铸钢件冒口离开热节动态顺序凝固补缩特性的研究

采用正交设计现场浇注，试验研究了铸钢件冒口离开热节动态补缩特性。结果表明，冒口位置对补缩效果影响显著，铸钢件冒口在离开铸件的几何热节处，实施动态顺序凝固补缩，提高了冒口补缩效率和工艺出品率。在试验条件下，冒口离开何热节的距离为一倍热节圆直径时，补缩效果良好。     

运用均衡凝固理论设计铸钢件曲柄的浇冒口

按照均衡凝固理论的"铸钢件动态顺序凝固"理论,改进了曲柄的原浇冒口工艺,新设计的冒口离开热节,数量由两个变为一个铸件没有缩孔缩松、工艺出品率由原来的53.8%.提高到71.2%.     

铸钢件冒口离开热节补缩机理的研究

文章在综述了铸钢件顺序凝固补缩理论和目前生产中常用的模数法、补缩液量法、比例法、工艺出品率验算法、冒口三次方程计算法等冒口设计方法之后,分析了铸钢件冒口尺寸、位置及其形成的顺序凝固模式与铸件收缩缺陷的关系,即冒口设计过大和冒口放在热节上,导致热量过分集中,形成较大的接触热节,并不能实现凝固全程的顺序凝固补缩,造成铸件与冒口邻接处常常发生缩孔、缩松、热裂、晶粒粗大、偏析等缺陷.在冒口离开热节工艺实践和动态顺序凝固理论研究工作的基础上,本文首先对5t～10t铸钢半齿圈冒口离开热节工艺进行了分析研究,统计计算了半齿圈轮缘和轮毂薄壁分析的物理模数、冒口偏移距离、冒口有效补缩距离与冒口有效补缩范围,得出了轮缘上冒口离开热节后中间薄壁处的效应增大系数厂=1.17,冒口偏离系数S=3.04,并推导出了半齿圈类铸钢件冒口偏离系数、冒口偏移距离与冒口有效补缩范围以及铸件结构之间的定量关系式.然后按照结构对称性,截取半齿圈铸件轮缘的一部分,将其简化成"T”型试样,轮缘作为主壁,轮辐简化成"T”型试样的辅壁,利用计算机凝固数值模拟,得出了每一厚度的辅壁在凝固初期,对主壁都起到加热作用,即为热筋,当辅壁完全凝固后,对主壁又会起到冷却作用,即变为冷筋,也就是在试样凝固过程中,都有一个从热筋到冷筋的转变过程,"T”型试样随着凝固时间的推移,由于辅壁凝固后期对主壁的冷却作用,两壁相交区域的几何热节由辅壁下部一分为二向两侧推移,铸件热节这种随凝固时间的变化而变化的性质称为热节的动态性.随着辅壁厚度的增大,热节分裂越来越晚,凝固最后两个热节中心距离也越近,铸件热节随铸件几何尺寸以及铸件一铸型系统内其它各构成因素变化而变化的性质,称为热节的系统性.当铸件的几何节最后凝固为永久热节时,冒口离开几何热节才是真正的冒口离开热节.对21511半齿圈铸件轮缘上5种冒口位置的模拟方案中,冒口偏移距离570mm为推荐的工艺方案,冒口离开热节后,靠接触热节和流通效应的作用,维持了中间薄壁部分补缩通道的畅通.对于21511半齿圈冒口离开热节后,冒口补缩时间可缩短11%,冒口模数可减小5.7%,冒口体积可减少16%,冒口补缩效率可提高2%,铸件工艺出品率可提高3.4%,平均生产每吨铸件节约冒口消耗钢水84kg.通过生产统计与数值模拟,最后对铸钢半齿圈给出了冒口离开热节补缩工艺设计的一般方法,使铸钢件冒口离开热节动态顺序凝固理论实用化向前迈进了一步.     

铸钢半齿圈动态顺序凝固补缩工艺

针对５￣１０ｔ铸钢半齿圈铸件，介绍了动态顺序凝固补缩工艺的设计原则和有关参数的计算方法。     

铸钢件冒口离开热节工艺设计

改变传统的铸钢件工艺设计时冒口必须放在热节上的方法，采用竖浇、倾斜浇注、安放冷铁、厚壁处远离浇口等方法，将冒口放在钢液最后充型处而非热节处，减小了接触热节，使厚壁处先充型先凝固、薄壁处后充型后凝固，形成从厚壁到薄壁的温度梯度和凝固顺序即动态凝固顺序，从而减小了冒口，提高了工艺出品率。文中通过典型的生产实例阐明了这一工艺设计的思想和方法，取得了较好的经济效益。     

薄壁铸钢件的后凝固补缩铸造工艺设计

对于薄壁类普通碳素铸钢件，当其没有特殊力学性能和使用性能要求时，采用后凝固补缩方式设计其铸造工艺，可以获得满足铸件使用性能的合格铸件，同时提高工艺出品率，提高铸件表面质量，降低铸件生产成本。     

感应加热冒口对铸钢件补缩效果的影响

以尺寸400 mm×160 mm×40 mm的板状件为例,通过模拟和实验,考察了直径分别为100 mm和60 mm的冒口在不同条件下的补缩效果。实验结果表明,感应加热冒口套,可以对冒口进行有效的加热,实现延长冒口内液态金属凝固的目的。对比常规设计所采用的直径100 mm的冒口,在冒口加热条件下,直径60 mm的冒口可完全满足补缩要求,冒口体积减少64%,工艺出品率由原来的59.7%提高到77.9%。     

