基于数值模拟的杆状钛合金铸件熔模铸造工艺研究

根据杆状钛合金铸件的结构特点,分别采用顺序凝固理论和均衡凝固理论设计浇注系统,并利用数值模拟方法对两种浇注系统进行了仿真,分析了杆状钛合金铸件的温度场、应力场情况,确定了利用均衡凝固理论的铸造方案适合生产该铸件,根据模拟结果,对铸造工艺方案进行优化模拟。采用优化后的铸造工艺方案生产铸件,获得了合格的符合客户需求的杆状钛合金铸件。      

石墨铸型材料对钛合金内环铸件冶金质量的影响研究

目的研究不同石墨铸型材料对钛合金内环铸件冶金质量的影响。方法试验选取颗粒直径分别2,0.8,0.04 mm的3种典型石墨材料,制备内环石墨铸型,采用离心浇注,然后对3种不同石墨材质研制的ZTC4钛合金铸件进行表面目视检验、荧光和X光检测。结果 2,0.8,0.04 mm这3种颗粒直径的石墨铸型材质研制的铸件表面外观和荧光质量依次提高,其中荧光缺陷平均数量依次为21.4,13.9,2.2个/件;铸件内部缺陷数量均小于1.5个/件,夹杂均小于0.7个/件。结论不同颗粒度直径的石墨铸型对铸件的外观和荧光质量会产生显著的影响,而对铸件内部冶金质量影响较小。     

复杂结构ADC12铝合金汽车支架挤压铸造工艺参数优化

目的 解决ADC12铝合金汽车发动机支架在挤压铸造成形工艺下的缺陷问题。方法 利用ProCAST模拟软件对该汽车发动机支架的挤压铸造充型和凝固过程进行模拟,对挤压铸造工艺参数进行正交试验设计并模拟得到最佳工艺参数,对铸件浇注远端厚壁部位采取局部加压优化措施,并对厚壁部位进行X-Ray探伤,观察铸件的缺陷情况。结果 对挤压铸造的工艺参数进行正交试验极差分析后,发现各工艺参数按对铸件凝固后质量的影响程度从大到小的顺序依次为挤压比压、浇注温度、模具温度。通过正交试验得到优化后的工艺参数为浇注温度730 ℃、模具温度300 ℃、挤压比压150 MPa。局部加压时挤压销的最佳激活时间为4 s,此时可以完全消除铸件内部的缩孔缩松缺陷。选择优化后的工艺参数生产该汽车发动机支架,产品外观完整,没有出现表面裂纹等缺陷。在X-Ray探伤下无明显缺陷,内部质量良好。结论 选择合理的浇注温度、模具温度和挤压比压可以有效减少铸件内部的缩孔缩松缺陷,采用局部加压并合理控制挤压销的激活时间可以完全消除缩孔缩松缺陷。     

钛合金阀体件“一模多件”铸造工艺优化设计

目的 对钛合金阀体件“一模多件”铸造工艺进行优化研究,达到降低成本、保证铸件产品质量的目的。方法 以ZTA2钛合金阀体件为研究对象,基于零件壁厚范围较宽的结构特点、零件的技术要求与生产实际现状,结合经验分析及数值模拟仿真技术进行铸造工艺设计。结果 确定分型面和浇冒口的设计,在热节点及孤立液相区域设置补缩冒口,通过数值模拟对铸件模拟结果的缩孔缩松情况进行分析,优化冒口的设计,增加补缩通道,最终确定合理的“一模多件”开放式浇注系统。对于“一模多件”铸造工艺,通过合理设计浇注系统,可以有效保证浇注过程中各层铸件的平稳浇注。浇注系统宜采用开放式的浇注系统,直浇道、横浇道、内浇口的截面积比例为1∶2∶4。结论 采用机加工石墨型铸造,在真空凝壳炉完成熔炼,在浇注温度为1 770 ℃、模壳预热温度为200 ℃的情况下,采用重力浇注的形式在真空凝壳炉中铸造生产出钛合金阀体件,所获得的铸件无铸造缺陷,其成分和力学性能均满足质量要求。研究结果表明,在铸造过程中使用数值模拟技术可以优化铸造工艺设计,缩短产品试制周期,大大提高生产效率。     

