TiB2/A356复合材料薄壁零件熔模铸造研究

利用TiB2和A356热物性的文献值,根据颗粒均匀分散于基体类型复合材料热物性的计算准则确定了10％TiB2/A356铝基复合材料的热物性参数,并将其用于实际生产中某航空零件熔模铸造的数值模拟.通过浇注实验验证了数值模拟结果与实际的一致性和热物性参数的可靠性,在此基础上通过模拟与实验结合的方式改进了浇注工艺,消除了缩松缩孔缺陷,提高了铸件质量.     

TiB2/A356复合材料航空零件的熔模铸造

研究了TiB2/A356复合材料的各热物性参数与TiB2体积分数的关系,并对ProCAST软件的数据库进行二次开发,以得到不同TiB2体积分数的TiB2/A356复合材料的热物性参数随温度变化的关系.对某航空零件进行熔模铸造的模拟和试验.结果表明,通过提高浇注温度、浇注速度以及添加保温材料,消除了该零件表面的缩松、缩孔缺陷.     

铝基复合材料机器人件的熔模铸造数值模拟

熔体粘度较高和颗粒分布不均匀是影响颗粒增强金属基复合材料铸造性能的主要因素之一。本文通过熔体反应法制备了TiB2/A356复合材料,根据复合材料热物性计算公式得到其热物性参数,并利用PROCAST软件对其热物性参数进行二次开发和熔模铸造数值模拟。模拟结果显示,熔体流动性差,缩孔缩松明显。分析其产生的主要原因为熔体粘度较大,颗粒分布不均匀。为此,提出了真空浇注、提高浇注温度和模壳初始温度的改进方案。结果表明,优化方案可行,为解决颗粒增强金属基复合材料的铸造问题打下基础。     

Numerical Simulation Research of Investment Casting for TiB2/A356 Aluminum Base Composite

研究了TiB2/A356铝基复合材料的某航空零件熔模精密铸造性能。根据该复合材料的各热物性参数和TiB2体积分数的关系,结合Pro CAST软件对其数据库进行二次开发,建立了体积分数为10%的TiB2/Al铝基复合材料的热物性参数随温度变化的关系。对某航空薄壁零件进行熔模铸造模拟,模拟结果显示:通过提高A356浇注温度、浇注速度和在浇口与冒孔周围添加保温材料措施,使零件表面的缩孔、缩松缺陷得到解决。     

TiB_2/A356铝基复合材料的熔模铸造数值模拟研究(英文)

研究了TiB2/A356铝基复合材料的某航空零件熔模精密铸造性能。根据该复合材料的各热物性参数和TiB2体积分数的关系,结合Pro CAST软件对其数据库进行二次开发,建立了体积分数为10%的TiB2/Al铝基复合材料的热物性参数随温度变化的关系。对某航空薄壁零件进行熔模铸造模拟,模拟结果显示:通过提高A356浇注温度、浇注速度和在浇口与冒孔周围添加保温材料措施,使零件表面的缩孔、缩松缺陷得到解决。     

SiC_p/A356制动盘铸造成形工艺设计和缺陷预测

SiCp/A356复合材料制动盘具有轻质低噪长寿命等突出优点,在城市轨道列车基础制动系统中具有广阔的应用前景。但SiCp/A356复合材料铸造性能较差,成形过程中极易形成气孔、缩孔缩松及裂纹缺陷。本文利用ProCAST凝固模拟软件对制动盘的金属型真空调压成形工艺进行仿真分析,基于流场、缩孔缩松、凝固时间及固相率等结果,确定了制动盘内部成形质量良好的浇注系统设计和浇注工艺参数,成形了内在质量完好的SiCp/A356制动盘。     

“筒壳”铸件半固态压铸过程数值模拟

采用铸造模拟软件ProCAST对腔深、壁薄的A356合金的“筒壳”铸件进行模拟分析.通过对其压铸过程中的温度场进行数值模拟、分析,预测缩孔缩松所在的位置及大小.优化出最佳工艺参数:浇注温度为590℃,压射速度为5 m/s,模具温度为220℃.在此工艺条件下A356半固态浆料充型平稳,温度场分布均匀,无飞溅卷气和浇注不足等缺陷,在实际生产中获得了质量完好的铸件,验证了该工艺参数.     

