消失模铸造充型过程数值模拟

运用PROCAST软件对板形铸钢件的消失模充型过程进行了数值模拟。考察了阶梯式浇注系统的充型顺序以及底注式浇注系统的充型形态，另外研究了底注式浇注系统的浇注速度对缺陷形成的影响。模拟结果表明，消失模铸造中，金属液优先从阶梯式浇注系统的上层内浇道充型，充型前沿流动紊乱，铸件容易出现气孔或夹渣；对于底注式浇注系统，充型前沿的流动相对平稳，但过快的浇注速度同样会导致气孔或夹渣缺陷。     

新型浇注系统与充型过程的计算机模拟

对比模拟了新型浇注系统与传统浇注系统的充型过程,包括金属液在浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道中的流动情况。基于新型浇注系统设计原则设计并模拟了摇枕铸件的充型过程,模拟结果进一步证明了新型浇注系统充型平稳,浇道处于充满状态,避免了气体和夹杂卷入型腔。     

消失模铸造中阶梯浇注系统的适用性分析

砂型铸造中广泛使用的阶梯浇注系统常常被运用于消失模铸造,实践证明这样的技术移植并不总是成功的。为了探索阶梯浇注系统在消失模铸造中的适用性,数值模拟了消失模铸造中两种阶梯浇注系统对板类和套类铸件的充型过程。研究发现,空心阶梯浇注系统的所有内浇口几乎同时开始充型,而实心阶梯浇注系统的各内浇口开始充型的先后顺序与浇口杯至内浇口的流线长度相关,流线短的先开始充型。结果表明,实心带辅助直浇道的阶梯浇注系统在消失模铸造中可以实现阶梯浇注系统的功能,有较好的适用性,并且实心比空心效果好。     

大型薄壁铝合金简体铸件差压铸造过程数值模拟与工艺优化

利用ViewCast软件对某大型薄壁铝合金简体铸件差压铸造充型和凝固过程进行数值模拟.模拟结果表明,由于铸件较高,缝隙式浇注系统无法实现逐层充填,金属液在充型过程中飞溅严重.在改进方案中,采用环形横浇道和环形内浇道取代缝隙式浇道,并吸取缝隙式浇注系统横向补缩的优点,在铸件相应部位设置工艺筋并配合使用冷铁.再次模拟结果表明,改进后的方案是合理可行的,实现了平稳逐层充型和铸件的顺序凝固.     

消失模负压铸造液流前沿气膜厚度与其放热系数的关系

为寻求更通用简洁的消失模负压铸造液态金属流动前沿气膜厚度“δ”,运用传热学原理及函数的线性化方法,找到了适用于平衡充型状态及非平衡充型状态“δ”的计算方法：δ与气膜面积A、液态金属的浇注温度T金呈正比,与在直浇道的横截面积S直、在其中的液态金属的流速V直、气化单位质量消失模的吸热量WQ和消失模的密度ρ模呈反比。     

底漏包浇注泡沫单折弯缓冲浇道在圆锥破上室的应用

消失模铸造极少使用于底漏钢液包浇注,案例中随型倾斜切入浇注系统,符合消失模铸造"三场理论"指导下"圆形件及筒管状铸件斜向切入"的內浇道切入原则。浇道折弯可有效的缓冲金属液的惯性冲击,为使用底漏钢液浇包提供有利条件。随型倾斜切入的内浇道可减缓钢液对型壁的冲击,流场合理,热量丢失少,当钢液液面和水口平行时,倾斜切入可使钢液在惯性力的作用下顺型壁旋转使顶部钢液热量均衡,更有利于提高各冒口的补缩效果。     

镁合金真空低压消失模铸造的技术特征与实践

详细介绍了镁合金在真空低压消失模铸造下的技术特征.试验研究表明真空低压消失模铸造的流动性受充型气体的流量与压力、浇注温度、涂层厚度、泡沫密度、真空度等多方面的因素影响;在低充型速度和低真空度的条件下,液态镁合金在真空低压消失模铸造过程中的充型形貌均呈现以内浇道为中心的拱形层状推进流动,如充型速度加快,金属液流动前沿拱形形貌更加突出,而真空度增加会出现明显的"附壁效应";与重力消失模铸造比较,真空低压消失模铸造镁合金铸件凝固更呈现"同时凝固"特征;由于快速充型、压力下凝固,镁合金真空低压消失模铸造零件的铸态抗拉强度(σb=180.8MPa)、屈服强度(σ0.2=113.2 MPa)、伸长率(δ=4.4%),高于重力消失模铸造、树脂砂真空型铸造的铸态性能,达到了金属型铸造的铸态性能,经热处理达到了压力铸造镁合金的性能范围.浇注实践表明,真空低压消失模铸造对液态镁合金,具有良好的抗氧化保护能力、优良的浇注充型性能和力学性能,可铸造出高精度的、薄壁复杂的镁合金消失模铸件.     

