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。     

阶梯式浇注系统分层注入功能的水模拟试验

采用水模拟试验的方法，对2类阶梯式浇注系统的充型特点和分层注入功能进行了研究，认为阶梯式浇注系统不能实现著名学者Hall设想的分层注入方式。     

轧机机架阶梯式浇注系统的有限元模拟研究

在"低温慢浇"的客观条件下,阶梯式浇注系统更能保证轧机机架的铸造质量。但阶梯式浇注系统易使充型过程不平稳。通过对轧机机架3种不同的阶梯式浇注系统流场进行Procast有限元模拟,得出了能保证钢液自下而上逐层平稳充型的阶梯式浇注系统的结构。     

轧机机架阶梯式浇注系统的有限元模拟研究

在"低温慢浇"的客观条件下,阶梯式浇注系统更能保证轧机机架的铸造质量。但阶梯式浇注系统易使充型过程不平稳。通过对轧机机架3种不同的阶梯式浇注系统流场进行Procast有限元模拟,得出了能保证钢液自下而上逐层平稳充型的阶梯式浇注系统的结构。     

高大型铸件阶梯式浇注系统水力学模拟的研究

用透明有机玻璃模型对高大型铸件阶梯式浇注系统进行了水力学模拟的研究。通过改变浇注系统的结构形式、调整浇道比及浇注速度可使浇注系统的溢流高度降为原来的五分之一。用薄膜塑料袋法测定了浇注系统各层内浇道的流量分配,并借助高速摄影及微机数据处理技术对浇注过程中液体的流动状态进行了分析研究,发现开放式曲折直浇道阶梯式浇注系统充型平稳性及各层内浇道的流量分配均较直落式直浇道阶梯式浇注系统有大的改善。     

阶梯式浇注系统的设计原理和新计算法

本文叙述了阶梯式浇注系统的类型及设计阶梯式浇注系统的理论基础。简介了试验阶梯式浇注系统用的水力模型装置,提出了阶梯式浇注系统设计要点和新的计算方法。指出封闭式浇注系统不能满足阶梯式浇注系统的要求,因而对铸钢件确定采用完全开放式浇注系统,对铸铁件推荐采用封——闭开放式浇注系统。     

消失模铸造浇注系统的设计原则

介绍了消失模铸造浇注系统设计的原则及注意事项,利用数值模拟软件分析了消失模铸造充型过程中金属液和泡沫前沿的状态,强调了3种浇注系统以及泡塑模高度对型壁迁移的影响,提出了以下建议:对于圆筒形铸件,优先选用筒内双S形横内一体、中间直浇道的浇注系统,或者在外圆设置阶梯浇注系统;对于小件串铸和简单铸件,采用顶注式浇注系统,这样有利于避免温降难题,并且有利于减少C夹杂类冷隔缺陷;对于箱体类铸件,采用U形横浇道的阶梯式浇注系统,该浇注系统充型状态均衡度较高,金属液充型前沿的气隙区也较稳定。     

大型薄壁钛合金头罩铸造工艺设计及应用

采用石墨型铸造工艺制备了大型薄壁钛合金头罩铸件。针对头罩高度大、壁薄的特点,设计了3套浇注系统:卧式阶梯式浇注系统、头锥置上顶注式浇注系统以及尾部朝上雨淋式浇注系统。结果表明,卧式阶梯式浇注系统表面裂纹多且密集,不能满足产品要求。两种顶注式浇注系统表面裂纹少,能够生产出优质钛合金头罩。     

基于铸件斜面及螺旋面结构特征的砂型铸造浇注系统优化设计

当铸件具有斜面或螺旋面的结构特征时,可利用自身结构特征设置出类似蛇型或鹅颈型的浇注系统,蛇型或鹅颈型的浇注系统可增加流动阻力,降低流速,减少和防止液态金属的冲击、飞溅和氧化。分析比较了几种具有斜面或螺旋面结构特征铸件的典型浇注系统设置方案。结果表明,通过利用金属液在斜面及螺旋面平稳缓流的特点,在铸件的斜面或者螺旋面设置浇注系统,可以使液体金属的充填既具有底注式浇注系统的充型平稳、金属氧化轻、对型（芯）冲击小,有利于排气、充型快和挡渣能力强的优点,又改善了底注式浇注系统的造型复杂、金属消耗量大的缺点。     

基于ProCAST的龙门加工中心滑枕铸件的数值模拟分析

通过对龙门加工中心滑枕铸件结构特点的分析,确定其浇注工艺方案,运用Pro CAST软件对滑枕铸件的铸造过程进行模拟分析,对铁液的充型、凝固过程进行可视化观察。结果表明:采用阶梯式浇注系统,浇注温度为1 380℃,浇注速度为1 m/s时,铸件的充型及凝固过程合理,并通过实际试制生产验证了该工艺方案的可行性,为实际生产提供了理论依据和指导。     

