复杂薄壁铸件反重力铸造工艺研究

以复杂薄壁铝合金铸件下基座为研究对象,对比了调压铸造技术与真空吸铸技术的铸件成形与熔炼情况.结果表明,采用树脂砂型精密铸造与调压铸造技术相结合的方法,当充型速度为60 mm/s、浇注温度为720 ℃时,可成功铸出复杂薄壁铸件——下基座.     

航天器复杂薄壁镁合金铸件低压铸造工艺研究

分析了航天器复杂薄壁镁合金低压铸造的特点和容易出现的铸造缺陷以及这些缺陷的产生原因。提出综合重力铸造和低压浇注的优点,即铸件上部增设冒口,底部放置冷铁,金属液在压力作用下以底注的方式注入型腔,依靠冒口和低压金属液从上下两个方面对铸件进行补缩,采用片状直浇道控制金属液流量;适当降低升液、充型速度和压力,改善铸型排气能力,结果铸件尺寸精度高,内部质量优良。     

整体壁厚2mm铝合金舱门砂型铸造成形工艺研究

对D357铝合金材料的制备、薄壁件的反重力铸造、砂型铸造尺寸精度和薄壁铸件内部质量控制等技术进行了研究。结果表明:采用低温加硅,精炼、细化、变质同时进行的熔炼工艺,有效地减少合金吸气和氧化杂质,提高合金液纯净度;壁厚2 mm试片在调压、差压、低压铸造条件下,设置合理的浇注参数和排气结构,充型能力均可满足要求,同时在差压铸造条件下可获得较好的本体力学性能;砂型铸造组型过程中砂芯与外皮采用定位销与定位套相配合的方式,能有效控制铸件尺寸精度。     

调压铸造真空度对薄壁精密铝合金铸件充型能力及针孔缺陷的影响

针对本公司CGCE150多功能反重力炉,选用ZL104为试验用铝合金,以尺寸为210 mm×50 mm,厚度分别为3 mm和12 mm铝合金板为试样,研究调压铸造真空度对薄壁铝合金铸件充型能力以及铸件产生针孔缺陷规律的影响。结果表明:按本文制定的浇注参数进行浇注,真空度对铸件充型能力无明显影响。真空度在-10⁷0 kPa之间时,试样针孔级别没有区别。当真空度增加至-80 kPa,试样针孔缺陷等级呈跳跃性增长,真空度继续增加时,针孔级别无明显变化。     

镁合金调压铸造充型能力的研究

调压铸造作为一种先进的铸造技术,具有充型能力强,补缩能力高等优点,有望在镁合金大型复杂薄壁铸件的生产中发挥重要作用.通过浇注镁合金薄板试样,将调压铸造技术与低压铸造、差压铸造和重力铸造技术的充型能力进行了对比,发现调压铸造能够提供最为优异的充型能力;分析表明,较低的型内反压是提高调压铸造充型能力的主要原因.     

铝合金薄壁件真空吸铸充型能力的研究

充型能力是影响真空吸铸薄壁铸件成形生产的重要因素.本研究通过铝合金薄板件的浇注试验,对比了真空吸铸和低压铸造的充型能力差异,研究了真空吸铸条件下真空度大小、充型速度及壁厚对充型能力的影响规律.结果表明:真空吸铸具有优良的充型能力,较低的型内反压是充型能力提高的主要原因;此外,真空度和充型速度的增大有助于提高反重力浇注铝合金薄壁件的充型能力,提高幅度与壁厚有密切关系.     