高真空压铸汽车底盘结构件浇注系统分析

介绍了汽车底盘结构件的高真空压铸成形设计,以可热处理的Al-Si-Mn-Mg系高强韧铝合金汽车底盘结构件的压铸技术开发与应用为研究对象,通过设置不同的浇注系统,应用数值模拟方法,定性分析了铝合金液流动的充型状态与铸件缺陷的分布,着重研究了梳形浇道、扇形浇道、集中进浇、分散进浇、长浇道与短浇道对充型流动状态、充型温度、充型速度、气压阻力与铸件成形的关系;确定了铸件的浇注系统与排气系统,大大缩短了模具的开发周期。     

浇注系统对大型球墨铸铁滑枕充型流态的影响

介绍了大型球墨铸铁机床滑枕的铸件结构,该铸件采用无冒口铸造工艺,立式、底注浇注系统,呋喃树脂砂手工造型。用计算机模拟对比了不同浇注系统对铸件充型流态的影响,详细阐述了利用MAGMA数值模拟软件模拟3种试验方案的过程及模拟参数设置,结果表明:内浇道喷射现象不仅与浇道比有关,还与内浇道设置位置有关;将浇道比设为ΣF_直:ΣF_横:ΣF_内=1:1.3:1.32,并且将内浇道设置在远离横浇道中铁液汇合处,可以有效避免在内浇道处产生喷射现象。     

泡沫陶瓷滤网用于消失模铸造的挡渣效果测试

消失模铸造由于内浇道的横截面积较大,铁液中的渣很容易进入铸件,在横浇道中加入泡沫陶瓷滤网,能直接有效挡渣,减少铸件夹渣缺陷,提高成品率和生产效率,降低成本。对泡沫陶瓷滤网用于消失模铸造的挡渣效果进行了测试,以2种消失模铸造灰铸铁飞轮为实例,分别在横浇道内设置和不设置泡沫陶瓷过滤网,铸件加工后检查夹渣情况。结果显示:用泡沫陶瓷过滤网浇注的铸件全部没有夹渣缺陷,而不用陶瓷过滤网浇注的铸件有25%～30%的夹渣缺陷。将用于浇注铸件的陶瓷过滤网进行解剖,发现有被阻挡的渣块,说明泡沫过滤网有良好的挡渣作用。     

关于砂型铸造浇注系统设计的一点体会

浇注系统设计是生产高质量铸件的重要环节,其作用是控制金属液充型速度及充型时间,使金属液平稳地进入铸型,同时能阻止熔渣和其他夹杂物进入型腔,尽可能减少金属液的二次氧化.本文指出了传统砂型铸造浇注系统设计方法在避免金属液产生二次氧化夹渣方面存在的不足,介绍了液态金属临界流动速度概念,针对临界流动速度设计浇注系统的局限性,提出了采用减压内浇道的砂型铸造浇注系统方法,使浇注系统既能具有良好的挡渣作用,又能避免金属液在充型过程中发生喷射和飞溅现象,减少金属液的二次氧化.     

超超临界汽缸体铸件新型浇注系统研究

浇注系统对铸件质量具有决定性的影响。在本文中针对1 000 MW超超临界汽缸体铸件设计了带有排气道的浇注系统,排气道和直浇道关于铸件对称,以使初始浇注钢液冲洗完直浇道后进入出气端,从而保证浇注钢液的纯净。采用该浇注系统浇注了汽缸体铸件并对排气道进行了解剖夹杂物分析。对采用该新型浇注系统的汽缸体铸件的充型过程进行了数值模拟,并和传统的浇注系统的效果进行了对比分析。研究结果表明:采用带排气道的浇注系统有利于型腔内气体排出,使充型时钢液更平稳,对浇道冲击小,并且能有效减少铸件中的夹杂物缺陷,提升铸件质量作用明显。     

