基于数值模拟的通海阀铜合金铸件工艺优化

针对某船舶通海阀在铸造过程中易产生缩孔、缩松等缺陷问题,以Cu-7Ni-7Al-4Fe-2Mn合金通海阀铸件为研究对象,使用三维制图软件UG构建了铸件3D模型,并结合通海阀铸件的结构特性,设计了底注式浇注系统。利用数值模拟软件模拟了铸件的砂型铸造过程,分析了可能出现缩孔、缩松缺陷的位置,优化了通海阀铸件的浇注系统。研究了浇注温度、浇注时间、铸型预热温度等参数对铸件缩孔、缩松率的影响规律,结合正交试验方法优化出匹配的铸造工艺参数。研究结果表明,工艺参数对通海阀铸件缩孔率的影响程度从大到小依次是浇注时间、铸型预热温度、浇注温度。优化后的工艺参数分别为浇注温度1 200℃,浇注时间30 s,铸型预热温度35℃。通过在铸造缺陷较多的部位增大冒口尺寸,有效减少了缩孔、缩松铸造缺陷的产生。     

铝合金变速箱下壳低压铸造工艺数值模拟与优化

以某汽车铝合金变速箱下壳为研究对象,对其低压铸造工艺进行研究,通过ProCAST软件对两种浇注系统的充型、凝固及缩孔缩松情况进行模拟分析,并通过正交试验对低压铸造工艺参数进行优化。结果表明,浇注系统中采用4个内浇道较为合理,此工艺条件下,加压速度为0.0016MPa/s,浇注温度为710℃,铸型预热260℃时,铸件缩孔缩松缺陷最少,品质最佳。     

基于ProCast铝合金电机壳挤压铸造工艺设计

针对使用常规铸造工艺制造的新能源汽车电机壳出现缩松缩孔、气密性合格率低的问题,应用数值模拟技术对电机壳的挤压铸造工艺进行研究。通过对铸造充型、凝固过程进行模拟仿真,验证工艺设计的合理性,并结合单一变量法研究浇注温度、模具温度、比压等工艺参数对缩松缩孔的影响。最终确定最佳工艺参数为浇注温度680℃,模具温度280℃,比压110 MPa、压射速度0.1 m/s、保压30 s。在此参数下结合局部加压装置可以消除铸件的缩松缩孔,得到的铸件性能优良,气密性合格率达到88%。     

ZTC4钛合金机匣构件离心铸造过程的数值模拟

采用数值模拟方法,研究ZTC4合金机匣离心铸造的充型和凝固过程,分析了离心转速、浇注温度和铸型预热温度对熔体充填过程流动场、凝固过程温度场和应力场的影响,并预测了缺陷的分布.结果表明,随离心转速提高,熔体充型速度无明显变化,但柯氏力作用更加明显,铸型中熔体流股变细;熔体过热度低于30℃时,铸件出现明显的浇不足缺陷;铸型预热温度是影响铸件残余应力的主要因素,而离心转速和熔体过热度的影响次之;铸件最后凝固的较厚部位容易出现缩松、缩孔缺陷,且其位置与X射线检测结果较吻合.     

铝青铜铸件离心铸造工艺数值模拟

采用ProCAST软件对铝青铜铸件的立式离心铸造充型与凝固过程进行了数值模拟,分析了浇注温度和离心转速对离心铸造充型过程的影响。结果表明,在离心铸造中,浇注温度对液态金属的充型速度无明显影响,凝固速度随浇注温度的升高而降低;提高离心转速有利于提高液态金属的充型速度和凝固速度。针对铝青铜环形铸件获得的优化工艺参数为,浇注温度1 100℃,铸型转速350 r/min。     

大型铝合金薄壁件低压铸造工艺模拟

采用有限元模拟仿真软件结合正交实验方法,对铝合金汽车座椅骨架低压铸造工艺进行数值模拟,研究了低压铸造工艺参数对铸件缩松缩孔、充型及凝固规律的影响。模拟结果表明,当浇注温度为720℃、充型加压速率为920Pa／s及模具预热温度为380℃时为最佳工艺参数,铸件缩孔孔隙率最小,且成形质量最佳。     

