铸造合金凝固过程补缩机理的探讨及其应用

从金属凝固理论及流体力学理论出发，建立了描述铸造合金凝固过程中补缩现象的数学模型，通过分析与计算，定量地揭示了传统工艺的合理性，并指出了其中存在的一些偏见。     

熔模精密铸造合金凝固补缩问题的研究

通过合金液在熔模精密铸造型壳中的流动状况分析,探讨了合金液流动状况与凝固补缩的关系,并提出了合金凝固方式对"补缩"的影响,在研究熔模铸造浇注补缩系统特点的基础上,提出了有关"补缩参数"的取值方法和影响因素.     

金属型铸造磨球的凝固与补缩

通过对带砂套冒口水平分型金属型铸造４６０ｍｍ磨球的冷却过程的测温、倾翻以及磨球跌落试验断口特征的观察,分析了磨球凝固过程液固面的移动、晶粒形态、补缩过程及获得致密铸球的途径。     

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。     

球铁件应当如何补缩?

由于球铁的收缩大于膨胀，球铁件铸造必需外部补缩。后凝固部位必然是先凝固部位的补缩源，因此，要使冒口具有补缩作用，必须使冒口迟于铸件凝固。为增强外补与自补，冒口颈宜适当厚大，内浇道、排气眼及冷冒口均应在浇注结束时尽快封闭，以增加进铁量，减少排铁量，增大铸件材料含量。实现“均衡凝固”会减少铸件材料含量和膨胀量，对防止缩孔、缩松不利。     

球墨铸铁铸件的补缩工艺

通过分析和总结在生产实践过程中球墨铸铁铸件产生缩孔缩松缺陷以及成功解决办法,对球铁铸件凝固收缩理论提出理解和看法:铸件的补缩及缺陷产生取决于压力,由于球铁的凝固特性使石墨化膨胀和凝固收缩分离.薄壁件截面凝固差异不明显,石墨化膨胀压力无法有效利用,厚大件的截面凝固的差异大,容易实现石墨化膨胀压力的利用.铸造补缩工艺的设计原则就是提供并保持这样的压力,对薄壁要强调外部压力补缩,厚壁则充分利用石墨化膨胀压力自补缩.     

铝合金加压凝固的补缩行为

研究了压力对铝合金凝固过程的影响。在合金结晶凝固期间施加一定的外压,对宽结晶区间铝合金具有强化补缩作用,这种作用在冷却速度缓慢、合金以典型糊状方式凝固时尤其显著。研究结果表明,加压凝固是提高铸件致密性的重要工艺方法。     

铸铁件热节区的凝固与补缩

文中对铸件热节进行了分类,分析了铸铁件热节区的凝固与补缩行为,提出了对热节的工艺处理与冶金措施.     

金属液在连续纤维预制型中的横向补缩

研究了金属液在连续纤维预制型中的横向补缩。提出了金属液在连续纤维预制型中的横向补缩模型，依据契尔文诺夫定律推导出横向补缩时纤维束间距与纤维几何形态、金属基体凝固收缩率和纤维体积分数之间的关系式。研究了温度梯度和凝固压力对碳纤维／铝复合材料横向补缩的影响。结果表明：纤维束间距、束内纤维间距、温度梯度和凝固压力对连续纤维增强复合材料的横向补缩均有重要影响。     

汽轮机阀体铸造凝固过程数值模拟及缩孔、缩松的预测

在分析了铸件凝固过程结晶潜热释放和缩孔、缩松形成条件后,应用数值模拟软件模拟了砂芯铸造汽轮机阀体的凝固过程,得到阀体铸件凝固的温度梯度分布,并预测了铸件出现缩松、缩孔缺陷的部位。在此基础上,对铸件凝固过程进行了阐述。数值模拟结果可供阀体铸造工艺设计参考。     

