磨煤机双金属辊套外层金属卧式离心铸造的充型及凝固规律

使用ProCAST铸造模拟软件对磨煤机双金属辊套外层的卧式离心铸造充型和凝固过程进行了数值模拟,获得了锥形结构和圆柱形结构的磨煤机辊套外层金属的充型和凝固过程。对不同工艺条件下圆柱形辊套的充型过程进行了研究,探讨了铸型转速、浇注温度对卧式离心铸造充型及凝固过程的影响。结果表明:不同结构辊套的金属充型和凝固过程有很大的区别。圆柱形辊套的金属熔体以螺旋形充填型腔,而锥形辊套的金属熔体首先充填型腔两端,然后同时向中间推进。提高铸型转速有利于实现金属熔体的连续浇注,缩短充填时间;较高的浇注速度有利于充型过程的逐层充填。     

轴承支架半固态压铸过程数值模拟

采用数值模拟方法分析了半固态铝合金的表观粘度及浇注温度对轴承支架铸件压铸充型和凝固过程的影响。结果表明,半固态铝合金的充型速度随其表观粘度的增加而显著下降,而浇注温度对充型速度的影响与液态压铸时的一致。铸件同一部位的凝固温度随半固态铝合金浆料充型时的表观粘度增加而提高。凝固后铸件内未出现铸造缺陷。     

基于ProCast的K4169高温合金铸件离心铸造工艺数值模拟

利用ProCast数值模拟软件对K4169高温合金铸件立式离心铸造过程中金属熔体的充型过程和凝固过程进行了模拟研究,分析了离心转速对离心铸造充型过程的影响。结果表明,在离心铸造中,离心转速的选取要适中,转速越大,铸件的充填效果并不是越好;根据铸件缺陷的分析结果,对铸件采用顶注式浇注,铸件缩孔缩松缺陷都集中于顶部冒口和侧壁的暗包。     

消失模铸造滑体铸件的数值模拟

采用数值模拟方法研究了模样密度和浇注温度对消失模铸造灰铸铁滑体铸件充型及凝固过程的影响,并与实际生产进行了对比。模拟结果表明,提高浇注温度和降低模样密度,铸件的充型速度增加,同时高的浇注温度也会使模样与金属液间的气膜压力增加,这会使模样的退让速度与液态金属的前进速度达到动态平衡。较高的浇注温度和较低的模样密度使缩孔的形成倾向变小。     

横向翻转浇注工艺铸造耐压外壳铝合金铸件

从铸造工艺、工装设计上进行改进创新,采用横向翻转浇注工艺铸造耐压外壳铸件。铸件在凝固过程中能从冒口不断地得到液态金属的补充,实现定向凝固。减少铝液二次氧化带来的夹渣,使铝液充型过程平稳,不易发生紊流。解决了铸件法兰密封面弥散性针孔和铸件轴密封处及凸台因壁厚不均产生缩松造成气密性差的问题。在实际铸造过程中通过对模具预热温度、合金浇注温度、翻转速度进行控制,提高了铸件整体质量。通过几年批量生产验证,一次检漏合格率达到99．8％。     

ZTC4钛合金机匣构件离心铸造过程的数值模拟

采用数值模拟方法,研究ZTC4合金机匣离心铸造的充型和凝固过程,分析了离心转速、浇注温度和铸型预热温度对熔体充填过程流动场、凝固过程温度场和应力场的影响,并预测了缺陷的分布.结果表明,随离心转速提高,熔体充型速度无明显变化,但柯氏力作用更加明显,铸型中熔体流股变细;熔体过热度低于30℃时,铸件出现明显的浇不足缺陷;铸型预热温度是影响铸件残余应力的主要因素,而离心转速和熔体过热度的影响次之;铸件最后凝固的较厚部位容易出现缩松、缩孔缺陷,且其位置与X射线检测结果较吻合.     

