消息报道

《浇注系统大孔出流理论的研究》通过鉴定陕西机械学院魏兵等人承担的原机械委1987年机械工业科学技术发展项目:“铸铁件浇注系统的研究”已于5月26日在西安通过鉴定。该研究对传统的依照小孔出流理论建立的浇注系统设计方法进行了修正,提出应按大孔出流理论来研究和设计浇注系统。通过水力模拟和理论推导,得出了作用于横浇道和内浇道上实际压头的计算公式,并依此提出浇注系统新     

内浇道质量流密度的探讨及浇注系统设计

通过对硅溶胶型壳冷却特点分析,利用水力学公式,推导出充型时钢液和内浇道型壁热交换时间与通过内浇道的钢液质量成正比,对内浇道附近金属液的流动过程和缩孔的产生带来影响。提出用质量流密度来校核内浇道面积的大小、数量,质量流密度小于0.4×104kg/m2的内浇道是安全的。介绍了质量流密度在热冒口、阶梯式、底注式、多内浇道、复合式浇注系统以及平衡浇注、铸件热流道中的应用。该方法能有效解决内浇道、流道过热中的缩孔问题。由于内浇道质量流密度考虑了铸件质量,不会因铸件质量大而热节尺寸小、内浇道总面积小,导致模组在淋砂时出现掉件现象。     

超超临界汽缸体铸件新型浇注系统研究

浇注系统对铸件质量具有决定性的影响。在本文中针对1 000 MW超超临界汽缸体铸件设计了带有排气道的浇注系统,排气道和直浇道关于铸件对称,以使初始浇注钢液冲洗完直浇道后进入出气端,从而保证浇注钢液的纯净。采用该浇注系统浇注了汽缸体铸件并对排气道进行了解剖夹杂物分析。对采用该新型浇注系统的汽缸体铸件的充型过程进行了数值模拟,并和传统的浇注系统的效果进行了对比分析。研究结果表明:采用带排气道的浇注系统有利于型腔内气体排出,使充型时钢液更平稳,对浇道冲击小,并且能有效减少铸件中的夹杂物缺陷,提升铸件质量作用明显。     

铸钢件阶梯式浇注系统微机辅助设计

本文采用水模拟方法对阶梯式浇注系统的充填规律进行了研究,探讨了控制上层浇道提前溢流现象和各内浇道量分配方法,提出用△h=(ξ_(1-2)+ξ_0)(V_2/2g)予测和控制浇注过程中反直浇道与型腔内液面差的变化规律,引用水力学的管网计算原理,使用逐步渐近法来控制和计算各浇道的流量.文中对阶梯式浇注系统的设计方法进行了探讨.在此基础上使用微机进行浇注系统辅助设计,提供了典型铸件的浇注系统设计程序,使用此程序可以严格地控制上层浇道提前溢流现象、各层浇道的流量分配及浇口杯不发生溢流,并迅速地打印出铸造工艺卡,绘出浇注系统结构图,以所需的时间步长输出充型过程中各时刻直浇道、反直浇道和型腔中的液面上升高度及各内浇道的流量,最后在微机屏幕上显示充填过程.     

基于浇口杯补缩的横浇道型浇注系统设计

在熔模铸造横浇道型浇注系统中,浇口杯是比横浇道更为重要的补缩源,因此在立足于浇口杯为补缩源、横浇道和内浇道为浇注补缩通道的基础上,开发了适用于熔模铸造横浇道型浇注补缩系统设计的新设计方法,在详细分析了浇口杯的实际补缩情况后,建立了相应的数学补缩模式和不同浇口杯的铸件组许用铸件总质量表,并具体介绍了设计计算过程。     

冲击座铸造工艺设计及优化

介绍了冲击座铸件的结构及其工艺设计,包括每型件数、浇注系统形式及内浇道、横浇道和直浇道的截面积、浇注时间、冒口及冷铁设计等。初始铸造工艺只采用冒口补缩,模拟发现该工艺未能完全消除缩孔缺陷,据此对铸造工艺进行了改进,在孤立热节区设计冷铁。对改进后的铸造工艺进行模拟,结果显示,缩孔缺陷已完全可以消除。     

大孔出流理论在迪砂挤压铸造垂直分型铸造工艺中的应用

介绍了大孔出流理论及运用该理论计算迪砂挤压铸造垂直分型浇注系统各浇道的载面积，并根据等压头、等流量原则设计迪砂模具铸造工艺的方法。解决了浇注系统理论计算难以直接应用的问题及由此造成的铝青铜铸件浇不足、冷隔、粘砂、气孔率高、气密性低等铸造缺陷。     

基于PRO／E的铸造工艺CAD浇注系统模块开发

利用VC++6.0和PRO/E软件提供PRO/TOOLKIT二次开发工具,对三维铸造工艺CAD系统的浇注系统模块进行了开发.利用浇注系统模块中的计算部分对浇注系统所涉及到的重要参数进行计算;利用PRO/E绘制部分强大的三维造型功能对浇道进行三维造型,实现了对浇道的定位、绘制、修改等.该系统可实现浇注系统模块的设计,提高工艺设计效率.     

