复杂钛合金铸件立式离心铸造过程的数值模拟

利用三维可视化离心铸造数值模拟技术模拟某钛合金薄壁件的充型凝固过程,预测缺陷可能的位置。重点分析缺陷区域在不同转速下的缩松、缩孔分布情况,给出最佳转速。结果表明,缩松缩孔出现在铸件热节部位,与实际铸件X光检测显示一致。对比发现,在150r/min时的铸件缩孔明显减小。这是由于转速增大离心力增大,熔体充填型腔的能力增强,有效减小了缩孔体积,改善了缺陷情况。     

均衡凝固工艺在灰铸铁件上的应用

铸件在凝固过程中，由于合金的液态收缩和凝固收缩，往往在铸件的最后凝固的部位出现缩孔和缩松。为了防止这些缺陷的产生，必须确定正确的铸造工艺方案。同时凝固强调的是减小应力、裂纹和变形；定向凝固强调冒口要晚于铸件凝固，冒口要放在铸件最高最厚实部位热节处。１...     

复杂镍基合金泵体铸造工艺改进

镍基合金泵体铸件结构复杂,壁厚变化较大,导致铸造工艺设计有很大难度。针对镍基高温合金泵体的缩孔缺陷,应用ProCAST软件模拟该泵体充型及凝固过程,从而改进铸造工艺,最终使热节部位及相应的缩孔消除,制备出合格的镍基高温合金泵体。     

烧结台车铸造工艺的数值模拟及优化

利用华铸CAE铸造模拟软件,对烧结台车的充型凝固过程进行了数值模拟。模拟结果显示在原工艺下铸件充型平稳,无卷气现象,但在凝固过程中,铸件厚大部位有热节产生,并最终形成缩孔、疏松缺陷。为了消除热节,在铸件的厚大部位增加了冷铁,并对增加冷铁后的新工艺进行了数值模拟。模拟结果表明铸件内的缩孔、疏松缺陷得到了有效的控制。将改进后的工艺应用到实际生产中,生产出的烧结台车无缩孔、疏松缺陷,内部组织致密,其质量满足了客户的要求。     

冷筋在消失模铸造铸钢件工艺设计中的应用

介绍了消失模铸造中铸钢件冒口离开热节动态顺序凝固原理及冷筋设计的原则,实践证明,冷筋技术可以解决消失模铸造缩孔缩松缺陷。     

镁合金汽车轮毂低压铸造数值模拟

为了预测镁合金轮毂低压铸造过程中可能产生的缺陷,利用三维建模软件对镁合金轮毂进行数值建模并通过Procast模拟软件对镁合金轮毂的充型和凝固过程进行模拟分析.由于加压速度的快慢,对铸件充型的平稳性有很大影响,并且热节及孤立熔池部位极易产生缩孔缩松缺陷,因此对镁合金轮毂铸造过程的如压速度及温度场、流场进行研究.研究结果表明,通过降低加压速度能够很大限度地减少在浇注过程中所产生的气孔和缩孔缩松及氧化夹杂缺陷,对于轮辐处产生的热节,可以对该部位进行激冷处理,使其优先凝固,进而改善了铸件的质量.     

大型轧辊铸造凝固中的缩孔预报

大型轧辊在铸造中很容易产生缩孔缺陷 ,本文采用Magma软件模拟分析了两种不同工艺下轧辊浇注凝固过程中的温度场变化及产生的缩孔缺陷。由模拟结果可知 ,在原始工艺条件下 ,大型轧辊在凝固过程中 ,在下辊颈和辊身结合部位易产生热节 ,导致集中缩孔。改进工艺后 ,增大下辊颈砂型的激冷能力 ,轧辊上的热节转移到了辊身上部和上辊颈中 ,在此部位产生集中缩孔。由此可以推断出 ,如在轧辊的上辊颈部位增加一个电加热冒口 ,则在辊身与上辊颈的电加热冒口间产生温度梯度 ,缩孔缺陷将转移到电加热冒口中 ,消除轧辊上的集中缩孔。模拟发现 ,金属型在凝固过程中内外壁的温差很大 ,达到 5 0 0℃以上 ,易导致铸件变形 ,因而在优化工艺设计中对上下辊颈进行了覆砂处理。     

