铝合金车轮低压铸造工艺数值模拟及应用

运用View-Cast软件对铝合金车轮的低压铸造过程进行了数值模拟,研究了凝固过程中温度场的分布,预测铸件在轮辐与轮辋连接部位可能出现的缺陷,分析了缺陷形成机理以及缺陷的分布规律,并提出了抑制缺陷产生的措施.研究结果表明,在上模和下模上设置冷却管改善了冷却能力,证明了管形冷却器是减少轮辋与轮辐连接处缺陷的有效方法.通过对实际铝合金车轮铸件X射线探测和力学性能的测试,模拟结果进一步被验证了.     

低压铸造铝轮毂缩松缺陷的数值分析及模具改进

通过数值模拟计算,发现低压铸造铝合金轮毂在充型完成后的很短时间内,铸件各部分都开始凝固,差别在于每一时刻各部位固相率不同.铸件缩松产生的原因是补缩通道的凝固冷却曲线与被补缩部分的凝固冷却曲线存在部分重合.在不改变模具结构的情况下,在上下模具轮辐对应部位覆盖隔热层,可使得轮辐部位的凝固冷却曲线位置升高,实现轮辐处冷却曲线与轮辋与轮辐的连接处的冷却曲线分离,消除轮辋与轮辐连接处的缩松缺陷;覆盖隔热层后,被覆盖的模具部分温度升高了20℃左右.     

汽车铝合金轮毂低压铸造工艺研究

以18英寸以上的大型铝合金轮毂为研究对象,运用ProCAST软件对原工艺的充型、凝固过程进行模拟,对轮辐与轮辋连接处出现的缺陷进行分析,从调整模具温度与结构、冷却工艺两个方面进行工艺优化,对实际轮毂铸件力学性能与微观组织两方面进行测试,得到了最佳工艺方案。     

具有复杂轮面的铝合金轮毂低压铸造工艺优化

以某具有复杂轮面的铝合金轮毂为研究对象,运用ProCAST软件对铸件的充型、凝固过程进行模拟,以预测气孔、缩孔、缩松等缺陷的发生部位,并分析出现原因,从而进行工艺优化。结果表明,当降低初始升液速度至65mm/s时,铸件浇口附近的气孔缺陷减少。通过调整边模水冷系统水流速度至0.75m/s,并在轮辐两侧设立补缩通道,减小轮辐与轮辋连接处的热节面积,缺陷基本消除。使用优化方案对铸件进行试制,所得铸件无明显缺陷,力学性能优良,满足标准要求。     

大型铝合金摩托车轮毂铸造工艺优化

随着摩托车排量增大,轮毂变得越来越宽大。由于轮辋较宽,使得轮辋与辐条交界处等位置得不到充分补缩,容易产生缺陷。利用计算机模拟软件对铸造过程进行模拟并分析模拟结果,较为准确的预测了铸件的缺陷位置,有针对性的对缺陷部分进行工艺优化改善,通过加厚冒口并在轮辋与辐条处增加冷铁等措施,消除了铸件的缺陷,提高了铸件的质量。     

灰铸铁件加工面麻点状小孔缺陷的分析及防止

采用金相方法对HT300铸件加工面麻点状小孔缺陷的形貌、分布特征和产生原因进行了分析。认为:麻点是由许多尺寸在0.3mm以下的小孔组成,多产生在凝固过程中冷速较慢的厚壁部位,主要分布在石墨密集区域,特别是在石墨封闭或半封闭区域;铸件w(C)和w(Si)量偏高,凝固过程中局部冷速过慢,切削用量偏大都有可能引起这种缺陷。提出了预防这种缺陷的四条措施。     

U-2Nb合金凝固过程的计算机模拟

用ViewCast软件对U-2Nb合金管形铸件的凝固过程进行了计算机模拟,初步分析了夹杂、疏松缺陷形成的原因.采用具有一定温度梯度的铸型温度初始条件以及经最小二乘法拟合的热物性参数.充型过程的速度矢量图表明,顶注式使金属液呈现紊流特征,造成夹杂物在铸件内随机分布;温度场的变化表明,铸件自下而上顺序凝固,计算温度值与实测温度值符合较好;由于U-Nb合金具有较宽凝固温度区间,在凝固过程中因枝晶阻碍液体金属的流动而不能有效地补缩,容易产生疏松缺陷,模拟预测的疏松缺陷定性地与实际铸件经过γ射线无损探伤结果一致.     

界面热阻对L型镁合金铸件凝固过程温度场的影响

采用直接差分法求解热传导方程,对L型镁合金铸件凝固过程进行模拟,研究了界面热阻对温度场分布的影响。结果表明:在L型镁合金铸件凝固过程中,热量通过铸件/空气和铸件/铸型界面向外部环境、铸型传递,在铸件冒口区域形成热扩散层"阶梯",铸件由冒口区域向底座区域凝固。随着铸件/铸型热阻的减小,铸件内部温度降低,铸型拐角位置和铸型中心位置温度均升高;随着铸件/空气热阻的增加,铸件内部温度升高,铸型拐角位置和冒口位置最高温度均增加,铸件冒口区域的热扩散层"阶梯"消失,铸件由四周向中心区域凝固。     

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.     

熔模精密铸造型壳局部淬水工艺探讨

介绍了型壳局部淬水工艺及其要点,并用大量事例证明,型壳局部淬水改变了铸件凝固时的温度分布和凝固顺序,消除了由于铸件热节、局部型壳过厚引起的缩孔、缩松、组织不致密等缺陷,具有“冷铁效应”.同时,提出了法兰类阀体、阀盖铸件采用型壳局部淬水工艺时,法兰盘厚度(H)与阀体壁厚或流量孔壁厚(M)之比的有效值,即H:M≤3.     

