小型圆筒形碳钢铸件熔模铸造工艺探讨

对一些原来采用砂型铸造的小型圆筒形碳钢铸件,因铸造缺陷多、铸造废品率高,根据其H/D≤2.0,且主要壁厚δ≤15 mm,铸件单件质量＜10 kg的特点,确定采用熔模铸造.试验比较了顶注式、底注式两种方案,试验表明,采用合理的底注式浇注系统和浇注工艺,能够获得质量较好的健全铸件,铸件的合格率可达到90%以上.     

前轴承座上半铸件铸造工艺方案设计与模拟优化

前轴承座上半属于壳体类构件,两侧对称,但壁厚不均匀,材质为HT250。分析铸件结构特点,制定了分别从轴承座底面和顶面浇入的两种底注式浇注方案,分型面皆在轴承座底面。通过数值模拟对两种方案的温度场、速度场、缺陷等进行分析可知,从轴承座顶面浇入的缺陷较大且不利于消除,故选择从轴承座底面浇入的方案,并对此方案进行优化处理。针对铸造过程中产生的缩凹、缩松、缩孔等缺陷,分别增设了冒口、冷铁并进行优化。最终使铸件中的缺陷几乎全部消除,较大的缺陷均集中在浇注系统中,对铸件无影响。     

快速砂型铸造发动机缸盖工艺设计与优化

以某型铝合金发动机缸盖为对象,对其快速砂型铸造工艺进行分析。根据铸件特点设计了顶注式与底注式两种浇注方案,通过UG NX进行三维建模后,运用ProCAST软件,对两种方案进行仿真对比,以对工艺方案进行优化。模拟结果表明,采用单侧底注式开设内浇道的浇注方案,在浇注温度为690℃,浇注速率为0.22m/s的条件下,生产出合格铸件。     

汽车发动机气缸盖浇注系统的设计

针对某型汽车发动机铝合金气缸盖结构复杂,壁厚不均,铸造工艺难度大的问题,设计了一种铝合金气缸盖的底注式浇注系统。运用ProCAST数值模拟软件,对该方案下的金属液充型、凝固及缩孔、缩松缺陷倾向进行模拟,针对缺陷出现的位置与特点,采用增设顶冒口的方式进行消除。结果表明,该底注式浇注系统实现了金属液的平稳充型,最终得到的铸件品质良好。     

高温合金薄壁件铸造工艺优化设计北大核心

高温合金缘板铸件曲面形状复杂，壁厚不均匀，易产生缩孔、显微疏松、气孔等铸造缺陷。本文针对高温合金缘板铸件在研制时遇到的主要问题，采用华铸CAE铸造分析软件对顶注和侧注两种工艺进行模拟，发现采用侧注充型工艺可有效防止铸件的显微疏松、气孔、冷隔、浇不足等缺陷。并对模拟优化后的工艺进行了验证，结果表明，采用侧注充型方案实现了缘板薄壁结构件的充型完整性和内部无超标冶金缺陷。     

基于ProCAST轴座砂型铸造数值模拟研究

根据企业铸造过程的原始工艺,利用三维ProCAST软件建立轴座铸件浇注系统模型,并对铸造充型和凝固过程进行模拟,观察温度场和流场的变化情况,预测铸造缺陷的位置。对模拟结果进行分析,并改进初始工艺方案。对优化后的不同方案进行模拟分析,结果表明,通过改变浇注位置,将底注式改为顶注式能使金属液有效充满型腔,且增加冷铁能有效地加快热节处金属液的冷却速度,从而减少缩孔、缩松等缺陷,提高铸件质量。利用振动铸造机对铸造过程施加振动,验证了多维振动有助于提高金属液的充型能力。     

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。     

支承座铸钢件的凝固缺陷模拟及铸造工艺优化

对支承座铸钢件设计了两种初始铸造工艺方案,分别采用中注式和底注式两种浇注系统。通过UG软件对铸造工艺方案进行三维造型,并运用HZCAE软件对铸件进行凝固缺陷模拟。模拟表明,该铸钢件的中下部位产生了严重的缩孔缺陷。通过对冒口和冷铁等工艺方案进行改进后,铸件本体上的缩孔缺陷显著减少。     

镁合金机匣盖铸件流线缺陷控制的数值模拟

利用铸造模拟软件MAGMA对机匣盖铸件重力铸造方案的充型及凝固过程进行计算,就铸件出现的流线缺陷,对浇注系统进行分析和优化,提出相应的改进方案。结果表明,由于铸件壁厚较薄,凝固前沿合金成分不均匀,导致其容易出现流线缺陷。在流线产生部位增加保温冒口可消除流线缺陷。     

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...     