齿轮箱体铸造工艺优化

新型齿轮箱体铸件形状特殊,在箱体铸件局部存在多壁交叉形成的几何热节,初次开发时在几何热节产生缩孔和分散的缩松缺陷。通过分析缺陷形成原因,提出可行性工艺方案,优化铸造工艺,增设成型冷铁加强局部热节凝固时散热,从而消除铸造收缩缺陷,进行渗透检测和探伤检测达到客户技术要求,铸件实现批量生产。     

钛合金离心铸造数值模拟技术及应用

铸造CAE在复杂钛合金铸件的离心铸造凝固过程模拟,预测了钛合金铸件铸造过程的可能缺陷。简要介绍了复杂钛合金离心铸造过程数值模拟技术,包括钛合金的充型凝固模拟、凝固过程温度场数值模拟及预测缩松缩孔等,并给出了华铸CAE软件对典型的复杂钛合金支板铸件进行模拟和模拟结果分析的应用案例。应用表明,该软件能够准确地预测钛合金铸件可能产生的气孔、缩松缩孔等缺陷等。     

应用均衡凝固理论,解决球铁曲轴大盘缩孔

应用均衡凝固理论，在热节处加上冷铁，以解决热节冷却滞后带来的缩松、缩孔缺陷，减小冒口尺寸，提高了铁液利用率。     

Simulation of mold filling and solidification during centrifugal precision casting of Ti−6Al−4V alloy

A two-dimensional simulation model for melt flow and solidification in centrifugal precision casting has been developed based on experimental results on melt flow in a precision casting tree for Ti-6A1-4V alloy castparts. The amount of liquid alloy is intentionally adjusted to be less than that required for complete filling and is poured under a centrifugal force. The melt flows into mold cavities keeping contact with the vertical inside walls of the cavity in the anti-rotation side, and solidifies directionally by accumulating a solidified layer from the far end of the cavity to the gate according to the gradient of centrifugal force. The model reproduces melt flow observed in casting trials and directional solidification during centrifugal casting. In addition, it has been confirmed that the centrifugal force imposed on the melt enhances removal of defects caused by entrapment of gas bubbles or by solidification shrinkage and improves mechanical properties of the castparts. Formerly Graduate School of Iron and Steel Technology Pohang University of Science and Technology San 31 Hyoja-dong, Namku, Pohang 790-784, Korea     

Numerical simulation and experimental verification of gravity and centrifugal investment casting low pressure turbine blades for high Nb–TiAl alloy

Gravity and centrifugal investment casting processes of low-pressure turbine blades with high Nb–TiAl alloy were simulated by Procast software. Actual blade components were poured by vacuum induction suspended furnace with Ar protection. The experimental verification indicated that the simulation results were in good agreement with the experimental results. Comparative results had shown that the surface of centrifugal casting blade was more complete than that of gravity casting one. In gravity casting process, molten metal filled the thinnest trailing edge at last, resulting in the generation of misrun defects. Furthermore, the shrinkage porosity and crack defects of gravity casting were much more and dispersive. The internal and external quality of centrifugal casting was much better than that of gravity casting. Microstructures from edge to center of gravity casting blade had no significant change. The microstructure for centrifugal casting blade is finer than that for gravity casting blade, however, a large number of dentritic γ segregation appeared in the blade edge of centrifugal casting, which resulted from the fast cooling rate of centrifugal casting surface.     