离心铸造复合管外层充型与凝固数值模拟

Procast离心铸造模块不能直接用于卧式离心铸造。通过分析两种离心铸造的充型特点与受力情况,提出了卧式离心铸造的模拟方法,结果表明充型与凝固过程温度场的变化规律与实际一致。复合管两层浇注时间间隔直接影响到铸件的品质。提出了复合管内外层浇注时间间隔的确定方法。对不同工艺参数下卧式离心铸造外层金属液充型和凝固过程进行数值模拟,获得了各工艺参数对金属液充型及第二层浇注时间间隔的影响规律。     

立式离心铸造顶头模具设计及充型凝固模拟

根据Φ136mm的穿孔顶头外形,设计一种立式离心铸造顶头的模具。通过数值模拟软件模拟其充型过程及凝固过程,离心铸造工艺参数为离心转数300 r/min、浇注温度1530℃和充型速度0.25m/s。模拟结果表明:铸件的充型过程基本平稳、快速,大概10.7s充型完毕;凝固过程中铸件温度场分布符合顺序凝固的要求,需1237s完全凝固。另外,固相分数也证实了铸件凝固过程是合理的。     

真空浇注对充型过程的作用及其在快速铸造中的应用

液态金属铸造过程中施加真空是提高复杂铸件充型性能的有效措施。通过分析真空对充型过程的作用机理．认为真空可以有效减少型腔中的气体反压力，从而达到改善充型性能的目的。采用了真空浇注工艺，开发了真空浇注设备。将此设备应用于复杂薄壁铸件的快速铸造中，由于金属熔化后可以在真空环境中进行浇注和充型凝固．取得了良好的效果。     

铸铜冷却壁充型过程数值模拟

利用有限元软件ANSYS模拟了金属型-砂型复合铸造工艺条件下,入口速度和浇注温度对紫铜冷却壁铸件充型过程流场的影响。结果表明,较小的入口速度(0.3和0.8m/s)会导致充型速度曲线上出现较大扰动。而当入口速度达到1.0m/s时,充型速度曲线无扰动,充型过程平稳,可作为生产中的浇注工艺参数参考值。采用变粘度模型研究了浇注温度对充型速度的影响。结果表明,提高浇注温度,液态金属的充型速度明显增加,有利于获得较大的速度梯度。     

消失模铸造充型过程模拟仿真的虚拟现实可视化应用

介绍了消失模铸造充型仿真虚拟现实可视化的方法,在Ensight虚拟现实仿真环境下通过对铸件模型的流体运动及温度场数据进行可视化后处理,从而模拟现实,再现不同时刻消失模铸造液态金属流动界面推移的位置、形状及温度。实现了消失模铸造液态金属充型与凝固过程虚拟现实的可视化仿真。案例证明,消失模铸造充型仿真的虚拟现实可视化,为再现液态金属充型与凝固过程、预测铸造缺陷提供了依据。通过该方法可以提高可视化的真实感,对工艺改进起到了辅助作用,减少了通过实际浇注试验来确定其铸造工艺的次数,降低了成本和对环境的污染。     

锡青铜离心铸件喇叭形气孔的防止

喇叭形气孔是采用卧式离心机铸造锡青铜时出现的一种特殊现象。 在实际生产中除因离心铸造特有的影响外,直接影响铸件凝固的因素还有合金的浇注温度、型筒温度、浇注速度、型筒转速、涂料等。实践证明,它们不仅影响气泡的内浮速度,且与逸出气体留下通道的弥合能力有关,因而形成不同类型的喇叭形气孔。     

基于AnyCasting的大型机床床身铸造温度场模拟研究

使用Any Casting铸造模拟软件对不同浇注温度的HT300灰铸铁大型机床床身铸造过程的温度场进行了模拟。结果表明,铸造过程中金属液温度沿流动方向逐渐降低,最低温度位于中间部位,最高温度位于两侧浇口附近;随着浇注温度提高,相同充型时间内高温区域扩大,金属液凝固率下降,充型结束时浇冒口温度提高,有助于补缩和铸件的顺序凝固。在两种浇注温度条件下最先发生凝固的部位基本一致,最终凝固部位略有差异;随着浇注温度提高,凝固时间逐渐延长,但温度达到1385℃以上时,继续提高浇注温度对于凝固时间的影响较小。     