复杂薄壁铝合金铸件磁动力真空调压铸造工艺研究

磁动力真空调压铸造技术是在电磁充型低压铸造技术的基础上发展而来的一种铸造技术,其充型能力强,补缩能力高。通过研究磁动力真空调压铸造中影响金属液充型能力的因素,如真空度和浇注系统等,得出了磁动力真空调压铸造法的最佳充型工艺参数。该技术尤其适合复杂薄壁铸件的高品质铸造,具有广阔的发展前景。     

反重力铸造对ZL205A合金充型性能及凝固组织的影响

以“⊥”型和棒状试样为例,研究了反重力条件下,铸造工艺参数对ZL205A合金铸件充型性能和凝固组织的影响。结果表明,对于平均壁厚小于3 mm的薄壁铸件,由于差压铸造充型过程比低压铸造平稳,所以铸件成形更好,但无法成形尖角结构;提高浇注温度或铸型预热温度,均能使差压铸造薄壁ZL205A合金铸件的充型性能得到改善,且提高浇注温度效果更明显。与低压铸造相比,差压铸造可显著细化ZL205A合金晶粒度,适当提高浇注温度与铸型温度,均能进一步细化晶粒,且提高浇注温度使晶粒细化效果更显著。对于有一定截面厚度的ZL205A合金铸件,差压铸造时,当截面厚度超过一定量时,充型性能受铸型温度及浇注系统设计的影响较小,提高铸型温度,铸件产生孔洞类缺陷的几率显著增加。     

薄壁铝合金3D样件冷隔缺陷改善应用实例

针对薄壁、中空结构铝合金铸件容易出现浇不足和冷隔缺陷,以摩托车后摇臂铸件开发为例,采用优化产品结构、分型方案、浇注系统和排气系统,降低砂芯发气量以及提高铸型温度等措施,有效防止了复杂、薄壁结构3DP打印砂型快速试制工艺冷隔、浇不足等缺陷.     

镁合金薄壁件的石膏型精密铸造

对镁合金石膏型熔模铸造不同浇注方式进行了对比试验和充型过程模拟。结果表明,由于石膏型透气性差,低压铸造方法要优于重力铸造。薄壁镁合金铸件的主要缺陷是冷隔,重力铸造冷隔程度比较严重,而且很难通过改善工艺消除;而低压铸造基本无冷隔缺陷,即使出现轻微冷隔,也很容易通过提高浇注温度和增加压力的方法消除。重力铸造无法避免铸件的氧化,而低压铸造通过一定措施可使铸件不氧化。     

行波磁场励磁电流对薄壁件充型和表面缩陷的影响

通过使用ansoft软件对筒形薄壁件在不同励磁电流的行波磁场作用下的电磁力进行了分析,进一步研究了行波磁场的励磁电流对合金充型能力以及铸件外表面缩陷的影响。结果发现:行波磁场影响合金充型能力的同时也影响了铸件凝固表面质量;随着励磁电流强度的增加,合金充型能力成平方倍的提高,同时也成平方倍的增加了铸件表面缩陷发生的几率;相同励磁电流强度下,励磁电流频率对合金充型能力存在最优值;励磁电流频率在1000 Hz以下变化时,随着励磁电流频率的降低铸件表面缩陷发生的可能性不断减小。     

真空浇注对充型过程的作用及其在快速铸造中的应用

液态金属铸造过程中施加真空是提高复杂铸件充型性能的有效措施。通过分析真空对充型过程的作用机理．认为真空可以有效减少型腔中的气体反压力，从而达到改善充型性能的目的。采用了真空浇注工艺，开发了真空浇注设备。将此设备应用于复杂薄壁铸件的快速铸造中，由于金属熔化后可以在真空环境中进行浇注和充型凝固．取得了良好的效果。     

ZM6镁合金大型薄壁铸件数值模拟

用MAGMASOFT专业铸造软件对ZM6镁合金砂型薄壁件铸造过程进行了数值模拟,研究了铸件在充型和凝固过程中的温度场分布,预测了铸造过程中出现的各种缺陷.结果显示在铸件内浇道部位易出现气孔和氧化夹杂,而在铸件中部与补缩冒口连接处易出现缩孔、疏松缺陷.通过对铸件进行金相、SEM、EDAX分析,得出实际浇注铸件产生的缺陷与模拟结果相符合.     