用模拟软件优化4G6系列气缸体的生产工艺

介绍了4G6系列气缸体的铸件结构,阐述了生产该铸件的熔炼、造型及制芯工艺,利用数值模拟软件,对阶梯式浇注系统和底注式浇注系统的充型模拟、速度矢量、速度大小、充型温度、下箱型砂温度及氧化夹渣进行分析,认为选择底注式浇注系统更为合理。后期通过生产验证发现,采用底注式浇注系统的4G63FF机型综合质量较采用阶梯式浇注系统的4G63FR机型高出5%。列举了通过模拟分析解决4G6系列气缸体几处典型气孔缺陷的案例,说明使用模拟软件可在一定程度上加快工艺改进进程,对于缩短新产品设计及量产周期具有重大意义。     

卷筒铸件的工艺设计与生产

在粘土砂干型中采用阶梯式浇注系统生产卷筒铸铁件,可以有效的保证铸件的质量.与传统的雨淋式浇注系统相比,具有充型平稳,操作简易的特点;另外,通过采取一些措施,增加中频炉熔炼铁液的孕育效果,可以有效地防止厚壁铸件敏感部位产生缩松、晶粒粗大和硬度低等缺陷.以Ф700mm×3200mm卷筒铸件为例,阐述了阶梯式浇注系统的计算方法与设计思路,介绍了其木模工艺要点以及其生产过程中的一些具体操作方法.     

实型铸造中的分层缺陷及其预防措施

通过分析实型铸造铸件分层缺陷的特征及其形成机理，认为在各种因素中，阶梯式浇注系统底层内浇道截面积小于直浇道截面积是分层缺陷形成的关键，而提高金属液浇注温度及改良涂料、选用低密度泡沫塑料作模样材料对避免产生分层缺陷有帮助。     

基于SLS原型的快速(重力)铸造工艺

结合SLS快速成形和铸造工艺可以实现金属零件的快速铸造.根据原型材料可熔融和烧失的特性,制定了类似于熔模铸造的快速铸造工艺方案.讨论了快速金属铸件的特点,对快速铸造工艺提出了成功率高、成形性好和性能较高的要求.分析了面向金属零件快速铸造的重力铸造工艺并以实例说明,顶注式浇注系统适用于结构简单且高度不大的快速零件,而阶梯式浇注系统适用于中大型和复杂程度较高的铸件.     

实型铸造分层缺陷分析

通过分析实型铸件分层缺陷的特征及其形成机理 ,认为在各种因素中 ,阶梯式浇注系统底层内浇道截面积小于直浇道截面积是分层缺陷形成的关键。提高金属液浇注温度及改良涂料 ,选用低密度泡沫塑料作模样材料对避免产生分层缺陷有帮助。     

马氏体不锈钢叶轮铸造工艺设计与优化

分析了树脂砂铸造马氏体不锈钢叶轮的工艺特点,设计了铸造工艺方案,通过Pro Cast有限元分析软件对设计的工艺进行模拟分析和工艺优化,确定了最终铸造工艺,并进行了生产验证。研究结果表明,叶轮铸件选取阶梯式浇注方式和开放式浇注系统,可以保证金属液平稳、完全充型;采用冒口与冷铁配合使用时可以有效消除铸件的缩孔与缩松。生产验证表明采用优化后的铸造工艺设计方案,生产的铸件充型完整,铸件轮廓清晰,内部没有明显的铸造缺陷。     

实型铸造分层缺陷分析

对实型铸件分层缺陷的特征及其形成机理进行了分析，认为在各种因素中，阶梯式浇注系统底层内浇道截面积小于直浇道截面积是分层缺陷形成的原因。提高金属液浇注温度及改进涂料，选用低密度泡沫塑料作模样材料对避免产生分层缺陷有帮助。     

大孔出流理论在大型电动机机壳铸件生产中的应用

根据大孔出流理论,采用分配式直浇道系统,将阻流截面设置在浇口杯的出口处,使分配直浇道大于主直浇道截面的尺寸,每层内浇道截面尺寸等于直浇道截面尺寸,保证在充型过程中,分配直浇道不充满,同时控制浇注系统的形状和结构,改变金属液流动方向及造成不同的阻力,实现阶梯式浇注系统的逐层引注.     

铸造铝合金真空密封造型的浇注系统研究

根据铸造铝合金及真空密封造型特点,分析了铸造铝合金真空密封造型铸造浇注系统设计要求及浇注系统类型。其适宜的浇注系统形式有:底注式、阶梯式、倾转式等。该研究结果在ZL101高压开关壳体的真空密封造型铸造中得到了生产验证。     

基于有限元分析的铝合金薄壁铸件浇注系统的确定

针对ZL104汽车前盖板薄壁铸件,设计了3套浇注系统:顶注式浇注系统、阶梯式浇注系统、雨淋式浇注系统。借助ProCAST有限元分析软件,对3种浇注形式下铝合金薄壁铸件的充型与凝固过程进行仿真,探究不同浇注系统中最易形成缺陷的部位。经比较分析,确定雨淋式浇注系统最优。其充型平稳,顺序凝固,缩松、缩孔、卷气等缺陷最少,并制得了尺寸为1 275 mm×490 mm×4.5 mm品质合格的铸件。