镁合金真空低压消失模铸造的技术特征与实践

介绍了镁合金在真空低压消失模铸造下的技术特征。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（σh=180．8MPa）、屈服强度（σ0.2=113．2MPa）、伸长率（δ=4．4％），高于重力消失模铸造、树脂砂空型铸造的铸态性能，达到了金属型铸造的铸态性能，经热处理达到了压铸镁合金的性能范围。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，是一种极有潜力和优势的镁（铝）合金精密铸造技术。     

钛合金离心精密铸造充型过程计算机模拟

建立了离心力场下铸造充型流动的数学模型 ,在自行研制的三维铸件充型 /凝固模拟软件 (CASM 3DforWin dows)基础上 ,研制开发了相应的离心力场铸造充型的计算机模拟软件。对钛合金薄壁铸件在重力场下及不同离心精密铸造工艺条件下的充型过程进行了实例模拟计算。计算结果表明 :在离心力场下金属液的薄壁充型能力比重力浇注强得多 ,而“拐头反充”式离心浇注方式是一种合理的离心力场下的铸造工艺方案     

ZG16Mn制动底板挤压铸造的数值模拟

对汽车制动底板的充型及凝固过程进行了数值模拟,得到了浇注温度、挤压速度、挤压力对铸件充型完整性的影响规律.结果表明,浇注温度对充型完整性起主要作用,挤压速度与挤压力的提高可小幅度降低浇注温度.不能完整充型的主要原因是内浇道中的金属液过早的凝固,通道堵塞使压室内的金属液不能进入型腔,导致铸件出现浇不足.要得到充型完整的铸件必须保持内浇道通畅.控制浇注温度是保持内浇道通畅的主要措施.实际生产与模拟结果基本一致.     

可控气压下镁合金消失模铸造工艺参数的研究

研究了模样密度、涂层厚度、浇注温度、真空度等工艺参数对可控气压下镁合金消失模铸造时液态金属的充填形态和充型速度的影响,以及充型速度与充型形态之间的关系.结果表明:在可控气压下镁合金消失模铸造过程中,液态镁合金呈拱形平稳向前推进,并随着泡沫模样密度的降低、涂层厚度的减小、浇注温度和真空度的提高,充型速度提高.各因素对充型速度的影响效果由大到小的顺序是:泡沫模样密度→涂层厚度→浇注温度→真空度.通过分析实验数据,建立了可控气压下镁合金消失模铸造的充型速度的非线性数学模型.     

Makino铣床大型床身铸造过程模拟及工艺优化

针对Makino铣床床身铸造工艺,利用Anycasting软件模拟了铸件的充型和凝固过程,分析了铸件成形过程中内部温度场、流场的变化规律。通过综合考虑浇注温度(1 280、1 320、1 360和1 400℃)和充型速度(1.0、1.2和1.4m/s)对成形的影响,得出浇注温度和充型速度对铸件品质的影响。结果表明,采用优化浇注工艺参数(浇注温度为1 320℃,充型速度为1.2m/s),在合理位置处设置冒口,把最后凝固位置控制在冒口内部,可解决气孔缺陷。以铸件内部温度场分布为依据,减小了铸件缩孔倾向,为实际生产提供参考。     

排气阀立式离心铸造模拟及工艺优化

建立了483Q发动机排气阀的三维模型;采用数值模拟的方法,分析了排气阀离心铸造充型及凝固过程,预测了铸造缺陷位置;设计了二因素三水平的正交试验表,分析了浇注温度、型模温度的变化对铸件质量的影响,确定了浇注温度900℃、型模温度40℃、离心转速300 r/min为最优参数组合,并进行了浇口尺寸优化;优化后重新分析发现,排气阀出现铸造缺陷的概率最低。该结论可为排气阀的离心铸造生产提供一定理论指导。     

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.