通过实际浇注试验来确定其铸造工艺的次数,降低了成本和对环境的污染。     

CAE技术在压气室铸件低压铸造工艺设计中的应用

结合铸件质量要求,基于铸造数值模拟技术,分析了低压铸造的充型凝固过程,预测了铸件中的缺陷分布;最终通过试制,确保了压气室低压铸件质量,为该件的顺利生产奠定了基础.     

普通压铸机的技术改造

局部加压法是特种压铸方法———精、速、密压铸 (ARD)的变形方式 ,适合于生产厚壁压铸件 ,能有效地提高机床和模具的使用寿命。针对壁厚悬殊的压铸件的生产难题 ,提出对普通压铸机进行技术改造 ,通过改变压铸机的控制线路或控制程序 ,使普通压铸机能以局部加压的方式进行生产 ,解决普通压铸机生产此类压铸件的难题     

低压铸造盘形壳体铸件的工艺优化

结合铸件质量问题,基于铸造数值模拟技术,分析了低压铸造的充型凝固过程,预测了几种改进工艺方案后铸件中的缺陷分布;最终通过试制,确保了盘形壳体低压铸件质量,为该件的顺利生产奠定了基础.     

压铸工艺对镁合金组织性能影响的研究

论述了压铸工艺条件下镁合金的凝固过程及特点,结合最近的研究进展,分析了压铸工艺对镁合金凝固组织及缺陷形成的影响,并探讨了压铸镁合金组织与性能之间的关系.     

基于数值模拟技术镁合金压铸模浇注系统优化设计

设计3种类型的浇注系统,运用铸造专用模拟软件JSCAST对3种浇注系统进行压铸数值模拟试验,分析液态金属充型及凝固过程中的速度场和温度场的分布,根据凝固规律有效预测铸件中可能存在缩孔及气孔缺陷的分布,从而选取T型浇注系统作为缸盖罩的最佳浇注系统并对其进行优化。试验结果验证了优化设计的可行性以及压铸过程数值模拟的可靠性,对压铸生产具有一定的指导意义。     

电磁搅拌下连铸方坯凝固组织模拟

运用ProCAST软件对连铸方坯凝固过程进行仿真模拟,同时利用CAFE模块对连铸坯凝固组织进行预测,模拟结晶器有无电磁搅拌条件下连铸坯凝固组织。仿真结果表明,电磁搅拌明显缩小柱状晶区、增大中心等轴晶区;对结晶器有无电磁搅拌条件下实际生产的连铸坯组织对比分析,证明模拟结果与试验结果吻合。