充型散热对缩孔缩松缺陷预测的影响

充型过程所伴随的热量传播交换与散失,导致铸件凝固过程初始温度场分布的不均匀性,进而影响缩孔缩松缺陷的形成。为了更加准确地预测缩孔缩松的位置与大小,凝固模拟应建立在充型过程传热计算的基础上。用实例说明充型散热对缩孔缩松缺陷的影响。     

ZTA_p/HCCI复合材料凝固过程中的温度场和热应力的数值模拟

基于有限元分析软件,模拟了在铸造过程中ZTA(Zr O2增韧Al2O3)陶瓷颗粒增强高铬铸铁基(HCCI)复合材料的温度场和热应力。在凝固初期分别以均匀初始温度和非均匀初始温度研究了铸件凝固过程的温度场。充型结束后,当把凝固的初始温度当作不稳定温度场时,更接近实际条件。在研究铸件的温度场过程中,考虑了不同蜂窝形状预制体对温度场的影响。应用了热弹塑性力学模型精确地描述了铸件热应力分布。分别研究了含有不同结构预制体的铸件的热应力,结果表明:热应力会随着预制体孔的边数的增加而逐渐减小。最后预测了热裂纹缺陷,优化了落砂工艺参数。模拟结果和实验结果高度吻合。     

低压铸造铝合金轮毂充型与凝固模拟

在低压铸造过程温度场及流场实验的基础上,开发了基于ＳＯＬＡＶＯＦ算法的充型与凝固过程数值模拟软件,对７２－４６轮毂铸件进行了模拟分析。结果表明,低压铸造充型过程中降温明显,准确的凝固模拟必须首先考虑充型。针对轮毂铸件的充型特点,开发了简化充型模拟软件。简化模拟得到的初始温度场与采用ＳＯＬＡＶＯＦ算法的模拟结果基本吻合,实现了为后续凝固模拟提供正确的初始温度场的设计目标。     

基于ANSYS的减震筒铸件压铸充型过程的数值模拟

应用有限元软件ANSYS对减震筒铸件充型过程进行数值模拟,得到速度场、温度场的分布和变化规律,为预测和防止冷隔等压铸缺陷、降低废品率提供了重要依据．并且所得温度场可作为凝固过程模拟的初始条件。     

底杯铸件铸造工艺模拟

利用铸造软件MAGMAsoft对底杯铸件充型状态、凝固过程的温度场、流场、应力场进行了模拟。对铸件充型过程、温度场变化及所产生的缺陷进行了分析,依据分析结果对工艺进行了改进,最终实现较为理想的模拟结果。     

利用Anycasting软件辅助优化气缸体浇注系统

介绍了WP12柴油机气缸体的铸件结构及生产工艺,针对该铸件在生产过程中出现的裂纹缺陷,利用Anycasti有限元分析软件对该型气缸体的充型和凝固过程进行了模拟,通过分析铸件的充型顺序、凝固顺序及温度场变化情况研究了不同浇注系统对铸件充型和凝固的影响。根据模拟结果分析,采取了以下改进措施:(1)增厚裂纹处的出气片(2)调整内浇道布置;(3)改善铸件的温度场;(4)减小铸造应力。生产结果显示,铸件的裂纹缺陷基本得到消除。     

涡轮减速器壳体铸造模拟及工艺优化

采用铸造模拟软件Anycasting模拟了涡轮减速器壳体充型和凝固过程,分析了铸件温度场和流场的变化。根据模拟结果分析了铸件缺陷发生的位置、分布及形成缺陷的原因,并进行了工艺优化。结果表明,在合理的位置安放冷铁、改进冒口,可以有效消除铸件的缩孔缺陷。     

HBW立柱铸造工艺分析及缺陷消除

在原有大型立柱铸造工艺基础上,利用Anycasting铸造模拟软件模拟了铸件的充型和凝固过程。根据计算结果和缺陷发生情况,分析了成型过程中铸件的温度场变化和凝固规律。研究结果表明,底部平板未能形成顺序凝固,由于补缩不足容易生成多处缩孔缺陷。优化后在底部平板一侧开设浇冒口工艺,在局部区域形成利于补缩的顺序凝固,解决了缩孔缺陷,满足了实际生产的要求。     

金属型铸造镁合金管接头工艺数值模拟

采用金属型重力铸造方式,借助有限元分析软件模拟了镁合金管接头铸件的充型和凝固过程。对铸件的充型过程,温度场变化及可能产生的缺陷进行了分析,并依据分析结果对工艺进行了改进。     