铝合金真空低压消失模壳型铸造工艺参数研究

研究了铝合金真空低压消失模壳型铸造工艺参数与铸件充型能力、内部质量的关系。结果表明,铸件的充型能力与浇注温度、充气流量、真空度、充气压力成正比;相比真空度和充气压力,充气流量与浇注温度对铸件充型能力的影响更为显著。工艺参数对薄壁铸件充型能力的影响要大于厚壁铸件;铸件孔隙率随浇注温度的提高先降低后升高,随着充气流量、充气压力、真空度的增大而降低,而密度则随各工艺参数的增大而增大。真空低压消失模壳型优化的工艺参数:浇注温度为720~750℃,充气流量为12~19m3/h,真空度为-0.03~-0.04MPa,充气压力为0.03~0.04MPa。     

Filling mode and regularity of vertical centrifugal casting process of titanium alloy in thin-walled cylinder cavity

The mold filling process of titanium alloy in a thin-walled cylinder cavity under vertical centrifugal casting process was studied by means of the hydraulic simulation experiments. Results show that the filling mode of the melt in the cylinder cavity varies with casting wall-thickness. When the casting wall-thickness is less than or equal to the thickness of the first layer during the filling process, the melts fill the cavity from the bottom to the top.When the casting wall-thickness is greater than the thickness of the first layer during the filling process, the melts first fill the largest radius parts of the cavity with a certain thickness of the first layer from the bottom to the top of the cavity, and then they fill the cavity from the larger radius part to the smaller radius part. The melt filling ability increases with the increment of the mold rotational speed and the pouring temperature. In another aspect, the melt filling ability rises with the decrement of the melt viscosity, and the melt with the better filling ability is prone to fill the cylinder cavity layer by layer.     

真空压铸工艺参数对AM50镁合金力学性能的影响规律

采用阶梯试验模具及AM50合金,进行了系统的真空压铸试验,实测了不同厚度的阶梯试样在不同工艺条件下的密度及力学性能,研究了高真空压铸工艺参数对AM50镁合金力学性能的影响规律.结果表明,随着型腔真空压力的降低,铸件密度、抗拉强度和伸长率均随之提高;铸造压力对力学性能的影响在真空压铸和常规压铸中遵循基本相同的规律,即增大铸造压力可以使铸件的致密程度、抗拉强度、屈服强度和伸长率得到提高;随着高速速度的增大,薄壁铸件的抗拉强度、屈服强度和伸长率均表现出明显的增加,这一点与常规压铸的规律相反.结合高真空和高速工艺,可以使薄壁铸件的抗拉强度和伸长率得到较为明显的提升.     

真空差压铸造薄壁铸件的研究进展

大量的薄壁铸件广泛应用于航空航天和国防领域,而真空差压铸造因具有良好的充型和凝固条件,被用于生产高质量的复杂薄壁铸件。目前真空差压铸造薄壁件引起了国内外研究者的广泛关注,为此对真空差压铸造控制系统、薄壁铸件充型以及凝固等方面的研究进展作了介绍,详述了真空差压铸造分级变压控制系统、薄壁铸件充型流态模型、凝固组织与补缩能力,并就目前该研究中存在的问题及今后的发展方向提出了建议。     

Numerical simulation of molten metal flow under vacuum condition in high pressure and low pressure die casting process

Abstract

The vacuum analysis algorithm was developed to simulate the total system of high pressure die casting process including vacuum vent, cavity and plunger area. The various vacuum degrees (760, 650, 500, 250 and 60 mmHg) were artificially applied in cavity. The filling behaviours of molten metal under the applied vacuum conditions were simulated and compared with those of experiment. The filling amount in cavity was increased with the increase of applied vacuum pressure during partial shot experiments. The simulated filling behaviours of molten metal were relatively well agreed with those of experiment. Through the results of fluid flow simulation, the relationship of filling length and filling velocity with the variation of vacuum pressure was analysed respectively. And it applied to a real die casting product and the internal gas quantity of product was significantly reduced by modification of vacuum gate system.