铝合金双重挤压铸造补缩位置和补缩力的确定

以某铝合金汽车轮毂为研究对象,运用铸造有限元分析软件,对其进行了挤压铸造数值模拟。研究了填充和凝固过程中温度场的分布,预测了在此过程出现的缩孔、缩松缺陷位置。模拟结果显示,轮毂中心部位容易产生缩孔、缩松,因此将双重挤压铸造补缩位置设置在轮毂中心部位。计算补缩力时采用屈服准则分析并得出补缩力的经验公式,然后对轮毂进行双重挤压模拟,最终确定补缩力的大小。     

小型球铁件的收缩特点及其补缩工艺

根据国内外有关研究结果，阐述了球墨铸铁件冷却凝固过程中的体积变化规律，建立了球墨铸铁的收缩和膨胀模型，用以分析球墨铸铁小件的缩孔缩松形成机理。以轮毂铸件为例提出了防止缩孔缩松缺陷的工艺措施。     

离心铸造钛合金熔体补缩过程渗流流动物理模拟

采用相似物理模拟法,研究了离心力场下钛合金熔体补缩过程中渗流流体体积的变化规律,并与大断面充型流动进行了对比.结果表明:随着补缩时间和旋转速度的增加,补缩过程中渗流流体体积增大;同时随着流体粘度和多孔介质孔眼数的减小,补缩过程中渗流流体体积也相应增大;当铸型顺时针旋转时,浇道左侧相对于右侧,先进行补缩渗流;补缩过程中渗流流动与大断面宏观充型流动相比,在相同时间内,渗流流体体积减少.     

基于保温补贴的铸钢件集中补缩方法

采用保温补贴与冷铁设置对中碳合金钢铸件(辊圈)进行了集中补缩的工艺设计,相比于常规铸造工艺方法,冒口数量从8个减少到2个,工艺出品率从58%提高至73%,不仅节约了钢液量,也减少了铸件后期的清理工作。并利用CAE软件对工艺进行了优化与验证,设置了补浇工艺参数。铸后检验表明,工艺满足铸件质量要求,在现有生产条年下顺利生产出合格的铸件。     

对压铸充型与补缩的探讨

浇注系统是金属熔液充型的通道，充满型腔的金属液由于冷凝体缩，须在压力下从浇道补料(称补缩)。在设计浇注系统时应重点考虑补缩，因为金属液凝固过程中的体缩量是很大的。     

离心铸造钛合金熔体补缩过程渗流流量及相似准则

对离心力场下钛合金熔体补缩过程中渗流流量公式进行理论推导,并对渗流流动机制进行分析,同时依据渗流流量公式和相似物理模拟理论,提出离心力场下物理模拟钛合金熔体补缩渗流流动时的相似准则.研究表明:离心力场下钛合金熔体补缩过程中的渗流流量公式,可根据雷诺数分为4个阶段进行推导:低速渗流、达西渗流、过渡区渗流以及高速区渗流,4个阶段的补缩渗流流量均随着旋转速度和离心半径的增加而增大,并且模拟流体粘度与钛合金熔体粘度之比为0.365.     

真空差压铸造工艺的凝固补缩特性与模型

对不同保压压力下真空差压铸造试样致密度进行分析,探讨真空差压铸造工艺的凝固补缩特性,建立凝固补缩过程的数学模型。结果表明：真空差压铸造工艺的凝固补缩速度和补缩能力主要取决于结晶凝固时保压压力的大小;对于晶间同一部位来说,保压压力越大,补缩速度和补缩能力越强,组织越致密;对于晶间不同部位来说,致密度成V形变化趋势,且随着保压压力的逐渐增大,致密度越来越均匀。     

球磨机半齿轮辅助补缩通道铸造工艺

采用设计辅助补缩通道的方法，取消了半齿轮老工艺中轮内缘需放置的五只冒口，避免了轮内缘产生的裂纹缺陷，确保获得了致密的铸件。为齿轮、链轮等铸件的生产提供了一种经济、可靠的工艺方法。     

运用均衡凝固理论设计铸铁件的补缩溢流冒口

为解决升降平台铸件环板交接处的收缩缺陷,采用侧注式浇注系统的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。生产的铸件表面光洁,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％。证明采用均衡凝固理论设计补缩溢流冒口是可靠的。