复杂薄壁铸件调压成形精密铸造技术

薄壁化、整体化、复杂化是高性能铸件的发展方向。为了克服现有铸造技术的局限，实现薄壁充型能力及冶金质量的双重提升，西北工业大学于1987年在差压铸造的基础上发明了调压铸造。这种方法汲取了传统反重力铸造方法的优点并加以提高，使充型能力、充型平稳性和顺序凝固条件均优于传统反重力铸造，可铸造壁厚更薄、力学性能更好的大型薄壁铸件，适用于大型复杂薄壁铸件的生产。此方法于1990年获得国家发明三等奖。     

复杂薄壁铸件调压成形精密铸造技术

薄壁化、整体化、复杂化是高性能铸件的发展方向.为了克服现有铸造技术的局限,实现薄壁充型能力及冶金质量的双重提升,西北工业大学于1987年在差压铸造的基础上发明了调压铸造[1～3].这种方法汲取了传统反重力铸造方法的优点并加以提高,使充型能力、充型平稳性和顺序凝固条件均优于传统反重力铸造,可铸造壁厚更薄、力学性能更好的大型薄壁铸件,适用于大型复杂薄壁铸件的生产.此方法于1990年获得国家发明三等奖.     

薄壁件充型过程的临界入口速度研究

型腔入口速度是决定铸件能否平稳充型的重要因素之一 ;通过对两个不同壁厚平板铸件在不同入口速度下的充型形态进行模拟 ,确定了薄板件的临界入口速度 ,模拟结果表明 ,对于运动粘性系数与水相近的金属液 ,铸件壁厚为 5mm时 ,临界入口速度约为 0 .5m/s ,壁厚为 2mm时 ,约为 0 .6m/s ;采用阶段加压的方法进行充型可以在缩短充型时间的同时保证充填的平稳性。     

铝合金薄壁件真空吸铸充型能力的研究

充型能力是影响真空吸铸薄壁铸件成形生产的重要因素.本研究通过铝合金薄板件的浇注试验,对比了真空吸铸和低压铸造的充型能力差异,研究了真空吸铸条件下真空度大小、充型速度及壁厚对充型能力的影响规律.结果表明:真空吸铸具有优良的充型能力,较低的型内反压是充型能力提高的主要原因;此外,真空度和充型速度的增大有助于提高反重力浇注铝合金薄壁件的充型能力,提高幅度与壁厚有密切关系.     

基于智能控制的真空变压反重力铸造设备的研究

研究了一种新型的反重力铸造法———真空变压反重力铸造,采用参数自整定模糊智能控制的真空状态下充型、高压下结晶的工艺原理,即充型和结晶是在不同的压力下进行,具有优越的充型流体力学和凝固力学条件。利用自制的真空变压反重力设备分别铸造了0 8mm、1 5mm、2mm的铝合金薄壁铸件。结果表明,智能控制下的真空变压反重力铸造设备运行良好,控制可靠;铸造的铝合金薄壁铸件充型完整,晶粒细小,组织致密。适于生产1mm以下的薄壁铸件。     

薄壁件反重力铸造中的充填流体形态

通过水力模拟实验，采用快速摄影和录像记录，对薄壁件反重力充型过程进行了实验研究，提供了板类铸件反重力充型的充填流体形态信息，深化了对各类反重力铸造方法的认识，为正确分析铸件凝固组织和铸造缺陷提供了帮助。最后，从流体力学射流理论的角度，讨论了么重力充型过程中充填形态的形成原因和影响因素。     

A357铝合金复杂薄壁铸件的反重力铸造研究

研制了一种反重力铸造设备,采用模糊智能控制,具有优越的充型条件和凝固条件.利用自制的反重力设备铸造了A357铝合金复杂薄壁铸件.结果表明,智能控制下的反重力铸造设备运行良好,控制可靠;铸造的铝合金复杂薄壁铸件充型完整,晶粒细小,组织致密,实现了精确成形和组织控制的一体化.     

复杂薄壁铝合金铸件差压铸造工艺设计

差压铸造工艺方法的核心是差压充型，压力下凝固。针对复杂薄壁铝合金铸件的特点，进行了差压铸造工艺设计，研究了薄壁铝合金铸件差压浇注的充型速度、加压速度及压力跟踪曲线，并导出了快速补压工艺理论。     

整体壁厚2mm铝合金舱门砂型铸造成形工艺研究

对D357铝合金材料的制备、薄壁件的反重力铸造、砂型铸造尺寸精度和薄壁铸件内部质量控制等技术进行了研究。结果表明:采用低温加硅,精炼、细化、变质同时进行的熔炼工艺,有效地减少合金吸气和氧化杂质,提高合金液纯净度;壁厚2 mm试片在调压、差压、低压铸造条件下,设置合理的浇注参数和排气结构,充型能力均可满足要求,同时在差压铸造条件下可获得较好的本体力学性能;砂型铸造组型过程中砂芯与外皮采用定位销与定位套相配合的方式,能有效控制铸件尺寸精度。     

型腔中气体对薄壁铝合金铸件充型能力的影响

采用一体化反重力铸造机在不同的试验参数下,浇注高300 mm,宽60 mm,壁厚分别为2mm、3mm和4mm的D357铝合金试样.分别从浇注过程中铸型的发气量、型腔中预有气体、排气条件三个方面研究了型腔中气体对薄壁铝合金铸件充型能力的影响.结果表明:在调压铸造条件下,当砂型发气量较大时,铸件最后充填位置容易产生浇不足缺陷,铸件内部容易产生大量气孔缺陷.在排气较弱的条件下,调压铸造充型能力最好,低压铸造次之,差压铸造的充型能力最差.调压铸造时,型腔中气体较少,采取不同的排气措施对薄壁铸件的充型能力影响不大,低压铸造时,当排气能力较弱时,薄壁铸件的充型能力显著下降,同时容易出现裹气现象.     

