考虑充型过程对初始温度场影响的缩孔缩松缺陷分析

使用Sola-Vof法计算了三维实际铸件的充型过程,提供了随时间变化的充型过程体积函效的变化和分布,并据此计算了充型过程中的传热现象,得到了考虑充型过程影响的初始温度场分布。计及初始温度场的分布,进行了凝固过程的数值模拟和缩孔缩松缺陷分析。针对工厂实际铸钢件蒸汽室盖进行了模拟计算和验证。结果表明,对大中型铸件,虽然浇注过程中很少发生凝固,但初始温度分布相当不均匀,考虑充型过程传热现象,可以使随后的凝固模拟及缺陷分析精度显著提高。     

铸件充型凝固过程数值模拟发展现状

铸件内在质量很大程度上取决于铸件的充型和凝固过程。将计算流体力学、计算传热传质学和计算机可视化技术应用于铸造工艺设计 ,可以使铸造技术人员更清楚地了解铸件形成过程 ,快捷地确定较为合理的铸造工艺参数。本文对铸件充型和凝固过程的数学模型、计算方法及商品化软件方面的发展现状进行了综合评述 ,并展望了该领域的发展前景。     

轴承支架半固态压铸过程数值模拟

采用数值模拟方法分析了半固态铝合金的表观粘度及浇注温度对轴承支架铸件压铸充型和凝固过程的影响。结果表明,半固态铝合金的充型速度随其表观粘度的增加而显著下降,而浇注温度对充型速度的影响与液态压铸时的一致。铸件同一部位的凝固温度随半固态铝合金浆料充型时的表观粘度增加而提高。凝固后铸件内未出现铸造缺陷。     

铸件充型凝固过程数值模拟国内外研究进展

铸造过程计算机模拟仿真是学科发展的前沿领域,是改造传统铸造产业的必由之路,是当今世界各国专家学者关注的热点。铸件充型凝固过程的数值模拟可以帮助工程技术人员优化工艺设计,缩短产品试制周期、降低生产成本、确保铸件质量,已成为铸造领域最热门的研究课题之一。目前,凝固过程的温度场数值模拟及缩孔缩松预测已应用于实际生产,在充型过程,应力分析、微观组织等方面的基础研究及实用化进程方面都取得了很大进展。     

铸件弃型凝固过程数值模拟发展现状

铸件内在质量很大程度上取决于铸什的充型和凝固过程。将计算流体力学、计算传热传质学和计算机可视化技术应用于铸造工艺设计，可以使铸造技术人员要清楚地了解铸件形成过程，快地确定较为合理的铸造工艺参数。本文对铸件充型和凝固过程的数学模型，计算方法软件方面的发展现状进行了综合评述，并展望了该领域的发展前景。     

砂型低压铸造铸件充型及凝固过程的研究

采用低压铸造法浇注了壁厚为10mm与25mm的ZL114A平板件,通过测定其温度场研究了低压铸造条件下铸件的充型与凝固特点。结果表明,对于25mm平板件,凝固过程中板内从升液管口至铸件远端形成了较大的温度梯度,能够实现典型的顺序凝固,压力通过升液管可始终作用于凝固补缩过程;对于10mm平板件,其凝固速度较快,铸件整体倾向于同时凝固,补缩主要通过浇注系统在局部位置进行。对于10mm与25mm平板件,40mm/s的充型速度均能实现平稳充型与顺序充填。     

基于Magmasoft的汽车前叉压铸成型数值仿真

分析了A357铸造铝合金汽车前叉铸造成型工艺,运用Magmasoft专业铸造有限元分析软件建立了其压铸成型仿真模型。分析了充型过程的压力分布,分析了铸件结构对熔融金属流动及铸件温度的影响,研究了铸件凝固冷却应力分布及缩孔、缩松。结果表明:随着充型率增加,压力最大值也逐渐增加,不同充型率下的压力不同;铸件结构对熔融金属流动影响较大,对铸件温度影响较小;凝固冷却应力主要集中在复杂部位;随着凝固分数增大,缩孔、缩松率逐渐增加。     

气缸体浇注系统的设计与成形过程的模拟

针对某厂一小型发动机缸体,利用大孔进水理论对其浇注系统进行设计,通过数值模拟软件模拟其充型过程及凝固过程.模拟结果表明:铸件的充型过程基本平稳、快速;凝固过程中铸件温度场分布符合顺序凝固的要求,固相分数也证实了铸件凝固过程是合理的.     

