铝合金铸件外冷铁工艺研究

本文采用实验和铸件凝固数值计算相结合的方法研究了铝合金铸件在外冷铁作用下的凝固动态规律。在分析冷铁内部蓄热规律的基础上,提出以有效冷铁厚度H_eff作为实际生产中冷铁厚度选择的依据。 还通过实验和数值计算获得了铝合金铸件铸钢冷铁的冷却面积扩大系数k随冷铁厚度的变化规律,并分析了铸件厚度对k值的影响。     

液态金属热扩散研究

铸件凝固数值计算时高温液态金属热物理参数的选取是尚未解决的问题之一。本文在前人工作的基础上,将现场浇注（浇注圆柱形试样）与DFP参数优化结合起来。提出了一种液态金属有效导温系数α的实测方法。大量的实验与数值计算证实了该方法的可能性。有效导温系数α随液态金属温度的下降而减小。通过改变试样尺寸和浇注温度,探索了诸因素对液态金属有效导温系数的影响。     

缝隙式浇注系统对铸件凝固过程的影响

本文通过实浇测温法,研究了缝隙式浇注系统对铝合金板状铸件凝固过程中铸件上温度分布,温度梯度分布和凝固次序的影响规律,可供铝镁合金铸件工艺设计时参考。     

分块冷铁与整块冷铁作用效果比较

在杆状上Al-4.5％Cu合金铸件上测定了冷铁的冷却面积扩大系数,并对分块冷铁和整块冷铁作用效果进行比较,发现分块冷铁较整块冷铁具有较好的作用效果。在保证冷铁总体积相同,与铸件接触面积相同的条件下,分块冷铁冷却面积扩大系数kp与整块冷铁冷却面积扩大系数kz之间存在如下关系 kp-A·(kz-1) kz其中A为无量钢常数.     

钢铸件缩孔缩松计算机预测

采用热容修正技术和交替隐式差分方法对杆状钢铸件进行二维数值计算,并与实测结果比较,铸件内各点温度计算误差不超过5%。用不同固相率凝固等温线、温度梯度和 G/R~(1/2)方法对铸件进行缩松缩孔判别,结果发现固相率65%时 G/R~(1/2)判别比完全凝固时 G/R~(1/2)判别能更准地预测铸件内部缩松缩孔区位置和分布形状。     

底注式浇注系统引起的局部过热对板铸件凝固过程的影响

本文通过实浇测温法,研究了底注式浇注系统所引起的局部过热对铝合金板铸件凝固时温度分布、温度梯度分布及实际模数的影响规律,提供了影响规律表达式,可供铸造工艺设计时参考。     

基于三相模型的Al-4%Cu合金三维半连铸圆锭的宏观偏析数值模拟

本文采用基于 Eulerian-Eulerian方法的等轴晶、柱状晶以及熔体三相完全混合的凝固模型计算了三维半连铸Al-4%Cu铝合金圆锭的宏观偏析。基于热溶质对流的基础上,模型考虑了等轴晶的移动,以及柱状晶对浮游等轴晶的捕获,等轴晶和柱状晶的相互竞争生长行为。模拟结果表明铸锭底部出现了明显的锥形负偏析区(CET转变区域),铸锭中心正偏析带,毗邻中心的负偏析区,以及铸锭1/2半径处正偏析带,总的偏析形态呈现W型,与铸锭实际情况基本一致。此外,铸造速度相较于浇注温度对铸锭宏观偏析具有更大的影响。     

铸件外冷铁工艺计算机辅助设计

将冷却面积扩大法与数值计算技术结合起来,用前者设计初始工艺,用后者进行工艺优化,形成了一种既实用又可靠的铸件外冷铁工艺计算机辅助设计方法,并在微型机上编制了外冷铁工艺计算机辅助设计软件系统CACD。该系统全部采用汉字提示,以人机对话和屏幕作图方式进行交互式图形和参数的输入,结果以屏幕彩色显示、绘图和打印文本的形式输出,操作过程方便、灵活。实践表明用该系统进行工艺设计,具有效率高、结果可靠等特点。     

外冷铁工艺研究

本文认为采用冷却面积扩大法设计外冷铁方法简单、实用,数值计算法从铸件凝固角度揭示了铸件内部组织和缺陷形成的本质,计算精度高.如将两者结合起来,可成为一种较完整的既可靠又实用的外冷铁工艺设计技术.通过实验数据阐明了诸工艺因素,如铸件-冷铁间挂砂层厚度、冷铁厚度、铸件壁厚、铸件与冷铁间接触条件等,对冷却面积扩大系数K和铸件-冷铁间界面换热系数h两个参数的影响及规律.