曲轴轮毂铸造生产工艺分析

原曲轴轮毂为锻造生产,现准备改用铸造生产。材质要求为QT450-10,铸件毛坯正火后硬度要求达到HBW170-240.综合分析认为用QT500-7高牌号进行生产可以不用正火处理即可达到硬度要求,通过对材质、铸件结构进行分析,对化学成分进行优化来确保铸件毛坯达到了铸件要求的硬度,及延伸率达到QT450-10的要求。由于铸件结构厚大,铸造易出现缩松、缩孔缺陷,通过对浇注系统和产品结构优化,保证了铸件内部无缩松、缩孔缺陷。     

CAE技术在盘体铸造工艺优化过程中的应用

以某厂的盘体铸件为研究对象,利用仿真软件ProCAST对其充型过程和凝固过程进行数值模拟,并预测缩孔和缩松的存在情况。根据数值模拟的结果对盘体铸件工艺方案进行相应的改进,显著降低了缩孔和缩松缺陷,并提高了产品质量。     

半椭球体薄壁铸件的差压铸造工艺优化

从半椭球体铸件的结构特点出发,结合差压铸造的特性,对其在铸造过程中可能出现的缩孔、缩松等铸造缺陷进行了分析,制定出合理的差压铸造工艺。针对清铲过程中出现的不足,对铸造工艺进行了优化,既方便了清铲,又提高了工艺出品率,最终生产出合格的铸件。     

Impact analysis of casting parts considering shrinkage cavity defect

Shrinkage cavity may be detrimental to mechanical performances of casting parts.As a consequence,design engineers often use overly large safety factors in many designs due to insufficient understanding of quantitative effects of shrinkage cavity defects.In this paper,process of Al alloy wheel impact test was computationally analyzed for both the wheel models with and without shrinkage cavity defects.Based on shrinkage cavity data obtained from industrial CT (Computerized Tomography),the shrinkage cavity defects were modeled with SSM (Shape Simplification Method),which reconstructs shrinkage cavity defects to hollow spheroid primitives.After the impact simulation was conducted,the results show that under impact test condition,the wheel considering shrinkage cavity defects may fracture while the sound-assumed wheel may not.     

基于ProCAST的履带板消失模铸造凝固过程数值模拟

运用ProCAST软件对ZG30SiMnMoV钢履带板铸造凝固过程进行了模拟,分析了铸件的缺陷受浇注温度的影响情况和铸件的有效应力受浇注速度、浇注温度的影响情况,并进行了试验验证。结果表明,当浇注温度为1610℃时,履带板内部的缩孔、缩松缺陷明显减少;铸件的有效应力受到浇注速度的影响不大,适当地降低浇注温度可显著降低铸件的有效应力,可以得到品质良好的铸件。     

ZTC4钛合金机匣构件离心铸造过程的数值模拟

采用数值模拟方法,研究ZTC4合金机匣离心铸造的充型和凝固过程,分析了离心转速、浇注温度和铸型预热温度对熔体充填过程流动场、凝固过程温度场和应力场的影响,并预测了缺陷的分布.结果表明,随离心转速提高,熔体充型速度无明显变化,但柯氏力作用更加明显,铸型中熔体流股变细;熔体过热度低于30℃时,铸件出现明显的浇不足缺陷;铸型预热温度是影响铸件残余应力的主要因素,而离心转速和熔体过热度的影响次之;铸件最后凝固的较厚部位容易出现缩松、缩孔缺陷,且其位置与X射线检测结果较吻合.     

大型厚断面球墨铸铁机架的铸造

大型厚断面球墨铸铁件在铸造过程中极易产生缩孔、缩松、石墨漂浮及球化衰退等铸造缺陷。在合理分析了机架铸件的工艺结构的基础上,设计了合适的铸造工艺并确定了有效防止各类铸造缺陷的措施,成功地生产出了球墨铸铁机架,满足了用户的使用要求。     

γ—TiAl增压涡轮熔模铸造过程数值模拟研究

根据熔模型壳离心浇注的铸造工艺特点，建立了γ－TiAl增压涡轮凝固传热过程的数值模型，推导了离心压力下γ－TiAl金属间化合物的凝固收缩和补缩过程数学模型，模拟计算了γ－TiAl增压涡轮铸件的温度场和收缩缺陷，结果表明，模型能可靠计算γ－TiAl增压涡轮铸件凝固过程的温度分布和准确预测铸件的收缩缺陷，数值模拟结果与实验结果吻合良好，数值模拟结果证实了前期工作所提出的进一步减少及消除收缩缺陷的优化工艺措施的合理性。