铸造过程中渣粒运动轨迹及夹渣位置研究

铸件中的夹渣缺陷破坏了材料的连续性,易形成局部应力集中和疲劳裂纹扩展源,严重地影响了铸件的服役性能。由于渣粒数量众多,运动轨迹复杂,对其运动轨迹及停留位置预测较困难。本文通过铝合金应力框铸件的浇注试验,基于分散相粒子模型进行了充型和凝固过程中渣粒运动轨迹跟踪,分析了等直径二氧化硅渣粒在铸件和浇注系统各个关键位置的运动特征,获得了充型和凝固过程中金属液的流动规律、温度变化特点对渣粒运动轨迹及最终停留位置的影响规律。结果表明,金属液在充型过程中的局部流场特点和充型路径对夹渣缺陷的分布有较大的影响,型腔中产生涡旋流场处和流量较大的区域均易出现夹渣缺陷。同时验证了冒口具有明显的局部集渣作用,合理的开设和布置冒口能有效地降低铸件夹渣率。采用分散相粒子模型能有效地预测铸造过程中夹渣粒子的运动轨迹,为提高铸件质量提供参考。     

基于ProCAST的熔胶座移动板浇注系统模拟优化

基于ProCAST仿真平台对QT500-7熔胶座移动板进行了充型与凝固模拟及浇注系统的优化设计。鉴于铸件在充型过程中的氧化夹渣与冒口对铸件质量影响很大,因此对铸造过程中的流动场和温度场进行了研究。结果表明,良好的流道可以保证低的氧化夹渣,同时合理的冒口可以降低铸件的缩孔与缩松。该结果对同类铸件工艺设计具有一定的参考价值和指导意义。     

轴承机匣熔模精铸过程模拟

对轴承机匣铸件进行熔模铸造工艺方案设计,并采用Procast数值模拟软件模拟了铸件的充型凝固过程,观察了凝固场及金属液流态的变化情况,预测了疏松缩孔缺陷存在的位置。根据模拟结果,提出铸件优化工艺方案。结果表明,优化后的工艺方案,其充型过程金属液流态平稳,合理的放置冒口及控制冒口尺寸可增大有效补缩距离,减少缺陷,并通过模拟与试验的论证,获取高质量铸件。     

基于CAE分析的高锰钢履带板铸造工艺优化设计及生产实践

根据履带板铸件的结构特点,进行铸造工艺设计与优化。利用NX软件对履带板进行实体造型,并应用芸峰CAE软件模拟铸件的充型及凝固过程。结果表明,初始的单浇口-单冒口方案中金属液的充型方式容易使履带板的两端边缘形成卷气和夹渣缺陷。同时,由于单冒口的补缩作用不足容易使履带板的缺陷聚集于内部。通过增加内浇道的数量、改进补缩措施,使得充型过程更加均匀、稳定,凝固过程更加有序,有效控制了铸件缺陷。采用优化后铸造工艺生产履带板,减少了履带板铸件的气孔和夹渣缺陷,同时验证了模拟结果的正确性。     

异形耐压传热炉管的熔铸工艺

通过对异形炉管的结构分析，设计了相应的浇注系统，并进行了工艺试验，结果发现，沿铸件长度方向设置底注式浇注系统，沿内扭，工处轨迹长度方向向外壁加补缩冒口。上浇口与补缩冒口端部相连，浇注后，能有效地防止铸件产生夹渣、疏松（或缩裂纹）等缺陷，可获得具有较高致密度的优质耐压、耐高温铸件。     

车钩钩舌的铸造工艺模拟与优化

在原工艺基础上对16号车钩钩舌采用ProCAST铸造模拟软件对钩舌充型及凝固过程进行了数值模拟.预测了铸件冲砂、夹渣、缩孔疏松的可能产生部位.在此基础上,对原有工艺进行了改进和优化,改进后模拟效果良好,经生产验证,铸件质量明显提高.     

球墨铸铁抱轴箱铸造工艺

原工艺产生的铸件表面有磁痕聚集缺陷,利用数值模拟软件分析后,认为原因是充型过程中的紊流和飞溅导致大量氧化夹杂,以及充型后期铁液中氧化渣上浮、聚集所致.最后采取底注方式,浇注位置避开铸型和砂芯,充型前方预留足够的充型空间,内浇道前方设置陶瓷过滤网,铸件热节部位采用球铁专用发热冒口等措施,有效地解决二次氧化夹渣导致的磁痕缺陷,并防止了缩松缺陷的产生,工艺出品率得以提高.     

铝合金正时罩盖压铸模浇注系统优化设计

针对铝合金正时罩盖进行铸件结构分析,设计了两种不同方向进料的浇注系统方案,运用Anycasting铸造模拟软件对两种方案的充型过程进行模拟。通过观察两种方案的充型流态、表面缺陷分布位置,预测金属液流动过程产生的气孔、氧化夹渣等缺陷。对比分析各方案中缺陷对铸件各功能区域的影响及严重程度,筛选出最优方案,并根据模拟结果优化最终浇注系统方案,满足铸件质量要求。     

80MN快锻机上横梁铸造工艺仿真与优化

采用MAGMA铸造软件模拟了80MN快锻机上横梁铸件充型和凝固过程,分析了浇注系统设计、冒口设置、外冷铁摆放位置与尺寸大小等对凝固缺陷的影响,从而预测了铸件内缩孔、疏松的产生位置,成功地对快锻机上横梁铸造工艺进行了优化.     

