某大型复杂圆筒类低压铸造工艺改进

针对大型航空铝合金铸件的结构特点和性能要求,在分析采用砂型重力铸造该类铸件时各种铸造缺陷产生原因的基础上,研究采用低压铸造工艺的可行性,利用低压铸造工艺的原理和优点,结合铸造模拟软件解决大型航空铝合金铸件的成型质量问题,通过铸件结构分析及其铸造原理分析,进行低压铸造铸型的设计,利用铸造模拟软件并结合工艺试验,确定铸件低压铸造生产工艺参数,解决了铝合金铸件在铸造过程中的气孔、缩松、夹渣等缺陷问题。     

铝合金砂型低压铸造浇注系统的选择与设计

低压铸造是目前获得优质铝合金铸件的有力手段之一.本文立足于低压铸造生产实践经验,结合低压铸造原理,对不同结构、材质(糊状凝固或顺序凝固模式)类型的铝合金铸件砂型低压铸造浇注系统的选择与设计进行了系统的归纳和总结.实践证明,所归纳总结的结果对铝合金低压铸造工艺设计具有一定参考作用.     

低压铸造CAE软件的开发及应用

介绍了低压铸造数值模拟的原理、思路以及低压铸造CAE的应用,并给出了一个铝合金蜗壳铸件和汽车轮毂的低压铸造应用实例。采用华铸CAE低压模块对低压铸件充型凝固过程进行模拟的结果与实际符合较好。实际应用表明,低压铸造CAE能有效地评判低压铸造工艺设计的合理性,提高工艺设计效率。     

导风叶轮低压铸造温度场有限元模拟及应用

铸件凝固过程数值模拟是提高铸件质量和铸造生产经济效益的重要方法和途径之一。以大型有限元软件ANSYS为工具，以某大型外贸件导风叶轮低压铸造为模型，在对充型完成后温度场的数学模型进行深入分析研究的基础上，成功的模拟了铝合金导风叶轮铸件低压铸造的凝固过零，并根据模拟结果对铸件可能产生的缺陷部位进行了预测，实现了工艺参数的优化和模具的合理设计。     

金砂型低压铸造工艺研究与应用

针对铝合金耐压壳体,采用金砂型低压铸造技术进行铸造工艺设计,结合华铸CAE铸造模拟软件,验证并优化铸造工艺,确定出合理的工艺参数形成批量生产。检测结果表明,金砂型低压铸造工艺可生产出高品质的铸件。     

箱体低压铸造过程的数值模拟

以计算流体力学和计算传热传质学作为理论基础,利用大型模拟软件ANSYS对箱体的低压铸造过程进行了数值模拟,分析了铝合金在低压铸造充型过程中的流场以及凝固过程中的温度、固相分数的分布情况,预测铸件可能出现的缺陷,为优化铸造工艺和模具设计提供参考。     

铝合金下曲轴箱低压铸造工艺研究

对大型铝合金下曲轴箱低压铸造成型工艺进行了研究。在充分分析铸件结构特点的基础上,对下曲轴箱的浇注系统、冷却系统、排气系统进行设计。运用三维造型软件UG完成模具造型,并使用AnyCasting软件对铸件的充型、凝固过程和缺陷进行仿真模拟。根据模拟结果对模具进行优化,并利用正交试验确定浇注温度650℃、充型速度10cm/s、模具温度200℃为最佳工艺参数。最终工艺方案经过生产验证,铸件质量理想,可进行批量生产。     

影响低压铸造铸件质量的几种因素

分析了低压铸造中合金质量、铸型用材料、工艺设计及充型工艺参数等对铝合金铸件成形的影响,认为通过改进合金熔炼工艺和铸造工艺设计以及改善凝固过程中的充型压力可减少铸件缩孔、疏松及其他铸造缺陷发生的倾向.     

某缸体铝合金金属型低压铸造工艺研究

利用ViewCast软件对低压金属型铝合金A356铸造过程进行了计算机模拟,预测了产生缩孔、缩松缺陷的位置.通过计算机模拟以及对铸件表面缺陷进行分析,提出了生产工艺方案,铸造出了满足质量要求的铸件.所铸的铸件表面质量好、无缩松等铸造缺陷.这为铝合金金属型低压铸造模具设计及工艺研究提供了有价值的参考.     

一种轮毂件充型凝固过程及组织缺陷预测研究

利用铸造模拟软件Easycast,采用重力铸造和低压铸造两种不同铸造工艺对铝合金轮毂进行充型、凝固模拟分析。通过模拟获得了两种工艺下的流动场和凝固场结果,对缺陷进行了预测分析,得到了轮毂件重力铸造与低压铸造方法优劣的差异,用实际证明了计算机模拟在铸件工艺优化过程中的优越性。     

铝合金压铸件充型和凝固过程的数值模拟

分析了压力铸造的工艺特点以及对压铸过程数值模拟软件系统的要求,利用基于有限元算法的铸造过程数值模拟软件对铝合金压铸件的充型和凝固过程的物理场进行了数值模拟,模拟结果对实际铸件的生产具有重要指导意义。     

铝合金轮毂连接盘挤压铸造数值模拟

采用ProCAST软件对6061铝合金轮毂连接盘挤压铸造过程进行模拟.研究了浇注温度、模具预热温度、比压对铸件缩孔缩松的影响.结果 表明,浇注温度700℃、模具预热温度300℃、比压50MPa为最佳铸造方案.     