基于ProCAST软件的压铸镁合金脚踏板的数值模拟研究

介绍了数值模拟技术在镁合金脚踏板压铸件成形过程中的应用。首先对压铸件进行工艺分析,确定浇注系统设计方案和压铸工艺参数,然后用Pro/E软件建立铸件三维模型。在此基础上,用ProCAST软件对铸件成形过程进行数值模拟,并结合压铸工艺对流动性、卷气情况和缩孔、缩松倾向进行分析。根据分析结果,优化浇注系统并调整工艺参数,通过试生产验证优化方案的合理性。     

采用View Cast设计铸钢件的补缩和浇注系统

以铸钢芯盘为例,介绍了利用计算机程序进行补缩系统和浇注系统设计的新方法。根据凝固时间和热节数计算出冒口和冒口径的尺寸和数目,对铸件及其补缩系统进行凝固计算,利用计算结果得出最佳的补缩系统。在最佳补缩系统的基础上进行浇注系统的设计,根据铸件的最小壁厚和浇注温度计算了铸件的浇注系统,并对铸件充型凝固过程进行了模拟。最后通过实际生产,证明了该工艺的合理性。     

叶轮铸造过程数值模拟及工艺改进

根据叶轮的技术要求和使用工况制定出了具体的铸造工艺方案、浇注系统类型以及浇注工艺参数。通过Procast软件对铸件充型、凝固过程进行了数值模拟,预测出铸造缺陷产生的位置和倾向性。并对铸件工艺进行了改进,通过提高冒口的补缩和冷铁的激冷能力,消除了缩孔缩松缺陷。     

基于仿真的熔模铸造不锈钢铸件浇注系统优化

基于Pro CAST软件,针对304不锈钢铸件的缩松缺陷,通过充型过程、凝固过程模拟,对铸件的浇注系统进行优化。Pro CAST模拟结果表明,利用原用浇注系统进行预测的缩松出现位置与实际浇注结果一致。基于凝固过程的模拟结果,在铸件的热节部位补加一组内浇道,实现铸件的顺序凝固以保证补缩,从而消除缩松缺陷。即实现铸件由内向外先凝固,内浇口随之凝固,再次是直浇道、横浇道,最后是浇口杯凝固。将优化后的浇注系统用于实际生产,彻底解决了铸件出现的缩松缺陷,提高了铸件成品率。     

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。     

ZL205A铝合金线状偏析的形成机理及判据(英文)

采用实验和数值模拟方法,对ZL205A铝合金筒形壳体铸件在低压铸造时出现的线状偏析的形成机理及预测模型进行研究。利用数值模拟技术对该铸件在凝固期间的传热进行分析,通过大量实际低压铸造获得ZL205A合金铸件中产生的线状偏析信息、铸件低压铸造过程的温度场以及线状偏析形成部位凝固参数的变化规律,提出了ZL205A合金低压铸造过程线状偏析的形成机理和判据。研究表明,ZL205A合金铸件的线状偏析是由于铸件在凝固后期,浇注系统尚能进行补缩,此时铸件局部形成热裂,高浓度的溶质在补缩压力的作用下对该热裂填充而最终在该部位形成线状偏析。根据分析得出形成机理,得到消除线状偏析的工艺控制方法。采用线状偏析判据对其它铸件的线状偏析进行模拟预测,预测结果与实际浇注结果的对比表明,该判据能够较为准确地预测ZL205A合金筒形壳体铸件的线状偏析位置。     

A356合金半固态挤压铸造数值模拟及模具优化

采用Anycasting软件对A356合金铸件半固态挤压铸造过程中充型和凝固过程进行数值模拟。研究了压射速度、浇注温度对半固态A356铝合金挤压铸造过程的影响,对工艺参数进行了优化,并对压铸模具进行了改进。结果表明,模具预热温度为200℃,浇注温度为600℃,压射速度为0.5m/s,内浇口厚度为5mm时,能够获得质量理想的铸件。     