ZM6镁合金大型薄壁铸件数值模拟

用MAGMASOFT专业铸造软件对ZM6镁合金砂型薄壁件铸造过程进行了数值模拟,研究了铸件在充型和凝固过程中的温度场分布,预测了铸造过程中出现的各种缺陷.结果显示在铸件内浇道部位易出现气孔和氧化夹杂,而在铸件中部与补缩冒口连接处易出现缩孔、疏松缺陷.通过对铸件进行金相、SEM、EDAX分析,得出实际浇注铸件产生的缺陷与模拟结果相符合.     

涡轮减速器壳体铸造模拟及工艺优化

采用铸造模拟软件Anycasting模拟了涡轮减速器壳体充型和凝固过程,分析了铸件温度场和流场的变化。根据模拟结果分析了铸件缺陷发生的位置、分布及形成缺陷的原因,并进行了工艺优化。结果表明,在合理的位置安放冷铁、改进冒口,可以有效消除铸件的缩孔缺陷。     

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。     

转子支架铸造工艺设计与数值模拟

基于ProCAST软件模拟了转子低碳合金钢支架铸件的充型过程,分析了铸件可能出现夹渣原因,并提出浇注系统加过滤网、冒口与冷铁配合使用的工艺方案,并对改进方案进行了数值模拟分析。结果发现,浇注系统加过滤网可以吸附夹杂、平稳液流。冒口与冷铁配合使用可消除铸件缩孔、缩松缺陷。试生产表明,该工艺可获得品质良好,能满足使用要求的转子支架铸件。     

铝合金三通管铸造工艺设计及优化

文中针对铝合金三通管铸件的结构进行了工艺分析,结合铝合金材质特点确定了该铸件的铸造工艺方案和工艺参数,设计计算了三通管铸件的浇冒口尺寸,通过对设计工艺进行数值模拟分析铸件的充型和凝固过程,通过流场发现采用底注开放式浇注系统可以最大程度地保证充型的平稳性;通过凝固场发现在铸件热节位置设计保温冒口和冷铁可以有效消除缩孔和疏松缺陷,试制铸件满足探伤和无损检测技术要求,获得了优化的工艺方案。     

大型铸钢支架铸造工艺数值模拟与优化设计

利用ProCAST软件对大型铸钢支架进行充型和凝固模拟,分析冒口与冷铁的数量和位置对铸件缩松缩孔分布的影响。通过模拟结果优化底注式铸造工艺,逐步使缩松缩孔缺陷从铸件转移到冒口内部,将缩松率降到最低,保证铸件的致密性,得到高质量的铸件。     

灰铁轴承衬体铸造工艺模拟与优化

利用ViewCast软件对灰铁轴承衬体充型和凝固过程进行了分析,通过凝固过程金属分布模拟了缩孔(松)产生的位置。采用挂砂外冷铁配合冒口使用对原方案进行了优化,最终消除了铸件中的缩孔(松)缺陷。再次模拟结果表明,改进方案合理可行,实现了平稳逐层充型和顺序凝固,从而有效地改善了铸件质量。     

薄壁铝合金铸件低压铸造的数值模拟与工艺优化

利用ViewCast软件研究了薄壁铝合金筒状铸件的低压铸造充型凝固过程,获得了低压铸造过程中温度场、流动速度场的分布.模拟结果显示,铸件上法兰处将产生缩孔、缩松缺陷.根据模拟结果及理论分析改进初始工艺,在产生缺陷的上法兰处安放冒口.对改进后的工艺重新进行模拟,结果表明,冒口有效地补缩了上法兰部位,消除了缩孔、缩松缺陷.     

铝合金壳形件压铸过程表面缺陷数值模拟

利用铸造模拟分析软件ADSTEFAN对铝合金壳形压铸件的充型过程进行模拟,分析了此壳形件在成形过程中表面产生冷隔、流痕等缺陷的成因,采用示踪粒子计算了氧化渣的分布.提出了在恰当位置设置溢流槽和增大内浇口厚度等改进措施,从而有效降低了铸件冷隔、流痕、夹渣等缺陷的产生,提高了压铸件表面质量.     

某铝合金铸件树脂砂型铸造工艺设计及优化

以某铝合金铸件为研究对象,采用铸造工艺设计和计算机数值模拟相结合的方法设计并优化铝合金铸造工艺方案。根据铸件结构特点,设计浇注系统,选择铸造用砂,采用ViewCast软件对铸造充型及凝固过程进行模拟,预测铸件缺陷产生的位置。结果发现原始方案铸件中出现了严重的缩松、缩孔,分析缺陷产生的原因,然后改进铸造工艺方案。通过增大浇道尺寸,添加冒口数量,改进冒口位置,以及增加必要的保温套,最终有效解决了铸造过程中产生的缺陷。     

CAE技术在大型铸钢件铸造缺陷预测和控制中的应用

针对大型铸钢件冷型,运用Flow 3D软件辅助进行铸造工艺设计,通过数值模拟分析了金属液的充填过程、加冷铁前后的凝固过程,预测可能产生的缺陷。结果表明,采用三层式横浇道的开放式浇注系统可以保证金属液充型过程平稳,氧化物分布在明冒口处,不会在铸件内部产生氧化物夹杂;没有加冷铁时,整个铸件基本同时凝固,在铸件内部存在比较严重的疏松,而缩孔则集中在明冒口处;在铸型底部放置外冷铁,可以有效促进铸件底部的冷却,形成一个自下而上的温度差,实现铸件的顺序凝固,消除了疏松缺陷。