利用3D打印技术无模铸造压缩机气缸铸件

介绍了压缩机气缸铸件的结构及技术要求,详细阐述了该铸件的生产工艺:利用3D打印无模铸造不必考虑起模性的特点,合理布局浇注系统。生产结果显示:(1)气缸铸件的浇注系统布局紧凑,位于铸件空腔内部,铸件工艺出品率可达到80%以上;(2)采用全组芯工艺,砂铁比可以控制在2.5以下;(3)砂芯数量大幅减少,降低操作人员的技能要求,铸型定位简单、精准,生产的铸件壁厚尺寸均匀、同心度高;(4)利用3D打印技术生产首件铸件,研发周期可以缩短70%以上。     

3D打印砂型在铸造中的应用

介绍了3D打印机的工作原理及在砂型铸造中的应用,列举了3D打印技术在工程机械铸件新产品开发、汽车铸件新产品开发及航空复杂铸件上的应用,得出以下结论:(1)采用3D打印铸件砂型,浇注的铸件精度高、披缝少、易清理,新产品开发速度快,适用于新产品开发和复杂件单件小批量的生产;(2)3D打印工艺的设计更改只需要更改三维模型,因而可以快速切换、升级;(3)高端砂型依赖进口设备和原材料,3D打印成本相对较高,是传统铸造的补充,对于普通铸造无法生产的铸件砂型,可以使用3D打印来完成。     

3D打印技术在缸体铸件生产中的应用

介绍了采用3D打印技术生产铸件的工艺原理,详细阐述了3D打印快速成型技术在缸体铸件生产中的应用。结果显示:随炉试棒的抗拉强度平均值为268 MPa,缸体顶面和缸筒壁硬度平均值分别为201 HB和191 HB,符合技术要求;铸件全尺寸和关键部位的位置度实际测量值都在要求范围内,说明打印的砂芯在浇注过程中变形较小,砂芯的打印精度较高;铸件进行机加工、装机后进行了台架冷试试验,结果良好。最后得出结论:采用3D打印制作全组芯砂型浇注铸件的工艺可以实现快速生产复杂铸件,铸件尺寸合格率高,试验周期大幅缩短,可有效支持产品先期研发工作。     

3D打印技术在气缸盖铸件生产上的应用

介绍了气缸盖的铸件结构及技术要求,并对铸件结构及工艺性进行分析,采取了以下铸造工艺:(1)采用开放式浇注系统,阻流截面位于直浇道底部;(2)利用3D打印技术,打印3块砂芯,#1芯主要做出浇注系统,#2芯将进气道芯、排气道芯、下水腔芯、上水腔芯、后水腔芯等合并为一个3D打印砂芯,#3芯主要做出铸件顶部结构及型腔出气结构,这样可以避免下芯工序,使操作简化;(3)原砂粒度为50/100目,采用高渗透性Al-Si系涂料打底,局部易出现脉纹的地方补刷水基锆英粉涂料。生产结果显示:按照上述工艺生产的铸件外观良好,尺寸精度达到CT9级,符合技术要求。     

陶粒砂与硅砂在3D打印砂型中的性能对比研究

对比研究了陶粒砂与硅砂在3D打印铸造砂型中的性能,试验采用铸造3D打印机分别以陶粒砂和硅砂打印砂型,并用打印出的柴油机缸盖和机床床身砂型浇注铸件,对比结果显示:(1)采用3D打印机同参数打印的砂芯,陶粒砂砂芯抗压强度较硅砂砂芯高出18%,紧实度也高于硅砂,透气性高出25%;(2)陶粒砂砂芯浇注的柴油机缸盖铸件无粘砂和脉状纹缺陷,合格率高于硅砂浇注的铸件;(3)对于较大的机床铸件,陶粒砂铸件相比硅砂铸件存在较多的机械粘砂缺陷,但清理较为容易,陶粒砂因膨胀系数低,铸件内腔不易产生脉状纹缺陷;(4)陶粒砂的再生率为99.25%,较硅砂94.36%的再生率存在明显优势。     

3D打印技术在气缸盖铸件开发上的应用

介绍了气缸盖铸件的结构,详细阐述了3D打印气缸盖砂芯的工艺及铸造工艺:(1)将底板芯、进/排气道芯、下水套芯组合在一起,形成1个砂芯,然后将顶盖芯及原装配芯组合在一起;(2)3D打印所用芯砂性能指标为:发气量≤10mL/g,常温抗拉强度≥1.75 MPa,常温抗弯强度≥2.75 MPa;(3)浇注温度为1 440～1 460℃,浇注时间16～18 s,浇注铁液质量200 kg。生产结果显示:铸件的尺寸精度达到了CT8级,铸件的力学性能也达到了设计要求,在开发成本和生产周期上都较传统方式有了很大地提高,实现了复杂铸件的快速开发。     