基于计算机模拟的支架铸钢件铸造工艺设计及优化

目的对ZG270-500铸钢支架的铸造工艺进行优化设计,以达到工艺简单、成本低、操作简便、质量良好等要求。方法使用三维CAD软件和铸造模拟软件对相应铸造工艺方案进行了三维建模和铸造过程的模拟。针对工艺初始浇注系统设计了正放、倒放,底注式、阶梯式共4种不同组合的浇注方案。在对充型温度场进行模拟后,选择了倒放阶梯式与正放底注式浇注系统进行后续模拟。在对凝固进行模拟后,最终选择了正放底注式的方案并进行后续优化。在设计补缩系统时,通过多次调整冒口的位置与尺寸,以及冷铁的位置、尺寸与形状,达到工艺优化的效果。结果 4种初始方案中,倒放阶梯式浇注系统有利于顺序凝固,正放底注式浇注系统较为经济环保。凝固过程中,正放底注式浇注系统的疏松疏孔液相孤立区存在于铸件顶部,有利于补缩。初始补缩系统有效补缩了顶面两孔中心缺陷,优化后可使顶板和肋板的连接处,凝固最晚区域的缺陷大为改善。结论模拟表明,最终方案可基本消除铸件中的缺陷,保证铸件的质量与良好的工艺性。     

灰铸铁的车床拨叉铸造成形工艺的研究

为了进一步探讨铸造成型工艺技术的改进,文中应用灰铸铁完成了车床拨叉铸造成形工艺的设计分析,首先确定了设计的车床拨叉在确保零件的机械性能的情况下选定为HT250灰铸铁,进而确定了上下联模的铸造工艺,在零件毛坯的铸造工艺的详细设计中完成了铸件浇注位置的确定、分型面的选择的分析,型芯确定了干芯并依据砂芯设置设计原则完成了其铸造工艺的设计,通过零件部分的就算实现了合理的浇注系统设计以及模样在模板上的装配设计,最后完成了砂箱设计、支座铸件芯盒的确定和给出了整体铸型装配设计工艺,这一研究对于铸造成形工艺的进一步规范化发展具有一定的意义。     

大型铸钢件热场测定与计算机数值模拟的研究

本文报导了对大型铸钢件热场测定以及计算机数值模拟的结果。对大型铸钢件的温度场进行测定,并对检测得到的数据进行处理,获得有关浇注金属及铸型材料的热物理参数用于计算,从而获得铸件的温度场分布,以此核对铸件生产工艺的合理性,对不同工艺进行浇注的数值模拟计算,得到较为合理的铸件生产工艺,可供生产参考。     

Monel合金蝶板的成型工艺及力学性能

为解决Monel M30C合金蝶板铸件常见的疏松、缩孔、气孔缺陷问题,对Monel M30C合金铸造DN250蝶板和DN350蝶板的铸造工艺、铸型及力学性能进行了研究。结果表明:采用铸出孔,球冒口水平补缩精铸工艺,是DN250及其以下蝶板批量生产的首选精密铸造工艺方案;采用缝隙式内浇口,综合使用顶冒口和冷铁的垂直浇注工艺,是DN350及其以上蝶板批量生产的首选砂型铸造工艺方案;楔形金属铸型浇注的试样,其力学性能符合ASTM A494--2009要求,建议采用楔形金属铸型浇注试样。     

铝合金汽车转向节精密铸造工艺研究

目的 对某铝合金汽车转向节的精密铸造工艺进行设计与优化研究,以得到合格的铝合金汽车转向节的精密铸造工艺方案。方法 结合铝合金转向节铸件的结构特征、铸件材料特性和铸造经验,在转向节铸件主体部和鹅颈部各开设一个内浇口,设计了铝合金转向节初始浇注方案;通过在初始工艺方案中铸件缺陷较严重的区域设置补缩冒口、在铸件顶部增设排气道等措施给出了铝合金汽车转向节的优化浇注方案,基于ProCAST软件建立了铝合金转向节精密铸造2种浇注方案的有限元模型,对铝合金转向节精密铸造的充型过程、凝固过程及缩孔缩松特性进行了数值模拟与分析。结果 铝合金转向节铸件初始浇注方案的充型过程相对稳定流畅,铸件在凝固过程中有孤立液相区的形成,完全凝固后铸件中间部位存在大面积缩松缩孔缺陷;优化浇注方案能够控制金属液的流动、充型顺序及凝固特性,铸件的整个凝固过程基本呈中间对称分布,最后凝固区域位于补缩冒口内部,最大缩孔缩松率控制在2%以下。结论 优化浇注方案的设计合理且有效,能够有效地消除铝合金转向节铸件的缺陷。     

