大型铸钢件铸造工艺设计

以大型铸钢件为例,利用ViewCast软件进行铸造工艺设计.首先根据裸件的凝固结果和热节数量、位置计算出冒口尺寸和数目,然后对铸件及其冒口进行凝固计算,根据计算结果优化得出最佳的补缩系统.之后进行浇注系统的设计计算,并对铸件的充型凝固过程进行计算.计算结果表明,该铸造工艺能平稳地充型,补缩系统能有效补缩凝固过程中所需要的金属.     

先进低成本的铸件浇注和补缩系统设计方法

用实例介绍了一项用于铸造生产的三维模拟技术,通过对金属液充型和凝固过程的数值模拟进行铸造工艺设计,从而在计算机上实现可视铸造过程,能保证既快又省地设计一个优化的铸造工艺.与传统的模数法,经验和试错的工艺设计不同,本模型是用铸件的凝固时间计算补缩系统.从一个铸件凝固模拟开始,根据凝固时间和被补缩的体积,计算冒口和冒口颈的尺寸和数量,再进行铸件加冒口的模拟计算,做必要的修正,直到获得满意的结果,最后根据铸件的临界壁厚、体积、充型速度和浇注温度等参数计算浇注系统.当整个系统设计完成后,模拟计算整个充型和凝固过程以验证设计,做必要的修正,直到获得一个能生产无铸造缺陷铸件的铸造工艺,即保证一次成功生产出合格铸件,节约了时间和成本.     

基于大孔出流和均衡凝固理论的汽车后桥件铸造工艺设计及数值模拟

根据均衡凝固理论,用计算机辅助设计和数值模拟的方法确定汽车后桥的铸造工艺.利用UG软件精确计算铸件的模数分布情况,根据均衡凝固理论的均衡段定义划分补缩区域,确定冒口的大致位置,在此基础上,确定铸件的浇注位置、分型面;然后确定冒口的准确位置以及浇注系统的总体型式,从而得到总体铸造工艺方案;其后按照均衡凝固理论进行铸件浇冒口系统的详细计算设计;最后用FT-Star数值模拟软件对所设计的铸造工艺进行校核模拟,观察铸件充型、凝固过程,发现铸造过程中可能出现的缺陷,经比较后得到较为合理的铸造工艺.     

球墨铸铁轴封体铸造工艺设计及数值模拟

对于轴封体球铁铸件,分别采用控制压力冒口和均衡凝固理论设计冒口及浇注系统,并运用铸造模拟软件对铸件的充型及凝固过程进行模拟。通过对比两种工艺方案发现,浇注系统及冒口的设计基本相同;对比模拟过程发现,两种冒口的补缩过程不同,但最后均得到无缩孔、缩松的铸件。因此,使用控制压力冒口和均衡凝固理论设计冒口均能起到相同的补缩效果。     

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。     

快速砂型铸造缸盖充型和凝固过程的数值模拟

在发动机缸盖快速砂型铸造工艺流程和铸造工艺设计的基础上,利用ProCAST软件对金属液的充型和凝固过程进行数值模拟。结果表明,采用单侧底注式浇注系统能够实现顺利充型。在凝固阶段缸盖外壁最先凝固,接着是铸件内部凝固。冒口对缸盖上部的厚大部位补缩良好,内浇口对缸盖下端厚大部位实现了补缩。整个铸件没有形成明显的孤立液相区。铸件内部仅存在均匀分散的缩孔、缩松,且孔隙度总体上小于10%,铸件质量良好。     

铝合金壳体件的倾转铸造工艺设计与数值模拟

为了研究复杂薄壁铝合金壳体铸件的倾转铸造工艺的可行性,设计了工艺方案并采用数值模拟方法模拟了倾转铸造过程的充型与凝固过程。结果表明,采用倾转铸造工艺金属液能平稳地进行充型,且表面缺陷主要集中在冒口中;铸件按照顺序凝固方式进行,冒口能够有效发挥补缩作用,收缩类缺陷都留在冒口中,从而证实了该工艺方案的可行性。     