箱体浇注系统设计与铸造工艺的计算机模拟

根据无气隙平稳充型浇注系统设计原则,设计了MT-3型摩擦缓冲器箱体的浇口杯、直浇道、横浇道以及内浇道,并模拟了箱体铸件的充型凝固过程,模拟结果表明,浇注系统充型过程平稳,金属凝固按照顺序凝固方式进行,避免了卷气、缩孔缺陷。     

有效减少精铸件裂纹缺陷的工艺方法

铸件内浇道根部易出现过热,裂纹一般产生在靠近内浇道处。要求作探伤检查的铸件设计浇注系统时应使钢液充型平稳。采用转折形内浇道,能有效地降低钢液流速,转移铸件的过热区,减少和避免铸件在内浇道附近产生裂纹缺陷。     

消失模铸造金属液在型内的流动

消失模铸造金属液在填充铸型初期的流动接近失重状态,且直浇道越高越接近失重态.消失模铸造浇注系统开放或封闭的判据是:单位时间内浇注系统提供的金属液大于等于泡沫退让的体积为封闭式,当金属液小于泡沫退让的体积时为开放式.     

铝合金消失模真空低压铸造的充型特征

试验研究了反重力浇注条件下，铝合金消失模真空低压铸造的充型流动特性。通过采用电极触点法测定不同条件（真空度、浇注温度、内浇道面积）下铝合金液体流动前沿的变化规律，获得了不同条件下液态ZL101的充型等时曲线；分析了影响铝合金消失模真空低压铸造充型形态的主要因素。     

汽车活塞浇注系统的改进及数值模拟

采用Anycasting模拟软件研究了不同浇注系统对汽车活塞顶部缺陷的影响。通过对浇注系统的改进,包括增加浇注系统直浇道和双侧内浇道的横截面积,增大浇口杯横截面积和冒口的尺寸,将浇注系统和冒口整体化,实现了金属液的补缩从零件上表面推赶至冒口和浇注系统中,减小了金属液在充型过程形成的内压,解决了金属液进入内浇道时紊乱充型的问题,使得活塞顶部形成的缩孔缺陷消失。提高了生产率,为实际生产提供了指导。     

消失模铸造借用型腔作浇道研究

为了减少消失模铸造浇注过程金属液带人的热量损失,简化浇注系统是有效措施之一。铸钢件排碳法浇注工艺,钢液从冒口注入,从形式上而言,无浇注系统,实际上是将型腔作为浇注系统,是借用型腔作浇道。结果表明,借用型腔作浇道,浇口从冒口或铸件的顶部直接引入实现了顶注优先工艺。金属液进入型腔后,直接落底,然后液面水平上升,实现铸件下部温度低,顶部温度高的正向热场。这是消失模铸造值得研究和推荐的工艺。     

工艺因素对镁合金消失模铸造平均充型速度的影响

消失模铸造的充型过程对于获得健全铸件至关重要，研究工艺参数对镁合金消失模铸造充型速度的影响，对于工艺参数的优化和铸件质量的提高具有非常重要的理论和实用价值。以AZ91D镁合金为研究对象，系统研究了浇注温度、模样密度、真空度、直浇道高度对镁合金消失模铸造充型速度的影响。研究结果表明：在研究的工艺因素中，以真空度对充型速度的影响最为显著，其次是模样密度和浇铸温度，直浇道高度的影响相对较小。其中随着真空度的增加，平均充型速度基本呈线性增大；随着模样密度的增加，平均充型速度减小；随着直浇道高度增加，充型速度呈增加趋势；随浇铸温度升高，平均充型速度开始增加，然后逐渐降低。     

超超临界汽轮机中压外缸铸件浇注系统的设计

介绍了中压外缸铸件的结构以及其浇注系统设计.采用半开放式浇注系统,最小截面设置在分直浇道,各组元截面积比为F直1∶F横1∶F直2∶F横2∶F内=1.2∶1.34∶1∶1.07∶ 1.24;内浇道做成宽度逐渐扩大形,开设在下型3只轴孔处.采用华铸CAE凝固模拟软件分析浇注动态过程,结果表明充型较为平稳;铸件尺寸检验和UT检测显示铸件符合客户要求.