3D打印技术在缸体铸件生产上的应用

介绍了缸体铸件的结构及技术要求,详细阐述了3D打印树脂砂型的工艺及铸造工艺,生产结果显示:铸件的尺寸精度达到8级,铸件内腔的砂子易清理,表面质量比用现有的树脂砂产品好,对铸件进行PT检测后,铸件未发现任何缺陷,得出以下结论:采用3D打印树脂砂型进行浇注的方法所得到的铸件质量要优于传统通过模具制造砂型进行浇注获得的铸件,充分证明了3D打印技术在复杂铸件的铸造过程中的优势,对于铸造企业转型升级及产品创新有着较大的现实意义。     

3D打印技术在箱体铸件开发中的应用

本文阐述了基于3D打印技术制造复杂箱体的铸造开发过程,包括:铸造工艺设计及模拟、砂型设计及打印、砂型组装和浇注、铸件精整和检查.结果 显示,基于3D打印的铸造工艺设计不再受产品结构限制,设计方案更加灵活,铸件尺寸精度高,产品开发周期大幅度缩短.     

机器人转盘铸件的研发

介绍了机器人转盘铸件的结构及技术要求,详细阐述了该铸件的生产工艺:(1)采用平做平浇工艺,一箱2件造型,采用封闭式浇注系统,选用70/140目人造硅砂打印砂型;(2)将铸件的主体结构带在3D打印砂型的主体芯上,型腔中清砂困难的部位开清砂窗粘芯,在完成清砂、流涂操作后,将清砂窗粘芯粘接在清砂窗上;(3)采用75SiFe进行孕育处理,加入REMg球化剂,冲入法球化处理。经检测,铸件尺寸、金相组织和力学性能均符合技术要求。     

车用轴盘铸件浇注系统设计与组织性能分析

采用3D打印铸型,对比分析了3种不同浇注工艺下ZL114A铝合金轴盘铸件的冶金质量。通过调整冷铁材质与降低浇注温度,实现了自下而上与自外向内的顺序凝固。结果表明,铸件满足铸件技术要求。轴盘铸件本体试样经T6和低温稳定化处理,平均抗拉强度、屈服强度与伸长率分别为340 MPa、260 MPa与6.5%。加入0.11%的Sb元素变质后,初生α-Al基体平均晶粒尺寸约为86μm,沿晶界分布的共晶Si相形貌为球形或椭圆形,T6态合金断口断裂机制为典型的韧窝断裂。     

V法铸造工艺参数的控制

概述了V法铸造过程中铸型紧实度、铸型负压状态、铸型用涂料和铁液温度等工艺参数对铸件质量的影响以及具体的控制方法:(1)铸型的紧实度是影响铸型质量的首要因素,它与型砂的粒形及粒度分布以及造型过程中振实参数的控制密切相关;(2)铸型负压状态的控制对铸型的强度、刚度和稳定性具有重大的影响,甚至直接关系到该工艺的成败;(3)涂料的使用是V法铸造不可或缺的一道工序,叙述了V法专用涂料的性能要求;(4)V法铸造采用干砂真空造型并在负压下浇注,必须根据V法铸造的特点,结合铸件的具体情况分门别类地确定合理的浇注温度范围。     

厚大断面灰铸铁平板铸件的试制

介绍了FC300灰铸铁厚大平板铸件的结构特点、技术要求以及铁液熔炼工艺和铸造工艺:(1)该系列的铸件型号有20多种,结构形状基本为长方体,要求铸件本体硬度180 HBS,石墨以A型为主;(2)采用泡塑模具,铸件放在下箱,T型槽使用面向下,浇注系统为侧注开放式;(3)为强化铸件凝固时的冷却条件,确保T型槽使用面组织更为致密,在铸件底部摆放一层冷铁;(4)合箱后在浇注前3~4 h开启热风机烘烤预热铸型,热风机温度调整在150~200℃;(5)控制铸件各元素及有害杂质含量,并通过配加各种合金,调整w(C)、w(Mn)、w(Cr)、w(Cu)、w(S)量,起到提高铸件各项性能的作用;(6)采用高温静置、低温浇注的方法,减少夹杂物缺陷。     