铝合金汽车缸盖低压铸造内浇道设计

基于低压铸造的基础理论,在总结低压铸造浇注系统的设计计算方法基础上,推导出了带砂芯的汽车缸盖金属型低压铸造内浇道截面积的计算方法.并通过AnyCasting软件对利用该计算方法设计的汽车缸盖低压铸造内浇道进行数值模拟,验证了该计算方法的实用性和正确性.     

串联浇注系统在小型铸件上的应用

对于小型铸件,可以采用串联浇注的方法实现一箱多件浇注,增加生产效率。但在实际的工艺设计中,借助数值模拟发现离直浇道最远的铸件总是先进流并且先充满,而离直浇道最近的铸件最后进流最后充满。这导致每一个铸件的进流速度都较快,从而影响了铸件质量。本文主要以主轴承盖浇注系统的工艺设计为例,介绍了一种使串联浇注时各铸件铁水可以平均分配的新计算方法,为今后其他的小型铸件的串联浇注提供一种新的设计方法。     

流头铁水的工艺处理

一、流头铁水的特点 流头铁水是第一股进入浇注系统的铁水。根据金属液对铸型体系的充填,浇注初期和末期的液流属于非隐态流,所以流头铁水的水力学特点是:(1)不平稳,动能大,易于翻滚搅动,(2)横浇道末端区因碰撞而产生水锤紊流。该搅乱的紊流从横浇道末端倒流,易于使脏铁水从横浇道末端区上的内浇口灌入型腔。生产实际中,浇包边缘及包嘴的不洁净,铁水表面的熔渣,浇道中的浮砂,浇道涂料龟裂起壳或浇道紧实度差等都将导致流头铁水夹渣、冲砂和裹气。如这种脏和裹气的铁水不加工艺处理,则易于进入型腔,影响铸件质量。     

铸铁件浇注系统撇渣能力的探讨

介绍了铸铁件常规浇注系统的结构形式,分析了撇渣的必要条件、充分条件以及浇注系统结构对撇渣能力的影响。最终得出如下结论:(1)浇注系统应尽可能营造层流流动或降低紊流度;(2)横浇道充满是撇渣的必要条件;(3)在进行浇注系统结构设计时,应避免内浇道设在横浇道顶面和离横浇道末端太近,直浇道中心至第1个内浇道中心的距离也不能太近;(4)增加浇注系统长度、采用多组元浇注系统以及设置直浇道窝等均有利于减小铁液紊流,从而有利于夹渣和气体与金属液分离并上浮。     

A型排气歧管浇注系统设计

A型排气歧管的结构复杂,高度落差较大,管壁薄,技术要求严格,生产工艺难度较大.初始工艺设计为顶注封闭式浇注系统,横浇道贯穿两个热侧冒口进流,采用过滤网.主要问题是浇注过程中进渣,形成渣孔缺陷.改进的工艺是加深直浇道窝,在横浇道上设置阻流措施,并尽量拉长横、内浇道之间的距离,采用短、薄、宽的冒口颈等,在未采用过滤网的情况下,解决了渣孔缺陷.     

新型浇注系统与充型过程的计算机模拟

对比模拟了新型浇注系统与传统浇注系统的充型过程,包括金属液在浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道中的流动情况。基于新型浇注系统设计原则设计并模拟了摇枕铸件的充型过程,模拟结果进一步证明了新型浇注系统充型平稳,浇道处于充满状态,避免了气体和夹杂卷入型腔。     

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.     

大功率货运机车制动盘铸造工艺研究

运用大孔出流理论对货运机车制动盘的浇注系统和补缩系统进行了设计。薄壁散热筋朝下、盘面朝上,采用半封闭式浇注系统,环形横浇道流经扁平内浇道分散引入铁液,采取10/13发热冒口和冷铁联合进行补缩。为防止盘面黑斑的产生,采取将碳含量控制在3.3%~3.5%,浇注温度控制在1 350~1 370℃,包内铁液充分搅拌等措施,生产出的铸件各项数据均满足要求。     

多型腔压铸模浇注系统的设计

叙述了一模多型腔压铸模的工艺设计要点,简单的内浇道计算方法(经验公式)及浇注系统中主浇道、主浇道变截面,以及在相同铸造条件下,主浇道必须同时进入多型腔内浇道进行填充,和一模多型腔压铸模各型腔全部采用独立的浇注系统、排溢系统以满足压铸工艺条件的需求,得到相同品质的铸件。     

浇注系统对大型球墨铸铁滑枕充型流态的影响

介绍了大型球墨铸铁机床滑枕的铸件结构,该铸件采用无冒口铸造工艺,立式、底注浇注系统,呋喃树脂砂手工造型。用计算机模拟对比了不同浇注系统对铸件充型流态的影响,详细阐述了利用MAGMA数值模拟软件模拟3种试验方案的过程及模拟参数设置,结果表明:内浇道喷射现象不仅与浇道比有关,还与内浇道设置位置有关;将浇道比设为ΣF_直:ΣF_横:ΣF_内=1:1.3:1.32,并且将内浇道设置在远离横浇道中铁液汇合处,可以有效避免在内浇道处产生喷射现象。     

列车箱体铸铁件表面气孔缺陷的消除

针对列车箱体铸铁件上表面存在的气孔缺陷,分析了原工艺存在的问题。应用大孔出流理论,重新设计了浇注系统,在铸件底部和顶部增加了内浇道,浇道面积加大1倍,结果气孔缺陷彻底消除。     

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。