工艺参数对离心铸造TiAl合金杆形件缩孔缺陷影响的数值模拟

采用数值模拟方法研究了离心铸造工艺参数对TiAl合金杆形件缩孔缺陷的影响,并根据凝固温度场对影响的原因进行了分析。结果表明,提高浇注温度,补缩效果提高,当浇注温度为1 600℃时缩孔缺陷水平最低;提高型壳预热温度,补缩效果提高,缩孔缺陷水平降低;提高浇注速度,补缩效果降低,缩孔缺陷水平提高;提高离心转速,补缩效果提高,缩孔缺陷水平降低。     

管汇节流阀消失模铸造工艺设计

采用ProCAST软件对铸钢管汇节流阀铸件缩孔缩松缺陷进行预测,在此基础上优化工艺,采用侧边引入金属液的底注式浇注系统,并优化冒口位置。以数值模拟铸件缩孔缩松大小作为评价指标,确定了铸钢管汇节流阀最佳铸造工艺参数为:浇注温度1 640℃,负压度为0.05 MPa,模样密度为19 kg/m~3。采用优化方案与工艺参数,铸件缩孔缩松缺陷基本消除,产品合格率达到90%以上。     

立式离心场下钛合金铸件缩孔缩松数值模拟

立式离心场下,合金熔体的临界补缩固相率随铸型转速及旋转半径的变化而变化,研究结果显示,随着铸型转速以及旋转半径的增加,临界补缩固相率逐渐增大.通过试算法建立了立式离心场下动态临界补缩固相率.同时通过数值模拟方式,研究了铸型转速、旋转半径、熔体过热度以及铸型型温对钛合金铸件缩孔、缩松的影响.结果显示,随着铸型转速和旋转半径的增加以及熔体过热度及铸型温度的升高,铸件的缩孔、缩松逐渐减少.     

铝合金动圈骨架低压铸造工艺数值模拟研究

动圈骨架是电动振动台的核心构件，低压铸造因金属液平稳充型、顺序凝固，适合生产存在薄壁的铸件。基于ProCAST软件对ZL302铝合金动圈骨架进行低压铸造数值模拟，设置浇注温度为690～730℃,砂型预热温度为30～100℃,保压压力为23～33 kPa。采用正交试验研究浇注温度、砂型预热温度、保压压力对铝合金动圈骨架低压铸造成形的影响。结果表明，随着浇注温度升高，金属液充型效率提高，铸件的缩孔缩松率降低；砂型预热温度升高对金属液充型效率影响较小，但延长铸件凝固时间，有利于铸件补缩；低压铸造凝固过程中提高保压压力，有利于铸件补缩，铸件内部缩孔缩松体积由0.13 cm³降至0.11 cm³。实际生产过程中，在保证砂型强度的前提下，适当增加保压压力以减少缩孔、缩松缺陷。     

基于数值模拟的箱体浇注系统设计与优化

利用铸造分析软件对变速箱箱体消失模铸造原工艺浇注系统进行模拟。初始工艺参数:浇注温度为1420℃,负压为-0.05MPa。通过观察分析模拟结果,预测了原工艺的充型时间、凝固时间以及铸件中可能存在的缩松、缩孔缺陷的分布与尺寸。针对这些缺陷设计了新的浇注系统并进行模拟。采用修改后的浇注系统,工艺参数不变,通过对金属液的充型和凝固过程的动态观察,发现新设计的浇注系统能减少缩松、缩孔缺陷。     

基于ProCAST的汽车制动鼓消失模铸造工艺优化

针对汽车制动鼓铸件在实际生产中存在的缩孔、缩松问题,通过ProCAST软件对制动鼓消失模铸造工艺进行数值模拟,分析了铸件温度场对铸件缩松缩孔缺陷的影响,并对消失模铸造汽车制动鼓工艺方案进行了优化。结果表明,采用底部注入式浇注系统,液态金属在充型过程中均匀平稳并且能够充满铸型型腔,通过在铸件顶部加环形冒口以及增加铸件顶部内壁壁厚,可以有效地改善凝固过程中的温度场,降低铸件出现缩松、缩孔的几率,使缩松、缩孔缺陷基本出现在直浇道中。对铸件进行X射线检测,实际生产汽车制动鼓铸件内部无缩松、缩孔缺陷,提高了铸件的合格率。     

基于CAD/CAE技术的汽车涡轮增压器壳体快速铸造工艺研究

介绍了应用CAD\CAE技术设计涡轮增压器壳体快速铸造工艺的过程。使用Pro/E软件对铸件与浇注系统建立模型,应用ProCAST软件对快速铸造过程进行模拟,选择合理浇注方案,并使用正交试验法确定最佳工艺参数。结果表明:顶注三点式浇注方案为合理设计方案。在浇注温度1400℃、型壳温度1050℃条件下进行试浇验证,得到铸件无缩孔缩松缺陷,质量良好。     