Advances in multi-scale modeling of solidification and casting processes

The development of the aviation, energy and automobile industries requires an advanced integrated product/process R&D systems which could optimize the product and the process design as well. Integrated computational materials engineering (ICME) is a promising approach to fulfill this requirement and make the product and process development efficient, economic, and environmentally friendly. Advances in multi-scale modeling of solidification and casting processes, including mathematical models as well as engineering applications are presented in the paper. Dendrite morphology of magnesium and aluminum alloy of solidification process by using phase field and cellular automaton methods, mathematical models of segregation of large steel ingot, and microstructure models of unidirectionally solidified turbine blade casting are studied and discussed. In addition, some engineering case studies, including microstructure simulation of aluminum casting for automobile industry, segregation of large steel ingot for energy industry, and microstructure simulation of unidirectionally solidified turbine blade castings for aviation industry are discussed.     

Numerical simulation study on monoblock casting process of ultra-slender structural components and experimental validation

Substrate, a typical ultra-slender aluminum alloy structural components with a large aspect ratio and complex internal structure, was traditionally manufactured by re-assembly and sub-welding. In order to realize the monoblock casting of the substrate, the Pro/E software was utilized to carry out three-dimensional (3D) modeling of the substrate casting, and the filling and solidification processes were calculated, as well as the location and types of casting defects were predicted by the casting simulation software Anycasting. Results of the filling process simulation show that the metal liquid is distributed into each gap runner evenly and smoothly. There is no serious vortex phenomenon in the mold cavity, and the trajectory of the virtual particles is clear. Results of the solidification process simulation show that shrinkage cavities mainly appear at the junction of gap runners and the rail surface of the substrate. The average deformation is 0.6 mm in X direction, 3.8 mm in Y direction, and 8.2 mm in Z direction. Based on the simulation results, the casting process of the substrate was optimized, and qualified castings were successfully produced, which will provide a reference for the casting process design of other ultra-slender aluminum alloy structural components.     

大型熔体输运式反重力铸造设备的研制

针对采用反重力铸造法生产超大型铝合金铸件过程中存在的设备容量不足、铸型难于起吊以及压力不易控制等技术难题,研制了一种大型熔体输运式反重力铸造设备。该设备以避免吊运超重铸型为设计出发点,采用压力罐上侧设置熔体输运口的结构形式,通过熔体转运式或熔体输送式两种不同工作方式,有效解决了熔体处理及输送与铸型准备工作的并行问题。此外,在控制软件中对PID算法进行了模糊化处理,有效提高了设备的压力控制精度。实践证明,研制的大型熔体输运式反重力铸造设备可满足超大型复杂铝合金铸件（轮廓尺寸可达4m,浇注重量超过1t）反重力铸造的生产要求。     

低压铸造铝合金轮毂充型模拟实用研究

根据低压铸造圆盘类铸件的充型特点,设计开发了一套简化充型模拟软件,应用于低压铸造铝合金轮毂铸件的充型模拟。模拟结果与采用ＳＯＬＡ－ＶＯＦ算法的模拟结果进行对比表明,充型过程及铸件温度分布合理,实现了为后续凝固模拟提供准确的初始温度场的设计目标。该简化算法运算时间短,可以满足实际应用中对运算时间的要求。     

低压铸造铝合金轮毂充型模拟实用研究

根据低压铸造圆盘类铸件的充型特点 ,设计开发了一套简化充型模拟软件 ,应用于低压铸造铝合金轮毂铸件的充型模拟。模拟结果与采用SOLA VOF算法的模拟结果进行对比表明 ,充型过程及铸件温度分布合理 ,实现了为后续凝固模拟提供准确的初始温度场的设计目标。该简化算法运算时间短 ,可以满足实际应用中对运算时间的要求     

3D打印快速制造铝合金传动箱箱体

介绍了3D打印技术生产传动箱箱体铸件过程,通过模拟CAD/CAE优化传动箱箱体铸件毛坯结构和铸造工艺,采用3D打印SLS技术制作的铝合金箱体蜡型和石膏型电磁真空增压铸造工艺融合得到满足尺寸和性能要求的合格铸件.     

航空发动机铝合金缸体的快速砂铸工艺研究

以结合了光固化成型技术与砂型铸造的快速砂铸技术为基础,针对某小型航空发动机中的复杂部件——缸体,分别进行了铸造工艺设计、铸型及砂芯模具的CAD设计、树脂件模具的制作及填砂制芯和浇注试验的工作,同时提出了铸件精度控制及浇注缺陷控制两大问题并着手解决。最后针对浇注所得铸件进行关键尺寸测量及精度分析,证明了通过该工艺方法制造出的铸件,与传统铸造工艺相比,其精度达到较高水平。