铝合金U形支架熔模铸造

针对U形支架熔模铸造难点，采用了一系列措施，在底注加顶注、反向底注加顶注、反向侧注加顶注、卧式顶注4种浇注系统中，卧式顶注最优，其铸件成品率达80％，是其他3种浇注系统铸件成品率的2倍或2倍以上。     

浇注系统设计的新启示

采用底注式平稳充型的方案来设计浇注系统，把液流在内浇道的出口速度作为限制瓶颈，它控制金属液在整个浇注系统的流动速度。在保证铸型充满的前提下，内浇道的充型速度最好限制在0.5m/s以内，以普通达铸铁精密铸造叶片为例，把传统的顶注式浇注系统和新的底注式浇注系统的结果进行比较，在充型过程中，采用X射线实时跟踪系统进行了观察，发现顶注式浇注系统充型紊乱，易造成夹杂，浇注的26个叶片中3处出现裂纹，30处出现夹杂缺陷，而采用底注式浇注系统，铸件充型平稳，没有裂纹，只有3处出现夹杂缺陷，优化效果明显。     

应用粒子图像测速技术建立铸造浇注过程水模拟充型液体自由表面速度场

采用粒子图像测速技术对平板类铸件浇注过程水模拟的充型自由表面速度场进行了测试分析。用气泡作为示踪粒子。对底注式、阶梯式和缝隙式浇注系统进行了水模拟研究，建立了底注武浇注系统液体充型过程的自由表面速度场。结果表明，所建立的自由表面速度场能定量地反映充型过程的液体自由表面状态。     

钛合金柱塞泵石墨型铸造工艺研究

针对氯酸化工设备用钛合金柱塞泵的结构特点、使用要求进行了铸造工艺设计,使用真空凝壳炉,采用机加工石墨型、底注开放式浇注系统的铸造方法,制造了钛合金柱塞泵铸件。对铸件的缩孔缺陷进行了原因分析,将工艺修改为顶注式浇注系统,最终获得了化学成分、力学性能及质量满足技术要求的铸件。     

大型钛合金叶轮的铸造工艺研究

针对复杂、大型、薄壁钛合金叶轮容易产生浇不足、冷隔、气缩孔、微裂纹等缺陷,进行了原因分析和工艺改进。采取机加工石墨型的工艺方法,通过顶注+底注式的离心铸造,成功浇注了质量为180kg、外形尺寸为1 200mm×300mm、壁厚为8mm的钛合金叶轮。在该铸件的试制过程中,当凝壳炉的熔炼电流大于20kA时,其电压必须控制在35~41V,另外在石墨型表面喷涂ZrO2涂料后,降低铸件的表面粗糙度,同时降低了铸件表面的热裂倾向。     

基于有限元分析的铝合金薄壁铸件浇注系统的确定

针对ZL104汽车前盖板薄壁铸件,设计了3套浇注系统:顶注式浇注系统、阶梯式浇注系统、雨淋式浇注系统。借助ProCAST有限元分析软件,对3种浇注形式下铝合金薄壁铸件的充型与凝固过程进行仿真,探究不同浇注系统中最易形成缺陷的部位。经比较分析,确定雨淋式浇注系统最优。其充型平稳,顺序凝固,缩松、缩孔、卷气等缺陷最少,并制得了尺寸为1 275 mm×490 mm×4.5 mm品质合格的铸件。     

消失模铸造充型过程数值模拟

运用PROCAST软件对板形铸钢件的消失模充型过程进行了数值模拟。考察了阶梯式浇注系统的充型顺序以及底注式浇注系统的充型形态，另外研究了底注式浇注系统的浇注速度对缺陷形成的影响。模拟结果表明，消失模铸造中，金属液优先从阶梯式浇注系统的上层内浇道充型，充型前沿流动紊乱，铸件容易出现气孔或夹渣；对于底注式浇注系统，充型前沿的流动相对平稳，但过快的浇注速度同样会导致气孔或夹渣缺陷。     

用模拟软件优化4G6系列气缸体的生产工艺

介绍了4G6系列气缸体的铸件结构,阐述了生产该铸件的熔炼、造型及制芯工艺,利用数值模拟软件,对阶梯式浇注系统和底注式浇注系统的充型模拟、速度矢量、速度大小、充型温度、下箱型砂温度及氧化夹渣进行分析,认为选择底注式浇注系统更为合理。后期通过生产验证发现,采用底注式浇注系统的4G63FF机型综合质量较采用阶梯式浇注系统的4G63FR机型高出5%。列举了通过模拟分析解决4G6系列气缸体几处典型气孔缺陷的案例,说明使用模拟软件可在一定程度上加快工艺改进进程,对于缩短新产品设计及量产周期具有重大意义。     

消除柴油机机体气孔的措施

气孔主要分布在水道平面和斜面上,分析认为提高铁液充满型腔前的排气能力,以及推迟顶部的凝固结束 时间是解决问题的关键。采用顶注式浇注系统代替阶梯式浇注系统并加大排气针直径和增加其数量有效地解决了这 一问题,气孔废品率由原来的20％降至4％。     

球铁长叉件消失模铸造工艺研究及数值模拟

采用底注和顶注式消失模工艺铸造了球铁长叉件,并用ProCAST软件对两种工艺方案进行了充型和凝固过程的模拟。针对两种工艺产生严重缩孔、缩松的问题,改进后采用阶梯式浇注工艺,并对改进工艺过程进行了模拟,结果表明,阶梯式浇注工艺消除了铸件内部的缩孔、缩松缺陷。实际生产结果和模拟结果的对比证实了改进方案的可行性。     