铸钢件冒口设计的最优化方法

生产实际中所使用的冒口往往偏大，再加上选用现成的冒口模样又增大了冒口尺寸，所以工艺出品率偏低，例如轮形铸件的工艺出品率只有50％左右。可见现行工艺的冒口设计方法，不仅工作效率低，而且造成浪费。     

运用均衡凝固理论设计铸铁件升降平台的浇冒口系统

橡胶机械产品胶片机升降平台,材质HT200,重85 kg,由260/110mm×75mm圆环体与400mm×400mm×40mm方板相接组成.为防止环板交接处的收缩缺陷,采用圆环体在下、方板在上的浇注工艺.侧注式浇注系统,在浇注系统对侧安置补缩-溢流冒口.运用均衡凝固收缩模数法设计冒口尺寸,用大孔出流理论设计浇注系统.设计结果:直浇道φ35 mm,双向横浇道24/27 mm×28 mm,4道内浇道10/12 mm×34 mm,浇口截面比∑A直∶∑A横∶∑A内=1.0∶1.5∶1.6.两只冒口φ70mm×130mm,冒口颈厚7 mm,长8 mm.生产表明铸件上表面光洁,无气孔,渣孔缺陷,机加工后铸件没有缩孔、缩松缺陷,工艺出品率88.5％.证明采用均衡凝固技术设计的浇冒口系统是可靠的.     

不锈钢铸件冒口偏离热节的工艺设计

为防止铸钢件冒口根部的缩孔、缩松缺陷,运用冒口偏离热节动态顺序凝固工艺理论,用模数法设计1Cr18Ni9Ti不锈钢砂铸150FYL液下泵泵体和熔模精铸保温截止阀阀体补缩冒口,在补缩安全系数为1.14～1.20时能较好地消除铸件缩孔、缩松缺陷,获得结构致密的铸件。按技术要求作2～4 MPa,保压3 min水压试验,无一件出现渗漏。批量生产证实,所设计的工艺实用可靠,产品质量稳定,有较好的技术经济效果。     

铸钢件浇冒口系统计算机设计

根据铸钢件凝固特点，研究和开发了一套适用于各类铸钢件浇冒口设计的计算机辅助设计程序。实际使用表明，该程序操作方便灵活，计算结果准确可靠，可优化工艺，提高铸件工艺出品率。     

用均衡凝固理论设计飞轮铸件浇注系统

通过改进飞轮的铸造工艺,采用均衡凝固工艺,充分利用石墨化自补缩,减小了铸件冒口体积,提高了工艺出品率.铸件清理后外观完好、光洁平整,机械加工后没有缩孔、缩松、气孔等缺陷.     

大型铸钢件浇注系统的设计原则

铸造工作者对铸铁件的浇注系统往往比较重视,因铸铁件大多采用翻包浇注,其浇注系统承担着挡渣作用.而铸钢件,特别是大、中型铸钢件,几乎都是漏包浇注,往往忽视了其浇注系统的重要性.     

大型行星架铸钢件浇注系统设计

对大型行星架设计了三种浇注方案,并用Procast进行仿真模拟,经过对比分析最终确定选用横浇道单侧布置,内浇道单侧切向布置的方案,钢液在型腔内的充型平稳,效果好。     

阀类精铸件浇注补缩系统设计实践

根据阀类铸件自身结构特性和使用特点，在浇注补缩系统设计中，针对性地采取了相应工艺措施，以减少疏松、缩孔等缺陷，旨在提高铸件的内在质量。根据蝶阀阀体、球阀阀体和闸阀阀体的结构和尺寸特点，提出了不同的浇注系统设计方案和确定浇注系统各部尺寸的经验公式。     

采用View Cast设计铸钢件的补缩和浇注系统

以铸钢芯盘为例,介绍了利用计算机程序进行补缩系统和浇注系统设计的新方法。根据凝固时间和热节数计算出冒口和冒口径的尺寸和数目,对铸件及其补缩系统进行凝固计算,利用计算结果得出最佳的补缩系统。在最佳补缩系统的基础上进行浇注系统的设计,根据铸件的最小壁厚和浇注温度计算了铸件的浇注系统,并对铸件充型凝固过程进行了模拟。最后通过实际生产,证明了该工艺的合理性。     

运用均衡凝固模数法设计铸铁箱体补缩式浇注系统

轧环机下箱体,材质HT 250,重9 500 kg,轮廓尺寸4 100 mm×2 500 mm×577 mm,干砂型,冲天炉熔炼.运用均衡凝固模数法设计补缩式顶注雨淋浇注系统,以大孔出流作充填校核.采用2个浇包同时浇注,2套独立对称的浇注系统,设计结果为:直浇道φ80 mm,横浇道56/60 mm×50 mm,18只内浇道φ18 mm,浇注温度1 320～1 380 ℃.浇注出的铸件形状完整,机加后没有缩孔、缩松、夹渣、气孔等缺陷,工艺出品率93%.表明均衡凝固模数法设计补缩式浇注系统是实用的.