基于数值模拟的通海阀铜合金铸件工艺优化

针对某船舶通海阀在铸造过程中易产生缩孔、缩松等缺陷问题,以Cu-7Ni-7Al-4Fe-2Mn合金通海阀铸件为研究对象,使用三维制图软件UG构建了铸件3D模型,并结合通海阀铸件的结构特性,设计了底注式浇注系统。利用数值模拟软件模拟了铸件的砂型铸造过程,分析了可能出现缩孔、缩松缺陷的位置,优化了通海阀铸件的浇注系统。研究了浇注温度、浇注时间、铸型预热温度等参数对铸件缩孔、缩松率的影响规律,结合正交试验方法优化出匹配的铸造工艺参数。研究结果表明,工艺参数对通海阀铸件缩孔率的影响程度从大到小依次是浇注时间、铸型预热温度、浇注温度。优化后的工艺参数分别为浇注温度1 200℃,浇注时间30 s,铸型预热温度35℃。通过在铸造缺陷较多的部位增大冒口尺寸,有效减少了缩孔、缩松铸造缺陷的产生。     

铝合金湿式汽缸套离心铸造工艺设计

设计了铝合金湿式汽缸套的离心铸造工艺,借助ProCAST对铸造工艺进行模拟,以铸件缩孔缩松体积为评价指标,通过正交试验确定工艺参数对铸件缩孔缩松体积的影响。结果表明工艺参数对铸件缩孔缩松体积的影响大小顺序为:铸型温度浇注温度离心转速。离心转速1200 r/min、浇注温度710℃、铸型温度280℃为最优工艺参数,此参数下离心铸造加工汽缸套铸件表面质量良好,无明显缺陷,符合实际产品技术要求。     

基于数值模拟的箱体浇注系统设计与优化

利用铸造分析软件对变速箱箱体消失模铸造原工艺浇注系统进行模拟。初始工艺参数:浇注温度为1420℃,负压为-0.05MPa。通过观察分析模拟结果,预测了原工艺的充型时间、凝固时间以及铸件中可能存在的缩松、缩孔缺陷的分布与尺寸。针对这些缺陷设计了新的浇注系统并进行模拟。采用修改后的浇注系统,工艺参数不变,通过对金属液的充型和凝固过程的动态观察,发现新设计的浇注系统能减少缩松、缩孔缺陷。     

热控凝固工艺对薄壁变截面铸件凝固组织和力学性能的影响

先进航空发动机用机匣等高温合金构件不断向结构复杂化和薄壁轻量化发展,易导致充型困难、组织不均匀和凝固缺陷等问题,对该类铸件的精密铸造技术和工艺控制提出了新的挑战。针对上述问题,文中比较了常规铸造工艺与热控凝固工艺下K4169合金薄壁变截面特征件的充型情况、缩松、组织以及力学性能,并对热控凝固工艺参数进行了探索。结果表明,在常规铸造工艺下,特征件薄壁部位的充型率仅为26%,变截面部位出现了缩松。采用浇注温度为1 360℃的热控凝固工艺可以使铸件薄壁部位的充型面积提高226%,显著减少铸件中的缩松,获得了细小的晶粒组织,平均晶粒尺寸为624μm,二次枝晶间距为116μm,Laves相的数量相对较少。同时,由于低浇注温度的热控凝固工艺有效实现了凝固组织细化和缺陷控制,合金在700℃条件下的抗拉强度提高了7%,伸长率由6%提高至8%。     

刹车卡钳叠型铸造数值模拟分析及工艺优化

采用有限元分析软件Procast对某轿车刹车系统卡钳叠型铸造时充型和凝固过程进行了模拟和研究,预测了缩孔、缩松等铸造缺陷出现的位置.结果表明,这些模拟缺陷与实际缺陷位置基本一致.同时,根据模拟分析结果对铸造工艺进行优化,采用反向浇注、切断分支直浇道的优化工艺稳定了浇注系统中的铁液,改善了缸体部位的缩孔、缩松.提高了铸件的合格率.     

工艺参数对离心铸造TiAl合金杆形件缩孔缺陷影响的数值模拟

采用数值模拟方法研究了离心铸造工艺参数对TiAl合金杆形件缩孔缺陷的影响,并根据凝固温度场对影响的原因进行了分析。结果表明,提高浇注温度,补缩效果提高,当浇注温度为1 600℃时缩孔缺陷水平最低;提高型壳预热温度,补缩效果提高,缩孔缺陷水平降低;提高浇注速度,补缩效果降低,缩孔缺陷水平提高;提高离心转速,补缩效果提高,缩孔缺陷水平降低。     

铝合金发动机缸盖铸造工艺的计算机模拟分析

在对铝合金发动机缸盖进行工艺分析的基础上,制定了3组浇注方案,分别为缝隙式顶冒口补缩浇注系统、顶冒口直接浇注系统、半开放式半包围型横浇道浇注系统.通过使用铸造数值模拟软件对金属液的充型和凝固过程进行数值模拟,认为缝隙式顶冒口补缩浇注系统为最优方案.确定了缸盖的优化工艺参数:模具预热温度为400℃,浇注温度为720℃.在该组优化的工艺参数下,通过对金属液的充型和凝固过程的动态观察,预测了充型时间、凝固时间和可能存在的缩松、缩孔及气孔缺陷的分布与体积分数.     

球墨铸铁台车车体的铸造工艺设计及数值模拟

对球墨铸铁台车车体进行初步的铸造工艺设计,主要为浇注系统和冒口的设计;运用铸造数值模拟软件ViewCast对其凝固过程进行模拟,预测可能产生的缩孔、缩松等铸造缺陷及部位,从而改进不合理工艺.经过多次ViewCast模拟优化而获得最优工艺,最终消除了铸造缺陷.     

基于ProCAST的叶轮熔模铸造凝固过程数值模拟

运用ProCAST铸造模拟软件对某型叶轮铸造工艺过程进行了数值模拟,分析了在温度场下型壳初始温度对铸件缺陷的影响和在应力场下浇注温度、浇注速度对铸件有效应力的影响,并进行了相关的实验验证.结果表明:当型壳预热温度达到400℃时,可以消除叶轮内部的缩孔、缩松缺陷;适当地增加浇注温度,可以降低铸件的有效应力,得到质量良好的铸件.     

阀盖精密铸造的充型和凝固模拟

应用ProCAST软件对QT500-7球墨铸铁阀盖精密铸造工艺进行数值模拟,研究其在充型、凝固以及冷却过程中的温度场、固相率、缩孔和缩松的变化。本文通过顺序凝固原则进行铸造工艺设计,采用顶注式浇注系统,采用内浇道直接补缩铸件厚大部位,浇注温度为1380℃。在此条件下,铸件快速平稳地充满型腔,未产生溅射、卷气、夹杂;铸件缩松缩孔缺陷得到改善,工艺出品率为78%。