铝合金叶轮熔模铸造数值模拟研究

以A356铝合金叶轮为研究对象,对铸件设计了侧注式和顶注式浇注系统。利用Procast软件进行数值模拟分析,预测分析了不同浇注方式下缺陷可能出现的位置。结果表明,侧注式浇注系统充型过程平稳,卷气缩松缩孔现象较少,同时减小了叶片根部与壳体连接部位的有效应力。     

A356合金电场传感器壳体半固态压铸优化

采用缝隙式浇注系统,在充型温度为590℃,模具预热温度为200℃,压射速度为5m/s时,利用ProCAST软件,对A356合金电场传感器壳体半固态压铸件进行了充型与凝固过程的数值模拟,根据模拟结果改进了浇注系统。结果表明,采用内浇口和铸件相切的方式进行半固态压铸,减少了卷气和缩孔、缩松等缺陷,保证了电场传感器壳体良好的力学性能和产品的一致性,压铸件的整体品质得到提高。采用此工艺参数进行试验,生产出了合格的铸件。     

城轨铝合金制动盘成形仿真和缺陷预测

发展城轨列车是缓解城市交通拥堵的重要途径。列车运行速度提高到120 km/h以上时,传统的闸瓦-车轮踏面制动已不能满足列车制动的要求。针对140～160 km/h城轨列车用SiC_p/A356复合材料制动盘,利用ProCAST凝固模拟软件对制动盘的真空调压成形工艺进行仿真分析,基于流场、缩孔缩松、凝固时间及固相率等模拟结果,确定了制动盘内部成形质量良好的浇注系统和浇注工艺参数,成形了内在质量完好的SiC_p/A356制动盘。     

阶梯轴铸钢件的铸造工艺设计及数值模拟

对阶梯轴铸钢件进行铸造工艺方案设计,包括分型面和浇注位置的选择,各项铸造工艺参数的确定以及浇注系统、冒口、冷铁的设计.根据铸件形状与结构特点,采用中注式浇注系统,内浇道放置在轴后的端面,并用一个内浇道对铸件进行浇注.将铸件划分为4个补缩区域进行冒口设计,并配合冷铁使用来实现铸件的顺序凝固建立铸件的三维模型,并运用ViewCast铸造模拟软件对铸件的凝固过程进行了模拟计算.初次模拟显示,在阶梯轴的凸台处与其临近连接的阶梯轴段会产生缩孔、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了优化设计.通过增大冒口尺寸和高度、增设冷铁的方法,有效地消除了铸造缺陷,从而获得了合理的铸造工艺方案.     

轴瓦体铸铁件的数值模拟和铸造工艺优化

根据轴瓦体铸铁件的结构特点,对轴瓦体进行铸造工艺设计。在铸件一侧设计浇注系统,在铸件顶部设计了冒口来实现对壳体进行补缩。用CAD软件建立了铸件的三维模型,运用ViewCast模拟软件对轴瓦体进行凝固过程模拟,发现在铸件顶部及热节处存在缩孔缩松等缺陷。根据数值模拟结果并结合理论分析,通过改用保温冒口的方法改进了铸造工艺方案。结果表明,只在热节处出现少量的缩松,铸件的缺陷已经消失。     

消除球墨铸铁铸件缩陷缺陷的措施

介绍了球墨铸铁入料座的铸件结构和铸造工艺。采用封闭式浇注系统,横浇道处搭接部位设置纤维过滤网挡渣,顶部设置冷冒口。为解决铸件出现的缩陷缺陷,利用数值模拟软件进行分析,最后通过提高顶冒口高度,并在铸件厚大部位最后凝固区域增加与浇注系统连接的热侧冒口,增强冒口的补缩能力,解决缩陷、缩孔、缩松缺陷问题。