基于砂型3D打印泵体的铸造工艺研究

以泵体为研究对象,就数值模拟和砂型3D打印技术在砂型铸造中的应用进行了研究,利用Anycasting软件比较了泵体铸件侧注式、顶注式和底注式浇注方案,并确定侧注式浇注系统为最佳选择。采用3D打印技术对泵体砂型进行了制作,采用砂型铸造工艺制备出了合格铸件。结果表明,数值模拟结合砂型3D打印技术在铸造中的应用,可有效缩短零件开发周期,降低生产成本,大大提高了生产效率。     

某阀体浇注系统工艺设计

针对某阀体熔模铸件在生产中经常出现缩孔、缩松缺陷的情况,采用ProCAST软件对其金属液充型及凝固过程进行数值模拟。在初始模拟结果的基础上,改变浇注参数,实现铸件浇注系统的优化,并采用3D打印技术打印出实物并进行实际工艺验证,从而得到优质铸件。     

FDM技术在熔模铸造生产中的运用

ProCAST模拟软件和3D打印技术可以用于熔模铸造新产品开发,有效改善成本高、周期长的现状。首先,采用UG软件建立零件和浇注系统三维模型,运用ProCAST软件对零件的工艺方案进行模拟;其次,采用FDM成型工艺ABS材质打印零件模型,并将ABS模型和蜡质浇注系统组树;最后,通过熔模铸造制壳、脱蜡、焙烧、浇注等流程制备铸件,用三坐标测量仪和粗超度仪检测铸件。结果表明,该工艺铸件尺寸精度达到CT6,表面粗糙度低于Ra6.8μm以下。     

钛铸件水玻璃锆砂铸型的研究

本文研究的是以氧化锆为涂料的水玻璃锆砂铸型,具有良好的高温稳定性,可以代替石墨粉捣实铸型.浇注的钛铸件,表面污染层只有0.09mm.铸件内部气.缩孔缺陷少.铸型成本比石墨粉捣实型低50~60%,造型及铸型处理周期由96小时缩短到24小时,铸型发气量是石墨捣实型的1/3~1/5.用该工艺已浇出16.5kg的钛泵体铸件.     

“红船”青铜艺术品的铸造工艺设计及生产

采用铸造工艺制作完成了具有复杂形状的锡青铜红船艺术品。首先基于红船纪念品样图对锡青铜红船艺术品铸件外观进行总体设计，用UG软件对铸件进行三维建模；然后采用顶注开放式浇注系统及冒口，利用ProCAST软件分析铸件的充型和凝固过程，以及缩孔、缩松缺陷分布等，确定红船铸件的最终工艺方案；再进行铸型和砂芯的设计，并利用3D打印技术制备出砂型及砂芯，最终生产出锡青铜薄壁中空红船艺术品。     

倾斜式离心铸造对钛合金铸件质量的优化

开发了一种新型钛合金铸造工艺，在设计阶段将钛合金铸件的石墨铸型倾斜摆放，浇注系统搭设在铸件厚大部位，以实现倾斜式离心浇注。同时，分别采用常规立式重力浇注和立式离心浇注，对比研究了两种铸件的表面质量及内在质量。结果表明，倾斜式离心浇注铸造工艺可以减少铸件表面的流痕缺陷，提高钛合金铸件的产品质量，减少后续补焊修整，缩短产品生产周期、降低生产成本。     

厚大断面灰铸铁平板的铸造

介绍了单件或小批量生产厚大断面灰铸铁平板的铸造工艺、熔炼工艺和浇注工艺.试生产结果发现铸件上平面有夹渣缺陷,机加工后发现有条纹状缺陷.采取了如下改进措施:(1)将炉料配合改为Z18生铁30％+废钢30％+回炉铁39％+锰铁0.4％+硅铁0.6％;(2)控制熔炼温度高于1 500℃;(3)增大铸型倾斜浇注角度;(4)铸型初次浇满后再补浇数次,增加铁液溢出量.结果显示:铸件表面质量大大改观,无缩孔和表面缺陷,试棒力学性能和金相组织均符合客户要求.     

基于3D打印的熔模铸造工艺设计

设计了一种3D打印结合传统熔模铸造的新型铸造工艺,主要探究了3D打印工艺中内模材料的选取、内模打印的底部/顶部厚度与填充密度最优化,以及型壳干燥的最佳温度的选取,且通过实践成功地铸造出复杂薄壁铸件。从宏观、微观观察了铸件缺陷,系统地分析了缺陷产生的原因,并提出了基于浇注系统设计、浇注系统模拟、3D打印模型表面预处理的解决方案。验证了基于3D打印的熔模铸造工艺的可行性。