飞机舱门钛合金精铸件浇注工艺研究

对Ti6Al4V合金飞机舱门精铸件的结构进行分析,设计浇注工艺方案和浇注系统,对比底注式离心浇注、底注式静止浇注和顶注式静止浇注3种不同浇注方式的试验结果,结果表明3种浇注方式都可以实现该铸件的完整成形。底注式的离心浇注和静止浇注缺陷数量相近,集中缩孔主要在竖直肋板的T型连接处,缩松主要分布在竖直肋板上;离心浇注的气孔主要在底平板上的浇口附近,静止浇注的气孔主要在竖直肋板的顶部和上部。顶注静止浇注的缩孔、缩松缺陷较少,主要分布在底平板上,气孔主要出现在舱门铸件底平板的浇口附近。     

大型机床底座铸造工艺设计与优化

分析某大型机床底座铸件的结构特点,发现该铸件尺寸较大、铸件内部结构复杂、腔体较多.对铸件内部结构及流道系统进行分块砂芯成形,同时为了限制砂芯的自由度,设置了芯头与定位装置,有效避免了铸型错位.利用ProCAST软件模拟分析底注式浇注系统与顶注式浇注系统的缺陷形成,最终选择底注式浇注系统的砂型铸造工艺.针对底注式浇注系统...     

基于ProCAST的复杂泵体熔模铸造工艺模拟

泵体结构较为复杂,壁厚变化,易出现缩孔缩松缺陷。设计了底注式与顶注式浇注系统,通过ProCAST软件模拟分析了流场、温度场、孤立液相区及缩孔缩松体积与分布。结果显示,与底注式浇注系统相比,顶注式浇注系统凝固时间少了(315.4 s从2843.45 s到2528.05 s),缩孔缩松体积减少了63%从8.41 cm~3到3.10 cm~3;耗费的金属液更少,且铸件品质更好。     

支承板铸件的开裂失效分析

利用金相显微镜、拉伸试验机和布氏硬度计对支承板的显微组织、力学性能和硬度进行了测试。结果表明:支承板的力学性能、金相组织、硬度均符合技术要求,裂纹从表面向心部扩展,裂纹两侧有较多的A型石墨,且裂纹处有较多的碳、氧、铁元素。裂纹产生的主要原因是消失模所用的ESP(可发性聚苯乙烯树脂)模料在浇注过程中造成了表面皱皮(积碳),割裂了金属的基体组织,在受到外力时产生裂纹,沿着积碳从表面向心部扩展。通过采用EPMMA(可发性聚甲基丙烯酸酯)代替EPS、提高浇注温度、采用顶注式浇注以及采用透气性更好的涂料等措施,降低了发气量,解决了支承板的皱皮缺陷。     

铸造铝合金真空密封造型的浇注系统研究

根据铸造铝合金及真空密封造型特点,分析了铸造铝合金真空密封造型铸造浇注系统设计要求及浇注系统类型。其适宜的浇注系统形式有:底注式、阶梯式、倾转式等。该研究结果在ZL101高压开关壳体的真空密封造型铸造中得到了生产验证。     

车用发动机大型气缸盖浇注工艺的优化设计

研究了车用发动机大型六缸气缸盖复杂薄壁铸铁件采用湿型粘土砂型铸造工艺,应用传统底注式进气侧浇注系统、中注式排气侧浇注系统,铸件出现严重的气孔、浇不足、冷隔等问题。结果表明,采用顶注式浇注系统,铸件合格率高、工艺出品率高,具有良好的技术经济效果,能降低浇注温度、铸件表面质量良好。     

离心电渣熔铸双基复合轧辊的研究与应用

采用电渣熔炼、卧式离心铸造和顶注填芯法相结合浇注离心复合铸铁轧辊的生产工艺,解决了产品在复合浇注过程中所产生的裂纹问题。通过改进离心电渣熔铸双基复合轧辊生产工艺参数,使离心电渣熔铸双基复合轧辊能批量生产。结果表明,产品的质量和性能满足轧辊的技术指标,比常规辊轧制能力提高30%~50%。     

熔模高强度壳型焙烧的改进：倒置焙烧

在生产中,我们发现有些零件,要求组织致密、无缩孔缩松,这从铸造的角度出发,组焊成顶注式的浇注系统最为有利,如图1所示的形式,有些零件如刀杆,由于它本身的结构和尺寸要求,组成这种顶注式的浇注系统较合适(如图2所示),如果组焊成侧焊式,则模组尺寸庞大,不便操作,这种顶注式浇注系统多采用下面几种浇道,如简图3所示。经生产实践证明,采用这种组焊形式,浇注后所得的铸件,基本上消除缩     

灰铸铁卷筒铸造工艺的改进

卷筒是龙门吊起重设备主要受力铸件之一,其材质为HT200,毛坯外形尺寸φ528 ×1 660(mm),壁厚36 mm,单件质量950 kg.距两端100 mm处各有一内法兰,外圆、端面及两端内侧至法兰处均需机械加工.原采用阶梯式浇注系统,常在其下法兰处产生砂眼、渣眼等缺陷(见图1).这些缺陷直到加工到位后才暴露出来,不但铸件报废,而且还要花费大量的加工工时.为了解决这一问题.改阶梯式浇注系统为顶注雨淋式,取得了良好效果.     

薄壁筒体铸件的熔模铸造数值模拟

运用Pro CAST铸造模拟软件对某铝合金薄壁筒体铸件的熔模铸造方案进行模拟优化。通过对两种浇注方式(顶注式和底注式)在充型和凝固过程中温度场的模拟,结果显示,在重力铸造条件下,两种浇注方式在筒壁加厚处、壁厚不均匀处,以及凸台处均易出现缩松缩孔缺陷,底注式较顶注式在壁厚不均匀处的缺陷少。选用底注式作为浇注方案,并改进浇注系统,优化浇注工艺参数,能够较好地避免上述缺陷的产生,提高了铸件质量。