振动技术在金属铸造成形过程中的应用与研究

综述了振动技术在铸造成形中的研究现状。介绍了振动方式与设备的分类、金属铸造成形过程中金属液的振动处理应用、振动充型与振动凝固技术的应用,以及振动在铸件时效处理中的应用。讨论了金属铸造成形过程中机械振动与超声波振动对铸件微观组织的改善、细化晶粒及力学性能优化等方面影响的机理,总结了不同振动工艺参数对铸件性能影响的规律。     

充型过程流动及其对凝固进程影响的研究

建立了充型及凝固过程温度场和流场的耦合模型 ,研究了充型及凝固过程铸型内金属液速度场的变化情况 ,并进一步分析了三种不同条件对铸件凝固进程的影响。结果表明 :对于常规的中大型铸件 ,充型过程的流动对铸件的凝固进程的影响较小 ,可以忽略     

基于ProCAST轴座砂型铸造数值模拟研究

根据企业铸造过程的原始工艺,利用三维ProCAST软件建立轴座铸件浇注系统模型,并对铸造充型和凝固过程进行模拟,观察温度场和流场的变化情况,预测铸造缺陷的位置。对模拟结果进行分析,并改进初始工艺方案。对优化后的不同方案进行模拟分析,结果表明,通过改变浇注位置,将底注式改为顶注式能使金属液有效充满型腔,且增加冷铁能有效地加快热节处金属液的冷却速度,从而减少缩孔、缩松等缺陷,提高铸件质量。利用振动铸造机对铸造过程施加振动,验证了多维振动有助于提高金属液的充型能力。     

振动铸造时机对ZL107铝合金阀体铸件的影响

以ZL107铝合金阀体为对象,对振动铸造时机进行理论研究,然后根据正交试验法,选用不同振动铸造时机下的铸件与普通金属型铸件进行对比,从ZL107铝合金阀体铸件的金相组织、力学性能等方面,综合分析振动铸造时机对铸件质量的影响。通过研究表明:浇注开始进行振动更有利于细化晶粒,即振动细化的最佳时期在金属液凝固的早期,能够大大提高铸件的力学性能。并得到一个最佳振动时机下的工艺参数组合:即浇注前振动25 s,浇注中振动9 s,凝固时振动100 s。     

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。     

大型远洋货轮挂舵臂铸造工艺优化

利用华铸CAE软件对大型挂舵臂铸钢件进行凝固过程的数值模拟,揭示了铸件产生缩松、缩孔的部位和形成原因。模拟结果表明:通过优化铸造工艺,合理设置冒口、冷铁,可以保证铸件的顺序凝固和金属液的有效补缩,获得结构完整、没有缺陷的铸件。     

振动过程的数值模拟在金属凝固中应用的研究进展

将振动技术应用于金属凝固过程,既能有效改善凝固组织、提高铸件的性能,还具有成本低、节能环保的优点,因此振动技术在金属凝固中的应用得到了广泛的实验研究。但由于金属熔体的高温和不透明性阻碍了对它的测量和观察,振动对凝固影响的机理尚不完全清楚。数值模拟能够提供振动条件下流场、温度场、应力场等各个参量的变化规律,有助于更全面地理解振动的作用机理。同时,振动对金属凝固影响的数值模拟还未得到系统研究。本文介绍了振动技术在金属凝固中应用的数值模拟的研究进展,在振动方式上主要包括超声振动、机械振动及脉冲电磁场的数值模拟,在应用内容上主要包括熔体处理、充型、凝固、除杂及时效过程的数值模拟。系统地介绍了振动技术在铸造过程的各方面应用的数值模拟原理和技术的研究现状,同时对未来研究方向进行了展望。     

一种金属液充型与凝固过程数值模拟方法

应用Anycasting软件对金属液充型与凝固过程进行数值模拟,研究了充型与凝固过程的特点和产生缺陷的部位,分析了铸件缺陷的产生原因。     

金属与合金加压凝固研究进展

基于国内外对金属合金加压凝固过程的研究,阐述了加压凝固的原理和实施方法,总结了加压凝固对铁合金、轻合金和铜合金等金属铸件微观组织和力学性能的影响规律。结果表明:加压凝固能够改变金属及其合金的物理参数和结晶过程,改变疏松孔洞的分布和尺寸,提高铸件的致密度,改善铸件的拉伸性能和硬度等;另外,当所施加的压力足够高时,还可以抑制铸铁石墨化过程:改变硅在铝中的固溶度,从而改变Al-Si相平衡。这些结果足以证明加压凝固可以被推广和加深研究,以发挥各向气体压力在凝固科学和金属及其合金成型的重要价值。     

探讨“普通冒口和纤维复合型保温冒口套”选用不同系数的模数计算

前言为了补充铸型中金属液在冷凝过程中发生体收缩,必须在铸件最后凝固部位设置冒口,同时,冒口本身储存足够金属液并最后凝固才能满足对铸件的补缩作用。众所周知,影响冒口补缩效果的因素很多,如:金属成份、浇注速度、浇注时间、浇注方法、铸型材料等。所以,在冒口尺寸计算过程中,偏大干安全系数,故铸钢件工艺出品率较低。通过我厂从一九八一年到一九八三年在不同结构铸件上,使用纤维复合型保温冒口套,实践证明,该冒口套材质是在保证铸件质     

Progress on Numerical Simulation of Vibration in the Metal SolidificationEI北大核心CSCD