基于ProCast的K4169高温合金铸件离心铸造工艺数值模拟

利用ProCast数值模拟软件对K4169高温合金铸件立式离心铸造过程中金属熔体的充型过程和凝固过程进行了模拟研究,分析了离心转速对离心铸造充型过程的影响。结果表明,在离心铸造中,离心转速的选取要适中,转速越大,铸件的充填效果并不是越好;根据铸件缺陷的分析结果,对铸件采用顶注式浇注,铸件缩孔缩松缺陷都集中于顶部冒口和侧壁的暗包。     

铝合金油底壳压铸工艺的数值分析及优化

在对铝合金油底壳工艺结构分析的基础上,初步进行了浇注系统设计。通过AnyCasting软件系统地分析了不同工艺参数和内浇道尺寸对铸件充型、凝固过程的影响,预测了铸件缩孔、缩松分布。通过对工艺参数及内浇道尺寸的优化,有效地减少了铸件的缩孔、缩松等缺陷。优化后的工艺参数:浇注温度为650℃,模具温度为190℃,冲头低压速度为0.25m/s,高压速度为3.15m/s;内浇道厚度为6mm。     

球墨铸铁钻探机保护件熔模铸造工艺优化北大核心

保护件主要用于石油钻探机，起安全保护作用。以球墨铸铁保护件为研究对象，通过Pro/E和ProCAST相结合对该铸件原熔模铸造浇注过程进行数值模拟，找到产生缩孔、缩松等铸造缺陷的原因。改进浇注系统，并研究了浇注温度、充型速度、型壳预热温度对铸件质量的影响，通过分析获得最佳的工艺参数，铸件的浇注温度、充型速度、型壳预热温度分别为1 300℃、0.460 m/s、800℃。对经过优化后的结果进行数值仿真，发现铸件的缩孔率值大幅度降低，并通过实际铸造生产验证。     

龙门式加工中心立柱部件铸造工艺研究

以EGC2040龙门式加工中心立柱为研究对象,对其铸造工艺进行研究,通过Any Casting软件对铸件充型、凝固过程进行了数值模拟,对缩孔缩松缺陷进行预测,根据模拟与预测结果对原工艺进行优化,并使用三因素三水平正交实验确定最佳工艺参数。研究表明:采用阶梯式、多内浇道浇注方案,在浇注温度1 320℃、浇注速度80 mm/s、冷铁厚度70 mm条件下加工铸件,铸件品质良好,无明显缩孔缩松缺陷,符合生产要求。     

湿型球墨铸铁件收缩特性的试验研究

采用正交试验的方法，浇注一系列铸件，测量铸件的冷却曲线；解剖铸件，测定铸件质量、铸件及缩孔体积。研究了碳当量、孕育、铸件模数以及铸型条件对湿型球铁件收缩特性及缩孔缩松的影响。为开展数值模拟预测球铁件缩孔、缩松的工作打下了基础。     

铸钢支架熔模铸造工艺优化

通过对冒口大小和内浇道位置分析,采用正交实验法,以浇注温度、浇注速度和模壳预热温度为主要影响因素,以支架(133-9105)铸件的缩松、缩孔为评价指标,利用Pro CAST软件对支架铸件的熔模铸造工艺进行了优化。结果表明,支架铸件适宜的熔模铸造工艺为:浇注温度为1 480℃,模壳预热温度为400℃;最优化熔模铸造工艺下得到的支架缩孔缩松率为0.67%。     

高Nb-TiAl增压涡轮熔模铸造过程数值模拟

采用Procast铸造模拟软件模拟了两种浇注方式(顶注式与侧注式)下的Ti-45Al-8Nb合金增压涡轮重力及离心铸造工艺过程。结果显示,在重力铸造条件下,两种浇注方式均存在浇不足缺陷。侧注式较顶注式充填率高。铸件的充型率与模壳的预热温度成正比,即提高模壳的预热温度可以有效增加充型率。在离心浇注(400 r/min)时,两种浇注方式均能使金属液充满型腔。顶注式铸件的缩孔、缩松存在于增压涡轮心部,而侧注式则分布于涡轮片中,并且顶注式的缩孔、缩松缺陷体积比侧注式大很多。