低压铸造铝合金薄壁件成型压力因素模拟

采用有限元模拟仿真软件对铝合金汽车座椅骨架低压铸造工艺进行数值模拟,研究了低压铸造加压工艺中的充型压力、充型加压速率及增压压力对铸件缩松缩孔的影响.模拟结果表明:充型压力和充型加压速率的提高,有助于提高薄壁件的充型能力;对于特定的薄壁件,存在一个临界增压速率,使得缩松缩孔率最小.另外,随着增压压力的提高,缩松缩孔率减小.     

镁合金真空低压消失模铸造影响因素及充型能力的研究

介绍了一种新的真空低压消失模铸造工艺,分析了该工艺的工作原理和影响因素,并采用窗体及电机壳体模样测试了AZ91D镁合金在该工艺条件下的充型能力。研究表明：充型气体的气压与流量、泡沫模样的密度与裂解特性、涂层厚度及透气性、浇注温度、真空度等是镁合金真空低压消失模铸造过程中的主要影响因素。窗体和电机壳体成功浇注试验证明了真空低压消失模铸造新工艺大大提高了镁合金的充型能力,消除了重力下消失模铸造镁合金充型能力差、易形成浇不足和冷隔缺陷的缺点。     

Principles and practice of low pressure-expendable pattern casting process for magnesium alloys

A s a structural material, magnesium alloys possess many advantages when applied to automobile, aviation and space-flight manufacture industries due to their excellent physical and mechanical properties such as low density, high strength/weight ratio, good ductility and castability [1-2]. However, the high chemical reactivity or flammability of magnesium melt in atmosphere is a critical disadvantage, resulting in difficulty during liquid forming process. So, the development of casting process …     

Vacuum-sealed casting process under pressure

I t is of great im portance to investigate the casting processes forhigh precision thin wallferrous m etalparts because the processes are helpful in reducing energy consum ption,saving raw m aterials and decreasing m achine weight.To achieve these objectives,m any casting m ethods have been developed.Vacuum -sealed m olding process,the V-processforshort,iswidely used to m ake iron castingswith relatively thin wall,high precision and sm ooth surface [1-4]. H owever,the process cannotbe used to …     

可控气压下镁合金消失模铸造工艺参数的研究

研究了模样密度、涂层厚度、浇注温度、真空度等工艺参数对可控气压下镁合金消失模铸造时液态金属的充填形态和充型速度的影响,以及充型速度与充型形态之间的关系.结果表明:在可控气压下镁合金消失模铸造过程中,液态镁合金呈拱形平稳向前推进,并随着泡沫模样密度的降低、涂层厚度的减小、浇注温度和真空度的提高,充型速度提高.各因素对充型速度的影响效果由大到小的顺序是:泡沫模样密度→涂层厚度→浇注温度→真空度.通过分析实验数据,建立了可控气压下镁合金消失模铸造的充型速度的非线性数学模型.     

油缸缸头铸件的消失模铸造工艺

介绍了油缸缸头的铸件结构及技术要求,详细阐述了用于生产油缸缸头铸件的消失模铸造工艺及生产过程,包括泡塑模样的制作过程、浇注系统设计、模样簇的组装、涂料及烘干工艺、铸型填砂和紧实工艺、抽真空及保压控制参数等。最终生产的铸件全面达到了各项技术要求。     

电机架熔模铸造工艺参数优化与试验

为了防止熔模铸造件出现缩松、裂纹和变形等缺陷,针对熔模铸件工艺参数多且又相互影响的特点,运用有限元法对铸造过程进行数值模拟,研究各个工艺参数对铸造质量的影响,预测可能会出现的铸造缺陷.通过多方案比较,确定较优工艺方素,并通过试验对模拟结果进行进一步的验证.     

箱体低压铸造过程的数值模拟

以计算流体力学和计算传热传质学作为理论基础,利用大型模拟软件ANSYS对箱体的低压铸造过程进行了数值模拟,分析了铝合金在低压铸造充型过程中的流场以及凝固过程中的温度、固相分数的分布情况,预测铸件可能出现的缺陷,为优化铸造工艺和模具设计提供参考。     

Mold-filling characteristics of AZ91 magnesium alloy in the low-pressure expendable pattern casting process

The magnesium (Mg) alloy low-pressure expendable pattern casting (EPC) process is a newly developed casting technique combining the advantages of both EPC and low-pressure casting. In this article, metal filling and the effect of the flow quantity of inert gas on the filling rate in the low-pressure EPC process are investigated. The results showed that the molten Mg alloy filled the mold cavity with a convex front laminar flow and the metal-filling rate increased significantly with increasing flow quantity when flow quantity was below a critical value. However, once the flow quantity exceeded a critical value, the filling rate increased slightly. The influence of the flow quantity of inert gas on melt-filling rate reveals that the mold fill is controlled by flow quantity for a lower filling rate, and, subsequently, controlled by the evaporation of polystyrene and the evaporation products for higher metal velocity. Meanwhile, the experimental results showed that the melt-filling rate significantly affected the flow profile, and the filling procedure for the Mg alloy in the low-pressure EPC process. A slower melt-filling rate could lead to misrun defects, whereas a higher filling rate results in folds, blisters, and porosity. The optimized filling rate with Mg alloy casting is 140 to 170 mm/s in low-pressure EPC.