基于数值模拟的横梁铝合金铸件铸造工艺方案的优化设计

在分析了复杂薄壁横梁铸件的结构和技术要求以及工艺难点的基础上,初步设计了相应的顶注式和底注式两种浇注方式。通过ADSTEFAN模拟软件分析了流场、温度场和孤立液相区及缩孔缩松大小和分布情况。根据模拟结果,对浇道、冒口以及冷铁的位置与尺寸进行了优化设计。结果显示,底注缝隙式浇注方案效果最佳,充型平稳,能有效避免冲砂和金属液飞溅;优化后基本可确保消除重要工作面的缩孔缩松缺陷,为保证铸件的浇注质量提供了可靠的技术基础。     

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。     

铝合金缸盖铸造工艺参数优化

金属型重力铸造的浇注方式和铸造工艺参数,如浇注温度、浇注时间和模具温度是影响铸件质量的重要因素。在金属型重力铸造中,可以通过改变这些工艺参数,达到提高铸件成品率的目的。运用MAGMA软件对金属型重力铸造铝合金缸盖的铸造过程进行数值模拟。分别采用顶注和底注方式,以及铸造工艺参数(浇注温度、浇注时间和模具温度)的正交试验方案,优化了缸盖铸件铸造工艺参数。采用优化后的铸造工艺方案,铝合金缸盖铸件合格率达到98%。     

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。     

蜗轮箱盖的数值模拟及铸造工艺优化

对铸铁件涡轮箱盖进行了铸造工艺设计.根据铸件形状的特点,设计了顶注式浇注系统和3个内浇道同时对铸件浇注.利用CAD软件建立铸件的三维模型,并用View Cast铸造模拟软件对铸件的凝固过程进行了数值模拟.模拟显示,在涡轮箱盖壁与壁的连接处会产生缩孔、缩松缺陷.根据数值模拟结果并结合理论分析,对铸造工艺方案进行工艺改进.通过去除胃口和增设冷铁的方法,增加圆形区域的冷却速度.结果表明,优化后的工艺有效地消除了缩松、缩孔缺陷,从而获得了合理的铸造工艺方案.     

270W型船用球铁活塞裙的铸造工艺研究

针对270W型船用球铁活塞裙毛坯的结构特点,采用了底注式浇注系统加上厚大部位放置发热保温冒口的铸造工艺方案,并利用MAGMASOFT数值模拟软件对该铸造工艺进行了分析和优化。结果表明,优化的底注式浇注系统充型平稳,能够有效避免活塞裙铸件形成缩松、缩孔缺陷,同时利于排气、集渣,消除了铸件表面缺陷。该工艺条件下铸件出品率为68%,铸件质量稳定,达到质量要求。     

厚壁件铸造工艺设计及数值模拟优化

由高合金铸钢制成的厚壁铸件,由于其壁厚差异较大,热节集中,铸造过程中易在热节处产生缩孔缩松。本研究通过对铸件材料和结构分析,同时对某工厂现有工艺进行模拟,分析产生缺陷的原因,然后提出改进措施,优化了铸造工艺。结果表明,在该厚壁件轴承孔内添加大小为Φ76 mm×23.5 mm的冒口、采用顶注式浇注时,可实现铸件的顺序凝固,将缩孔缩松集中在冒口内,获得了优良铸件,并降低了铸造成本。     

基于ProCAST的排气机匣熔模铸造数值模拟与优化

针对排气机匣在熔模铸造过程中的缩孔缩松缺陷与铸件上下法兰处尺寸变形的问题,采用ProCAST软件对现有排气机匣熔模铸造工艺进行数值模拟分析,获得铸件缺陷分布,并优化了其铸造工艺.结果表明,采用双环底注式浇注系统浇注后,铸件内部没有缺陷产生,且铸件的上下法兰变形程度得到改善.     

大型薄壁复杂铝合金油底壳低压铸造过程数值模拟研究

利用CASTsoft软件对大型薄壁复杂铝合金油底壳低压铸造充型和凝固过程进行数值模拟。模拟结果表明,由于壁厚不均匀且多处壁厚较大,在凝固过程中,油底壳壁厚较大且凝固较晚的部位产生了缩孔缩松等铸造缺陷。在改进方案中,采用增加冒口补贴和内浇道补缩通道来强化铸件缺陷部位的补缩,并在铸件相应位置配合使用冷铁。再次模拟结果表明,改进后的方案合理可行,获得了无铸造缺陷高质量的铸件。     

浇注方式对熔模铸造薄壁铸件组织与性能的影响

以某型号大功率发动机薄壁不锈钢零件为对象,对熔模铸造过程中三种浇注方式(顶注式、底注武与侧注式)的充型过程进行了模拟分析,研究了浇注方式对铸件微观组织和布氏硬度的影响.结果表明,浇注方式对铸件的微观组织有显著影响 组织中铁素体的分布及数量与铸件轴向各部分凝固顺序有关.底注式铸件的平均硬度高于其他两种浇注方式的铸件.