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。     

消失模铸造球墨铸铁件收缩缺陷计算机模拟的处理方法

本文主要讨论了初始温度场和铸型硬度对消失模铸造球墨铸铁件收缩缺陷的影响,用计算机数据采集系统测试了消失模和空腔铸造的初始温度场分布。结果表明,两者初始温度场分布仅有微小差别,不同真空度下消失模铸型硬度的测试结果表明,消失模铸型的硬度高于普通湿型砂铸型,并且硬度分布更均匀 ,这一特点可以减少球铁石墨化膨胀引起的型壁移动,根据上述测试,确立了球铁件消失模铸造收缩缺陷的计算机模拟及预测方法,模拟结果与实际生产铸件的解剖结果吻合较好。     

Optimization of investment casting process for K477 superalloy aero-engine turbine nozzle by simulation and experiment

In order to reduce the shrinkage porosity of nickel-based superalloy castings in the investment casting process, the effects of different gating systems on mold filling, solidification process, and prediction of shrinkage porosity of aero-engine turbine nozzle castings were investigated by simulation and experimental methods. Results show that the design of the vertical runner would cause greater turbulence of the melt in the riser during the mold filling process, and the outer runner is not necessary. With the decrease in number of runners, the hot spot moves down towards the casting, and the shrinkage and porosity defects are formed in the casting below the riser. In the original designs, a certain tendency of shrinkage and porosity defect is found in the vanes, inner rings, and outer rings of the castings by both simulation prediction and experiment. Finally, based on the processing optimization, the aero-engine turbine nozzle casting with no shrinkage and porosity defects is obtained.

     

低压铸造薄壁件温度场的动态测试

采用自制的计算机数据采集系统,测试了低压铸造薄壁件从开始充型到凝固结束全过程的温度变化,分析了薄板件的温度变化规律及分布特点。研究表明,薄壁件的充型形态对温度分面影响很大。测试结果反映了铸件的充填顺序及充型过程中的凝固现象。温度场测试结果可用于验证充型过程流场温度耦合程度的正确性。     

大型铸钢件补浇工艺的凝固模拟研究

结合工厂实际生产条件,对特殊的砂型铸造工艺－补浇工艺进行了铸钢件温度场模拟和缩孔缩松的预测。同时为了满足工艺设计的要求,对铸件本身和浇注系统,冒口的质量进行了精确统计。所有的温度场模拟,缩孔缩松的预测结果和质量统计结果对制定工艺起到了辅助设计的作用,依照模拟结果制定铸造工艺,该按工艺进行实际生产,浇注结果较为满意。在此工艺的制定过程中,计算机凝固模拟技术起到了很好的辅助设计作用。     

铝合金端盖件压铸工艺的数值模拟

运用铸造模拟软件Procast对一模四腔的A356铝合金压铸零件进行数值模拟,分析铸件的充型凝固过程,预测缺陷。结果显示：在压射速度为2．5m／s,浇注温度为650℃,模具温度为240℃的条件下四腔同时充填,充型平稳,排气良好,得到充型完整、无缩松缩孔、气孔倾向小的铸件。     

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。     

TiAl基合金叶片吸铸成形缺陷的数值模拟

采用有限元软件ProCAST模拟TiAl基合金液在金属型真空吸铸成形铸造工艺中的充型凝固过程,分析在充型凝固过程中产生缺陷的原因,并进行了相关的实验验证。在模拟过程中发现铸件中确实存在模拟预测的缺陷,且缺陷主要集中在叶片隼部,在叶身部位出现少量的缩松缺陷,模拟和实际相吻合。     

灰铁轴承衬体铸造工艺模拟与优化

利用ViewCast软件对灰铁轴承衬体充型和凝固过程进行了分析,通过凝固过程金属分布模拟了缩孔(松)产生的位置。采用挂砂外冷铁配合冒口使用对原方案进行了优化,最终消除了铸件中的缩孔(松)缺陷。再次模拟结果表明,改进方案合理可行,实现了平稳逐层充型和顺序凝固,从而有效地改善了铸件质量。     

充型形态对低压铸造薄板铸件凝固过程的影响

用低压铸造方法浇铸了壁厚为５ｍｍ和２ｍｍ的Ａｌ－４．５％Ｃｕ薄板铸件，测试了温度场，并考察了反重力铸造的两种基本充型形态－反向充填和顺序充填对铸件温度分布和铸件质量的影响。研究表明，反应充填产生的温度分布不利于铸件补缩，易产生缩松缺陷；顺序充填产生的温度分布使铸件倾向于顺序凝固，有利于得到组织致密的铸件，但易在最后凝固部位产生应力和裂纹。实际生产中可根据两种充形态下铸件的凝固特点采用合适的浇注系统