复杂薄壁框类铝合金铸件工艺设计及数值模拟

介绍了一种复杂薄壁框类铝合金铸件的铸造工艺:采用三箱造型,设计了所需砂芯结构,并对中箱造型工艺进行了简化。设计了圆形底注式浇注系统,借助ProCAST软件研究铸件充型和凝固过程。根据初始方案模拟得到缩孔、缩松位置分布和大小,通过在预测的缺陷处合理放置冒口、保温套和冷铁等对铸件进行有效补缩,基本消除了缩孔、缩松等铸造缺陷。     

叶轮铸造过程数值模拟及工艺改进

根据叶轮的技术要求和使用工况制定出了具体的铸造工艺方案、浇注系统类型以及浇注工艺参数。通过Procast软件对铸件充型、凝固过程进行了数值模拟,预测出铸造缺陷产生的位置和倾向性。并对铸件工艺进行了改进,通过提高冒口的补缩和冷铁的激冷能力,消除了缩孔缩松缺陷。     

大型铸铝件铸造工艺有限元分析与优化

先对大型铸铝件设计两种浇冒口系统方案,然后利用有限元数值模拟方法对其充型流场及凝固过程温度场进行耦合分析,预测铸件铸造过程中缩孔缩松缺陷的产生,并对不同浇注速度条件下铸件的充型流场和充型初期流动前沿进行分析,优化出合理的浇冒口系统设计方案以及浇注速度,最终得到更为可行的铸造工艺方案.     

水压机下横梁铸造工艺模拟分析

采用三维绘图软件绘制了水压机下横梁的实体模型,并设计和制定了其浇注系统及工艺参数.运用ProCAST软件对铸件及其浇冒系统进行有限元网格划分,并模拟分析了充型和凝固过程,结合铸件不同位置的温度与时间曲线分析表明,浇冒系统能实现金属液的平稳充型、铸件的顺序凝固与补缩.铸件的超声和磁粉等无损检验结果表明,工艺方案设计合理,铸件没有缩孔、缩松和表面气孔、夹杂等缺陷.     

基于数值模拟的大型薄壁铝合金件差压铸造工艺设计

将传统工艺和现代计算机模拟技术相结合,利用View Cast软件对薄壁铝合金筒体铸件凝固过程进行了分析,通过凝固过程时间分布预测了缩孔缩松产生的位置。采用加设缝隙式内浇道和增大冒口尺寸的方法对初始铸造工艺方案进行了优化。再次模拟表明,改进后的方案合理可行,铸件实现了充分补缩和顺序凝固,消除了缩孔（松）等缺陷。     

球铁卡块铸件质量控制的工艺研究

针对球铁卡决铸件伸长率低的情况,在分析其结构和凝固过程特点的基础上,结合实际生产条件,采用均衡凝固理论设计浇冒口,通过强化补缩消除了缩松缺陷,使微观组织致密;采用瞬时孕育工艺等措施,使石墨明显细化,铁素体含量提高,铸件本体的力学性能明显得到改善,达到了QT450-10的要求,伸长率甚至达到15％。     

冲击式水轮发电机转轮的铸造工艺设计

结合钢的流动特点和凝固特性,综合考虑充型过程及补缩效果,通过局部锆砂实现铸件的顺序凝固,设计旋转对开式芯盒成形形状比较复杂的水斗砂芯,利用三维建模软件及有限元分析对转轮进行了结构分析及优化,利用计算机模拟软件对铸件工艺参数进行了设计和优化。针对模拟后铸件可能出现的缺陷,提出了相应的改进措施。优化了浇注系统,合理设计冷铁和冒口,并确定了合理的铸造工艺参数范围,实现了转轮砂型铸造的成形方法。     

35MN快锻机立柱的铸造工艺设计

介绍了35 MN快锻机立柱的铸造工艺方案.利用铸造模拟软件ProCAST对铸件进行了充型与凝固过程的数值模拟.基于模拟结果,确认了浇冒口系统与外冷铁设置的合理性,并最终获得了合格的铸件产品.     