The application of vibration technology to the metal solidification process can not only effectively improve the solidified structure and the performance of castings, but also have the advantages of low cost, energy saving and environmental protection. Therefore, the application of vibration technology in metal solidification has been extensively studied in experiments. However, due to the high temperature and opacity of the metal melt, hindering its measurement and observation, the mechanism how the vibration affects the solidification is not fully understood. Numerical simulation can provide the variation law of various parameters such as flow field, temperature field and stress field under vibration condition, which helps us understand the mechanism of vibration more thoroughly. Meanwhile, the numerical simulation of the influence of vibration on the solidification of metal melt has been much less systematically studied. This paper introduces the research progress of numerical simulation of vibration applied in metal solidification. The main vibration modes include ultrasonic vibration, mechanical vibration and pulsed electromagnetic vibration. The application mainly includes melt processing, filling, solidification, purification and ageing process of numerical simulation. The current research status of numerical simulation theory and technology of vibration applied in all aspects of casting was summarized systematically. Furthermore, the future research directions of numerical simulation of vibration in metal solidification process were prospected.     

振动凝固对消失模铸造球铁组织特征的影响

试验研究了振动凝固对消失模铸造球铁合金石墨形态、基体组织及硬度的影响,浇注不同厚度的试样,对比了厚度5mm、10mm、20mm、40mm试样在静止凝固与振动凝固条件下组织特征的变化。结果表明：振动凝固可以增加石墨球个数,随振动频率的提高,石墨球个数增加明显;振动凝固可以显著减少粗大石墨的比例,提高石墨分布的均匀性,随振动频率的提高,粗大石墨的比例呈减小趋势;振动凝固可以降低薄壁铸铁件中的碳化物含量,随振动频率提高,碳化物比例下降,硬度降低。     

Solidification of Al alloys under electromagnetic field

1　INTRODUCTIONCastingisakeystepinAlalloyprocessing .From productionweknowthatalmostallqualityproblemsarerelatedtothedefectsincasting ,mostofwhichcannotbeeliminatedinfollowingformingandheattreatments ,socastingisnotonlyaformingpro cessbutalsoaprocessforstructuralcontrol.Toapplyoutfieldisanefficientandeconomicalmethodtocon trolstructures .Theelectromagneticfieldiswidelyusedinindustry ,becauseofitshighefficiency ,econ omy ,cleannessandnocontact[15] ,forexample ,electromagneticstirring ,elec…     

铝镁合金消失模铸造技术研究及应用新进展

阐述了铝镁合金消失模铸造技术的现状,重点介绍了铝镁合金消失模铸造在浇注充型、振动凝固、压力凝固、壳型铸造等技术研究方面的新进展。作者认为,消失模铸造铝镁合金,必须重点解决针孔、缩松等缺陷,提高液态合金的充型能力和铸件的力学性能。     

Derivation and application of time step model in solidification process simulation

The heat transfer during the casting solidification process includes the heat radiation of the high temperature casting and the mold, the heat convection between the casting and the mold, and the heat conduction inside the casting and from the casting to the mold. In this paper, a formula of time step in simulation of solidification is derived, considering the heat radiation, convection and conduction based on the conservation of energy. The different heat transfer conditions between the conventional sand casting and the permanent mold casting are taken into account in this formula. The characteristics of heat transfer in the interior and surface of the casting are also considered. The numerical experiments show that this formula can avoid computational dispersion, and improve the computational efficiency by about 20% in the simulation of solidification process.     

热铁(贴)冷铁在精密铸造工艺设计中的应用

在精密铸造工艺设计中,一般是采用在热节圆的位置开设浇口、设置浇道或增加冒口来解决铸件缩孔、缩松等缺陷,使铸件在冷却、凝固过程中有效地形成补缩通道,获得优质的铸件,工艺设计的主要原则也来自于铸件的结构本身.运用热铁(贴)、冷铁的工艺方案,减少精铸件缩孔、缩松,通过从铸件外部冷却环境的改变来改善精铸件品质.     

支座凝固模拟及铸造工艺辅助设计

支座铸件大部分缺陷产生于凝固过程,为了准确找出缺陷位置进而合理设计浇冒系统,进行了支座铸件凝固过程数值模拟,找出热量集中的部位,预测出凝固顺序,设计了底注式浇注系统和两个侧冒口,大幅度减少了铸造缺陷,从而优化了铸造工艺,提高了铸件质量。     

动态二冷配水在方坯连铸机上的应用

合理的动态二冷配水能有效地提高铸坯质量,也是连铸过程中重要的控制环节。某钢厂由于过热度控制比较差,导致铸坯表面温度和凝固末端位置变化很大,影响铸坯质量。通过使用“等效拉速”和“凝固模型控制”相结合的方法,调整不同过热度情况下各个冷却分区的水量,保证在稳定的拉速,不同过热度的情况下,铸坯表面温度和凝固末端位置稳定。     

球铁轮毂的凝固数值模拟及铸造工艺优化

采用华铸CAE软件,对客车的球墨铸铁轮毂铸件的凝固过程进行了数值模拟,根据对铸造工艺方案的凝固模拟和实验结果分析,获得了1种合适的铸造工艺用于轮毂铸件生产,有效地消除了轮毂生产过程的缩孔、缩松缺陷。     

ZA27合金的壁厚效应及凝固时施加振动的影响

本文考察了ZA27合金的壁厚效应及振动凝固对其的影响。结果表明,ZA27合金具有明显的壁厚效应,其主要原因是由铸件断面上的缩松所致。振动凝固可以减轻壁厚效应,获得具有较高机械性能的铸件。