空心阶梯轴温挤压成形数值模拟

目的研究空心阶梯轴温挤压成形的可行性。方法根据空心阶梯轴的结构特点,确定了成形方案,并利用Deform-3D软件进行了有限元数值模拟分析,对成形方案进行了验证。结果根据模拟结果得出,锻件的成形效果较好,没有出现充不满和折叠等缺陷,尺寸精度也较好。结论采用温挤压成形工艺成形空心阶梯轴,获得了满足尺寸要求的空心阶梯轴,成形过程稳定可靠,成形工艺可行。     

曲面薄壁钛合金铸件变形工艺控制研究

目的 研究曲面薄壁钛合金铸件变形规律及发生的阶段,提出防止变形的工艺措施。方法 通过对出气管铸件成形过程进行计算机模拟仿真,对蜡模、浇注成形后的铸件、热等静压后的铸件进行扫描拟合,分析了出气管在蜡模压制、铸造成形、热等静压过程中的变形,提出了控制蜡模变形和铸件热等静压过程变形的工艺措施,并进行了试验验证。结果 出气管蜡模在压制和放置过程中,远端浇口连接处发生翘曲变形,变形量约0.5 mm;铸件在无约束的热等静压过程中,发生扭曲变形,变形量约0.5 mm,蜡模变形和热等静压过程变形叠加,导致铸件变形约1 mm。结论 计算机模拟仿真可以有效缩短铸件研制过程,获得优质铸件;增加蜡模胎膜和约束下铸件热等静压,可以有效控制铸件变形,获得合格铸件。     

球铁后桥壳的铸造工艺设计及数值模拟

首先对后桥壳进行初步的铸造工艺方案设计,然后运用铸造数值模拟软件华铸CAE对其充型和凝固过程进行模拟,预测可能产生的铸造缺陷及部位,分析缺陷产生的主要原因,从而改进工艺.经多次CAE模拟优化获得最优工艺,可减少铸造缺陷,保证铸件质量.     

复杂铝合金结构件复合型整体精密铸造方法研究

以某电子舱铸件为例,阐述了一种复合型芯整体精密铸造方法.铸造时,壁薄难成形的部位采用熔模壳型,保证其充型完整;其他部位采用树脂砂型,保证其冶金质量和尺寸精度,从而获得了外形完整、组织致密、尺寸精度高的整体电子舱铸件.     

基于全连接神经网络的压铸件质量预测算法

目的 针对复杂压铸制造过程中高精度监控和质量预测问题,构建全连接神经网络,以提高压铸件缺陷分类和预测的准确性及高效性。方法 提出了一种基于全连接神经网络的算法,用于压铸件的质量预测。以汽车发动机下缸体为研究对象,先通过压铸岛采集关键工艺数据,后通过异常值处理和数据归一化进行数据预处理,再采用最小冗余和最大相关性的启发式算法(MRMR)进行特征处理,选出对压铸件质量影响较大的5个参数,该算法以3个压射速度、真空度、动模流量为输入层参数,以铸件质量为输出层参数。最后确定该算法的结构及各个参数,进行模型的训练与构建,并与不同算法进行性能比较。结果 与传统的决策树、SVM算法相比,该算法在相同数据集的分类和预测性能方面均更优,表明全连接神经网络在预测压铸缺陷方面具有优势。结论 该算法在实际应用中具有很大的潜力,证明全连接神经网络在预测能力和精度方面具有优势,可以为数据分类和预测提供更好的解决方案。     

钛合金泵体铸造工艺研究

本文针对结构复杂的钛合金泵体铸件,进行了铸造工艺研究,采用机加工石墨型铸造工艺方法,通过分体铸造,组焊成型的工艺措施,成功制造出符合图纸尺寸及技术要求的复杂钛合金泵体铸件。     

Investigation on Structure and Properties of Brass Casting

In this work, alpha (α) brass was poured in green sand mould and metallic chill mould at about 1050℃. Sand casting method and metallic chill casting method are representing the slow and fast cooling rates of the castings, respectively. The slow cooling rate in the sand mould produces larger grains, while the metallic chill mould produces smaller grains in the castings. As the grain size decreases, the strength of the cast brass increases; micro-porosity in the casting decreases and the tendency for the casting to fracture during solidification decreases. Thus, the faster cooling rate casting offers higher strength, density and hardness compared to the slow cooling rate casting.     

铝合金压铸工艺数值模拟分析

采用压铸工艺成形铝合金薄壁长轴类零件。首先根据压铸模具浇注系统的设计原则,对铝合金件压铸模的浇注系统进行了设计计算;其次运用procast软件对铝合金压铸成形工艺进行数值模拟,根据压铸过程中的温度场云图,进行了压铸模具的热平衡分析和压铸件的充型凝固分析;最后针对模拟的结果进行了压铸模具的设计。