热铁(贴)冷铁在精密铸造工艺设计中的应用

在精密铸造工艺设计中,一般是采用在热节圆的位置开设浇口、设置浇道或增加冒口来解决铸件缩孔、缩松等缺陷,使铸件在冷却、凝固过程中有效地形成补缩通道,获得优质的铸件,工艺设计的主要原则也来自于铸件的结构本身.运用热铁(贴)、冷铁的工艺方案,减少精铸件缩孔、缩松,通过从铸件外部冷却环境的改变来改善精铸件品质.     

铸铁——一种可预测的材料——铸造工艺模拟在评估铸铁件的生产和性能方面的新潜能

在近20年中,铸造工艺模拟已经从预测热节和凝固过程发展到为铸造厂总体评价铸件的整个生产路线的工具.与铸造方案有关的保证补缩依然是铸造工艺模拟最重要的任务之一.对于所浇注的合金,要提供无缺陷的铸件,需要考虑不同的补缩特性和自补缩能力.因此,仅仅根据由温度场导出的热节来预测收缩缺陷是不够的.为了能定量预测这些缺陷,凝固模拟必须与密度和质量迁移的计算相结合,以求出凝固形态对补缩特性的影响,并应考虑合金相应的补缩范围.对于铸铁厂来说,应用铸造工艺模拟已成为预测所采用工艺的耐久性和可靠性的重要手段,尤其是为了要定量表示铸铁的凝固和收缩特性,必须考虑合金元素、熔化操作和冶金因素的影响.这种模拟不但允许预测铸铁的局部组织、相组成及最终的力学性能,在铸造厂内评估铸件质量,还可在铸件设计过程中使用这种定量信息.目前的技术发展水平已允许定量预测铸铁件的残余应力和铸造变形,还可确定铸件中的裂纹以及在热处理过程中铸造应力的降低.文中将概述目前定量预测铸铁件特有缺陷和铸件性能方面的能力,并重点介绍在模拟铸铁件制造和ADI以及预测铸铁件应力方面的最新发展.     

一种解决垂直线铸件缩松的工艺方法

利用MAGMA凝固模拟软件预测垂直造型线铸件热节部位和缩松缺陷,模拟结果表明凝固后期形成的孤立热节是产生缩松的主要原因.采用顺序凝固原则可以解决部分缩松问题,但不能解决所有补缩问题.通过优化铸造工艺,改变内浇口位置并重新模拟,发现孤立热节得到了消除,试验结果与模拟吻合,缩松问题得到了彻底解决,利用凝固模拟优化冒口成功提...     

大型蒸汽轮机高压缸铸件的铸造工艺

介绍了蒸汽轮机高压缸铸件的结构特点和技术条件,分析了其技术难点,确定了分型面和工艺参数,设计了浇冒口系统,利用MAGMA软件对铸件的凝固及充型过程进行了模拟,优化了铸造工艺方案。工艺验证结果表明,高压缸管孔的壁厚均匀,铸件的组织致密,无缩松,性能可满足顾客要求,达到了降低生产制造成本,提高铸件质量的目的。     

结晶器喂钢带连铸坯凝固过程的数学模拟

利用旅行薄片微元体能量守恒原理,引入喂钢带相对速度参量,发展了连铸凝固旅行薄片数学模型.采用有限体积法,用Visual Basic语言独立编制源码模拟程序,并对一典型喂钢带的连铸工艺进行模拟分析,得到了连铸坯温度分布和喂进钢带凝固状态的曲线.结果证明,喂进钢带改变了结晶器内温度场的分布和传统的由表及里凝固方式,钢带在结晶器内先凝固后熔化,降低了钢水过热度和铸坯断面温度梯度,使得温度分布更有利于等轴晶结晶过程的进行,有利于铸坯断面形核率的提高.同时该模型也给出了钢带尺寸、拉速和过热度等参数对连铸坯凝固过程的影响.