可控气压下镁合金消失模铸造工艺参数的研究

研究了模样密度、涂层厚度、浇注温度、真空度等工艺参数对可控气压下镁合金消失模铸造时液态金属的充填形态和充型速度的影响,以及充型速度与充型形态之间的关系.结果表明:在可控气压下镁合金消失模铸造过程中,液态镁合金呈拱形平稳向前推进,并随着泡沫模样密度的降低、涂层厚度的减小、浇注温度和真空度的提高,充型速度提高.各因素对充型速度的影响效果由大到小的顺序是:泡沫模样密度→涂层厚度→浇注温度→真空度.通过分析实验数据,建立了可控气压下镁合金消失模铸造的充型速度的非线性数学模型.     

镁合金消失模铸造模样消失过程的研究

采用数码摄像技术对镁合金消失模铸造充型前沿进行了实际观察,发现镁合金金属液前沿的充型流动形态呈放射状,当浇注温度为730℃时已经存在较明显的气态间隙.研究了聚苯乙烯泡沫模样的消失过程,认为镁合金消失模泡沫模样在高温下的消失过程为三个区域:萎缩坍塌区、部分热解区、完全热解区,在此基础上提出了含有较多液态热解产物、一定量的气态热解产物以及热解碳扩散层的镁合金消失模充型过程模型.对浇注后的镁合金消失模用涂料进行了电子显微镜观察,发现涂料和泡沫模液态热解产物之间应该有好的浸润性,以利于泡沫模热解产物的扩散,消除铸件浇不足、气孔和夹杂等缺陷.     

消失模铸造充型过程的模拟方法

通过分析消失模铸造充型过程的特点，提出了一种消失模铸造充型过程的计算模型，并用人工神经网络算法计算了充型过程中不同时刻液态金属-模样界面的位置．模拟计算结果与实际测试结果无论在充型形态还是充型时间上都符合得较好．     

消失模铸造充型过程的人工神经网络算法

用人工神经网络算法计算了消失模铸造充型过程中不同时刻液态金属—模样界面的位置。通过实验对该算法进行了验证，模拟计算结果与实际测试结果无论在充型形态还是充型时间上都符合得较好。根据得出的界面位置及边界条件，通过求解N—S方程和能量方程计算了消失模铸造充型过程的流场及温度场。讨论了该计算模型在消失模铸造过程模拟仿真中的应用。     

工艺因素对镁合金消失模铸造平均充型速度的影响

消失模铸造的充型过程对于获得健全铸件至关重要，研究工艺参数对镁合金消失模铸造充型速度的影响，对于工艺参数的优化和铸件质量的提高具有非常重要的理论和实用价值。以AZ91D镁合金为研究对象，系统研究了浇注温度、模样密度、真空度、直浇道高度对镁合金消失模铸造充型速度的影响。研究结果表明：在研究的工艺因素中，以真空度对充型速度的影响最为显著，其次是模样密度和浇铸温度，直浇道高度的影响相对较小。其中随着真空度的增加，平均充型速度基本呈线性增大；随着模样密度的增加，平均充型速度减小；随着直浇道高度增加，充型速度呈增加趋势；随浇铸温度升高，平均充型速度开始增加，然后逐渐降低。     

消失模铸造充型速度和流动前沿温度的数值模拟研究

采用数值模拟方法,通过模拟板形灰铸铁件的消失模铸造充型过程,分析了各种工艺因素对充型过程中金属液前沿的流动速度和温度的影响规律.结果表明,液态金属充型速度随浇注温度、负压度和涂层透气性的增大而增大,随模样密度和涂层厚度的增大而减小;金属液流动前沿温度随模样密度和涂层厚度的增大而下降,而随负压度的增大而提高.     

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。     

镁合金真空低压消失模铸造影响因素及充型能力的研究

介绍了一种新的真空低压消失模铸造工艺,分析了该工艺的工作原理和影响因素,并采用窗体及电机壳体模样测试了AZ91D镁合金在该工艺条件下的充型能力。研究表明：充型气体的气压与流量、泡沫模样的密度与裂解特性、涂层厚度及透气性、浇注温度、真空度等是镁合金真空低压消失模铸造过程中的主要影响因素。窗体和电机壳体成功浇注试验证明了真空低压消失模铸造新工艺大大提高了镁合金的充型能力,消除了重力下消失模铸造镁合金充型能力差、易形成浇不足和冷隔缺陷的缺点。     

空心直浇道消失模铸造充型模式的数值模拟及分析

通过将空心直浇道消失模铸造完型过程处理为液态金属在普通砂型中的流动和置换消失模样的流动，实现了带有空心直浇道消失模铸造充型过程的数值计算，模拟对比分析了空心、实心直说道消失模铸造及其与普通砂型铸造充型模式的差异．     

消失模铸造工艺因素对金属液充型速度影响的研究述评

评述了消失模铸造金属液充型速度的研究现状，从传热、传质角度分析了各工艺因素对充型速度的影响。消失模铸造金属液的充型速度是由泡沫模样的热分解速率及分解产物的逸出速率之问的动平衡所控制的，某个给定铸造过程的实际充型速度是充型阶段各因素的综合结果。凡是影响传热、传质的工艺因素都对充型速度有影响。     

