基于ProCAST的消失模铸造工艺研究

运用ProCAST软件对链轮铸钢件的消失模充型过程进行了数值模拟，分析其缺陷产生原因，优化铸造工艺。最后基于模拟和生产相结合，总结出影响消失模铸造的六大基本因素。     

排气歧管熔模铸造充型和凝固过程数值模拟与优化

采用ProCAST铸造模拟软件对汽车排气歧管充型和凝固过程进行数值模拟。对原有生产工艺模拟表明,在冒口与底盘法兰的接触面处存在缩孔缺陷,工艺出品率较低,约为38.8%。模拟结果与实际生产情况吻合。优化工艺为:增大冒口尺寸,以增加冒口补缩距离;减小直浇道部位尺寸,将排气管移至直浇道顶部。模拟结果表明,优化工艺生产的排气歧管缩松缩孔明显减小,且缩孔全部集中于冒口部位,原底盘法兰处缺陷消失。同时,工艺出品率显著提高,由原来的38.8%提高到49.1%。     

钛合金异形薄壁壳体铸造工艺数值模拟及优化

为解决钛合金精密铸造产品合格率低、试验优化周期长的问题,以某钛合金异形薄壁件为研究对象,采用逆向工程手段优化浇注系统设计。结合ProCAST有限元分析软件确定铸件缺陷分布位置,依据铸件缩松分布情况对铸造方案进行迭代优化,解决铸件承力板区域缩孔问题。根据优化结果进行生产验证,结果表明,钛合金铸件采用真空熔模铸造方案,铸件上、下端分别设置3处浇/冒口时,模拟结果显示铸件凝固过程整体温度分布合理,铸件中的缩孔均被优化剔除。该工艺方案可行性高,试制件无损检测结果与数值模拟结果吻合度高,铸件成形质量、冶金质量均达到预期效果。     

某种钛合金精密成形铸件铸造变形的数值模拟

目的 基于ProCAST，建立钛合金铸件铸造变形的模拟预测方法。方法 以某板状钛合金铸件为例，模拟了充型凝固、型壳内冷却和脱壳后冷却3个过程，并分别对各过程进行了相应假设和参数设置。为验证模拟结果，根据模拟模型设计了浇注验证实验。结果 铸件中间部位向外侧凸起，加强筋部位向内侧凹陷，和实验结果基本一致，变形量预测吻合度在60%~72%之间。结论 通过合理设置模拟流程和材料参数模型，数值模拟可以预测钛合金铸件的变形规律，并为变形量预测提供重要参考。     

充型模拟优化浇注和浇注系统

运用铸造过程模拟软件ProCAST对实际生产中某些个案进行模拟和分析,重新回顾现有的浇注工艺和浇注系统设计,指出当前精铸生产中普遍存在的若干问题,对改进浇注系统设计和浇注工艺提出一些意见和建议.     

基于ProCAST涡壳体铸件精铸过程数值模拟研究

氧泵壳体为涡壳体铸件,形状复杂,壁厚差较大,铸造凝固过程中易出现疏松缩孔等缺陷,铸造难度较大。为了缩短试制周期,节约生产成本,优化工艺方案,采用Pro CAST软件对该铸件的充型、凝固过程进行了模拟分析,并对疏松缩孔缺陷进行了预测,优化了浇注工艺参数。结果表明,铸件充型平稳,实现了顺序凝固,疏松缺陷较少。确定了浇注温度1 450℃、型温850℃的浇注工艺,并通过试验证明了模拟计算的正确性,浇注出的铸件冶金质量满足技术条件要求。     

Influence of silicon carbide chills on solidification process and shrinkage porosity of castings made of nickel based superalloys

The paper presents the manufacturing methodology of IN713C castings by application of investment casting method and silicon carbide (SiC) chills.

On the basis of numerical simulation and conducted microstructure analysis, it was established that the application of SiC chills results in significant decrease in shrinkage porosity, in comparison to castings without chills. The temperature measurement was carried out, and the influence of chills on the kinetics of solidification process was established. It was determined that the application of SiC chills causes the increase in cooling rate (～0·1 K s^?1), in comparison to the casting without chills. The authors carried out numerical optimisation with the use of ProCAST software and established which parameters have the largest influence on the solidification process of castings with and without chills. In addition to SiC, the graphite and Al₂O₃ were analysed as chill material in terms of influence on the predicted kinetics of cooling process and the shrinkage porosity of castings. The conditions of solidification process for castings, which are equipped with chills and are free from shrinkage porosity, were determined on the basis of obtained results.     

基于ProCAST 的PBX 多腔捏合机传热过程仿真模拟与设计

为实现某新型PBX 捏合机的温度分区控制目的,采用有限元模拟软件ProCAST 对其传热效果进行仿真 模拟研究,探索其控温系统结构对PBX 平衡温度分布的影响。结果表明：初始结构下捏合机的恒温控制结构及分布 不合理,造成中间腔室内的平衡温度分布不均匀,温度较较低,温差较大;改进后的捏合机中间腔室内的温度接近 理想温度,平衡温度分布均匀,过渡区温度梯度大,梯度方向垂直于中心水平线,整个捏合机在水平方向上的温度 能实现从50 ℃到60 ℃再到50 ℃的温度分区。     

铝合金铸件定向凝固过程的数值模拟

为了研究铝合金定向凝固组织的变化规律，采用有限元软件ProCAST对Al Si Cu合金定向凝固过程进行模拟,分析了不同浇注温度和抽拉速率对铸件定向凝固过程中的温度梯度、固液界面前沿、糊状区宽度、枝晶生长速率和二次枝晶臂间距的影响。结果表明，当浇注温度越高时，温度梯度越大，而固液界面前沿下凹越小，糊状区宽度也越窄，从而越有利于顺序凝固的发生；随着抽拉速率的增大，枝晶生长速率先增大后减小,当抽拉速率为200 μm/s时，最大生长速度达到0.093 mm/s，铸件凝固组织最佳；当抽拉速率大于300或小于200 μm/s时，都会导致枝晶生长速率缓慢，枝晶生长不平稳，二次枝晶臂粗大。对模拟得到较优的工艺参数进行试验验证，可以制备出具有较好力学性能的铸件。     

基于ProCAST的制动铸件精确成形数值模拟与工艺提升

目的 针对排气制动阀铸造工艺控制不当会产生缺陷这一问题,结合模拟分析,提出合理的铸造工艺方案,以减少铸件缺陷。方法 基于ProCAST软件对蝶阀阀体铸造工艺进行模拟,研究阀体铸件在充型、凝固过程中的速度场、温度场、固相率分布和缺陷分布,并根据模拟结果对工艺进行优化。结果 添加侧冒口和冷铁后,阀体的缩松缩孔缺陷得到了有效控制,缺陷体积减少了95%以上,获得了完整铸件。结论 通过铸造模拟有效指导了排气制动用蝶阀的生产实践,优化了生产工艺,节约了生产成本。