薄壁铝合金铸件低压铸造工艺优化及设计

利用viewcast软件模拟铸件的充型和凝固过程,从凝固过程模拟结果发现铸件局部厚大部位容易产生缩孔、缩松缺陷。根据模拟结果和理论分析,设计了合适的冷铁和工艺补贴,同时,将浇注温度从700℃降低至680℃;对改进后的方案再次进行凝固模拟,铸件缩孔和缩松缺陷消失。     

大高径比铸件挤压铸造技术研究

用试验和计算机模拟的方法,研究了高径比为7的铸件凝固过程中的温度分布;研究了铸件中的缩松和铸件力学性能分布特点.结果表明,增加大高径比铸件挤压铸造的比压、提高铸型的预热温度不能有效地减少铸件内的缩松缺陷;采取措施使铸件顺序凝固,并使挤压力有效地作用在液体金属上,可以消除大高径比铸件内的缩松,获得高力学性能的铸件.     

薄壁铝合金铸件低压铸造工艺优化及设计

利用viewcast软件模拟铸件的充型和凝固过程,从凝固过程模拟结果发现铸件局部厚大部位容易产生缩孔、缩松缺陷。根据模拟结果和理论分析,设计了合适的冷铁和工艺补贴,同时,将浇注温度从700℃降低至680℃;对改进后的方案再次进行凝固模拟,铸件缩孔和缩松缺陷消失。     

铸钢车轮铸造工艺模拟与优化

采用ViewCast软件对铸钢车轮辐板处疏松缩孔的形成机理及分布规律进行了数值模拟研究.模拟研究结果表明,在铸造凝固过程中车轮辐板的最薄部位和轮辋辐板之间的过渡部位会出现不同程度的疏松缩孔现象.原因是辐板最薄处的冷却速度过快,阻断了过渡部位在凝固过程中的补缩通道,增加了形成缩孔的可能性.通过对铸造工艺进行改进,采用施加保温材料的方法,可以达到轮辋向辐板顺序凝固,从而减少形成缩孔和疏松的倾向.     

界面热阻对镁合金砂型铸造过程温度分布的影响

采用直接差分法求解热传导方程,对AZ91镁合金砂型铸造过程进行模拟,研究了界面热阻对温度分布影响。结果表明:在AZ91镁合金砂型铸造过程中,随着铸件/铸型热阻的减小,铸件/铸型界面散热情况得到改善,拐角位置温度降低速率趋于相同,整个铸件从冒口区域和底座区域同时向内部区域凝固;随着铸件/空气热阻的增加,冒口位置温度降低速率减慢,冒口区域的优先凝固优势消失,整个铸件从冒口区域和底座区域同时向内部区域凝固。此外,铸型/空气热阻对AZ91镁合金砂型铸造过程的温度分布影响不明显。     

铸钢车轮铸造工艺模拟与优化铸钢车轮铸造工艺模拟与优化

采用View Cast软件对铸钢车轮辐板处疏松缩孔的形成机理及分布规律进行了数值模拟研究。模拟研究结果表明，在铸造凝固过程中车轮辐板的最薄部位和轮辋辐板之间的过渡部位会出现不同程度的疏松缩孔现象。原因是辐板最薄处的冷却速度过快，阻断了过渡部位在凝固过程中的补缩通道，增加了形成缩孔的可能性。通过对铸造工艺进行改进，采用施加保温材料的方法，可以达到轮辋向辐板顺序凝固，从而减少形成缩孔和疏松的倾向。     

ZL114A横梁铸造数值模拟及工艺优化

针对铝合金横梁进行结构分析,并设计了铸造工艺。利用AnyCasting软件对铸造过程进行模拟仿真,分析了冒口及冷铁位置对铸件凝固过程和缺陷产生概率的影响规律,据此对铸造工艺进行了优化。结果表明,当充型温度为710℃,充型速度为115 mm/s时,铸件内部的温度分布均匀、整体缺陷产生概率较低,但由于铸件壁厚较薄且内部结构复杂易在多个位置产生热节,特别是铸件工作表面阶梯区域以及肋板与壁面的连接位置,而这些位置在凝固过程中出现缩松缺陷的概率也较大。根据模拟结果进行了针对性的工艺优化,以冒口处引出补贴的方式消除铸件侧壁缺陷,并在底部放置冷铁。优化后的方案使缺陷产生的概率显著降低。     

界面热阻对铸件凝固过程温度场的影响

采用直接差分法求解热传导方程,对T型铸件凝固过程中的温度场进行模拟,研究了界面热阻对温度场分布和凝固速率的影响。结果表明:在铸件凝固过程中,随着铸件/铸型热阻的减小和铸件/空气热阻的增加,整个铸件从冒口位置和侧面同时向内部区域凝固;随着铸型/空气热阻的减小,热量传输迅速,凝固过程加快。在实际工艺设计中,减小冒口位置附近的凝固速率,增加拐角区域和侧面凝固速率,使得冒口、拐角处和侧面凝固趋于同步,从而减少各类缺陷的形成,提高铸件的力学性能。     

镁合金轮毂低压铸造模具冷却与温度场的模拟

在镁合金轮毂低压铸造过程中,易在轮辋与轮辐连接处产生热节,对产品的质量造成不良影响.本文运用软件PAM-CASTTM对这些部位的模具冷却性能进行研究,分析不同冷却方式对热节产生的影响.通过对比发现单独设置侧模冷却管道是一种有效的冷却方式,能够很好地减小镁合金轮毂低压铸造凝固过程中在轮辐与轮辋连接处所产生的合金液体孤岛体积,使其位置向轮心方向移动,进而降低这些区域的缩孔缺陷.最后,对铸造过程的模具温度场进行了循环模拟,确定稳定生产前的浇注次数.     

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.