Evaluation of the effect of vacuum on mold filling in the magnesium EPC process

The combination of magnesium alloys with the expendable pattern casting (EPC) process will bring a bright future for the application of magnesium alloys. Vacuum is a pre-requisite parameter in the EPC process of magnesium alloys, because without vacuum, the fluidity of the magnesium alloy in the EPC process is too poor to fill the mold completely, especially for the thin-section castings. In this investigation, the effect of vacuum on the fluidity of AZ91 magnesium alloy has been explored. A modified model has been presented to explain the effect of vacuum on mold filling, which was verified by optical microscopy.The results obtained indicate that vacuum is the most effective parameter in improving the fluidity, the effect of vacuum on the fluidity interacting strongly with the pouring temperature and coating. Vacuum greatly changes the mass and heat transfer in the EPC process. Vacuum may not only control the profile of the metal–foam interface, which will influence the mass transfer process, but may also greatly speed up the removal rate of pattern decomposition products at the metal–coating interface. It also changes the primary heat-transfer mode to heat convention, which has a great influence on the distribution of the casting temperature field and solidification process. The microstructures of castings cast with vacuum exhibit a fine grain size and a small amount of precipitated Mg₁₇Al₁₂, but vary insignificantly with the location in the castings.     

消失模铸造充型与凝固期间型壁移动机理的研究

在分析消失模铸造型壁稳定性条件的基础上 ,通过试验研究了各工艺因素对型壁稳定性的影响 ,据此进一步论述了型壁移动机理。结果表明 :干砂填充密度低、紧固力不足及液态金属静压力和气隙压力的双重作用是造成消失模铸造型壁移动的主要原因。充分振动、选用混合砂同时提高真空度、必要时采用阶梯浇注系统等是消除或减少型壁移动及出现坍塌现象的有效措施。     

Mold-filling characteristics of AZ91 magnesium alloy in the low-pressure expendable pattern casting process

The magnesium (Mg) alloy low-pressure expendable pattern casting (EPC) process is a newly developed casting technique combining the advantages of both EPC and low-pressure casting. In this article, metal filling and the effect of the flow quantity of inert gas on the filling rate in the low-pressure EPC process are investigated. The results showed that the molten Mg alloy filled the mold cavity with a convex front laminar flow and the metal-filling rate increased significantly with increasing flow quantity when flow quantity was below a critical value. However, once the flow quantity exceeded a critical value, the filling rate increased slightly. The influence of the flow quantity of inert gas on melt-filling rate reveals that the mold fill is controlled by flow quantity for a lower filling rate, and, subsequently, controlled by the evaporation of polystyrene and the evaporation products for higher metal velocity. Meanwhile, the experimental results showed that the melt-filling rate significantly affected the flow profile, and the filling procedure for the Mg alloy in the low-pressure EPC process. A slower melt-filling rate could lead to misrun defects, whereas a higher filling rate results in folds, blisters, and porosity. The optimized filling rate with Mg alloy casting is 140 to 170 mm/s in low-pressure EPC.     

负压消失模铸造铸铁合金液充填性能及影响因素

研究了模样材料、负压度、浇注温度、浇注系统尺寸等对消失模铸造中铸铁合金液充填性能的影响，提出了改善铸铁合金液充填能力的途径。     

浇注系统对AZ91镁合金消失模铸造流动性的影响

研究了在消失模铸造中,直浇道高度、内浇道面积、浇口比和内浇道位置对ＡＺ９１镁合金流动性的影响;结果表明,在负压条件下采用开放式浇注系统时流动性随攻道距离的增加而有所降低,除此之外,浇注系统结构对流动性的影响不大。     

顶注浇注系统在消失模筒形铸件中的应用

在金属铸造工艺设计中,优先顶注是多数金属铸件所遵循的铸造原则。简要介绍真空消失模铸造采用顶注工艺批量生产管件、大型电机壳和钢锭模产品的实践应用。采用顶注工艺,浇注系统简单、工艺出品率高、浇注温度低,节约生产成本。     

镁合金反重力消失模铸造临界阻流面积的研究

通过4组试验研究了不同阻流面积情况下镁合金充型速度的变化规律，探讨可控气压下镁合金消失模铸造临界阻流面积大小及其与模样尺寸的关系。试验结果表明，可控气压下镁合金消失模铸造存在一个临界阻流面积，且液态镁合金在压缩气体和真空度的双重作用下，充型速度较快，临界阻流面积大于重力消失模铸造临界阻流面积，且随着铸件模数的增大而增大。     

炉箅子铸造工艺改进

分析了热风炉炉箅子原铸造工艺存在的主要问题,针对炉箅子的结构和技术要求,采用消失模铸造工艺代替砂型铸造,从工艺参数、白模、浇注系统、消失模涂料、浇注温度和负压参数等方面确定了改进后的铸造工艺.实施结果表明,炉箅子的力学性能及其表面质量、尺寸公差完全达到用户的要求.与砂型铸造相比,明显提高了铸件的出品率,缩短了加工周期,经济效益显著.