利用Anycasting软件辅助优化气缸体浇注系统

介绍了WP12柴油机气缸体的铸件结构及生产工艺,针对该铸件在生产过程中出现的裂纹缺陷,利用Anycasti有限元分析软件对该型气缸体的充型和凝固过程进行了模拟,通过分析铸件的充型顺序、凝固顺序及温度场变化情况研究了不同浇注系统对铸件充型和凝固的影响。根据模拟结果分析,采取了以下改进措施:(1)增厚裂纹处的出气片(2)调整内浇道布置;(3)改善铸件的温度场;(4)减小铸造应力。生产结果显示,铸件的裂纹缺陷基本得到消除。     

数值模拟在铝铜合金低压铸造工艺中的应用

以某厚大ZL205A合金铸件为例,采用数值模拟的方法对铸件低压铸造工艺中充型和凝固过程进行模拟,分析了充型及凝固过程中温度场的变化,并按模拟结果进行了生产,结果获得了优质的铸件。     

HSi80-3硅黄铜船用舵盖铸件精铸工艺的凝固模拟

运用Procast软件对HSi80-3硅黄铜船用舵盖零件在两种浇注工艺方案下的凝固过程进行模拟计算,在此基础上分析探讨了该铸件可能产生缩孔或缩松的部位。模拟显示第一种浇注工艺会在零件主体部位产生严重缩孔,而第二种浇注工艺则能自下而上顺序凝固,避免缩孔或缩松的产生,据此确定了第二种铸造工艺方案,并采用试验进行验证。结果表明,此浇注工艺没有产生技术要求缺陷,证明了凝固模拟的可行性。     

熔模精密铸造蜡模充型过程的数值模拟

对熔模精密铸造料的流变性和充型过程进行了分析,确立了模料充型过程数值模拟的数学模型。利用计算机机数值模拟技术,建立了相关的软件系统。对端盖铸件的蜡模成型过程进行了模拟,结果与试验验证基本一致。     

低压铸造充型和传热过程的数值模拟

采用有限差分的方法,在Windows 95/98平台上开发了三维铸造充型过程流场和温度场模拟的软件Expert,对于流场的模拟采用SOLA-VOF算法。采用压力场和速度场的全局迭代方法,有效地改善了充型状态,缩短了计算时间。应用此软件对Benchmark试块和其他的低压铸造实际零件进行了模拟分析,结果与试验比较吻合。试验表明,该系统能达到优化铸造工艺设计的目的。     

重力铸造铝合金压壳的顶浇工艺实践

压壳的金属型顶浇工艺最主要的是解决落差冲击造成的乱流卷渣问题,以及指向性凝固问题。本文从浇铸落差与浇口大小对压壳渣孔的影响进行了计算分析,借助模流分析软件Anycasting对下模底部不同高度冷却柱的铝液充型进行了模拟,并且将模拟与计算分析结果与生产实践验证。结果表明,解决与改善了常见的渣孔问题。     

差压铸造在我国的发展及应用

介绍了近几十年来差压铸造技术在中国的研究进展和生产应用情况，指出差压铸造在生产大型复杂薄壁铝合金铸件方面的优势。     

Ti-6Al-4V合金异形铸件离心力场下的充型与凝固

建立了离心力场下Ti-6Al-4V合金异形铸件充型及凝固过程的数学模型,通过引入附加项将离心力场模型化,采用流函数和涡函数代替描述方程中的压力项,并建立了数学模型的差分格式,总结了离心力场对Ti-6Al-4V合金异形铸件充型和凝固过程的影响规律.结果表明,在离心力场作用下,型腔内的流动由正向流动和反向流动两部分组成,初始温度分布的非对称性使凝固过程中的温度分布始终处于一种非对称状态,从而导致铸件的最后凝固区域与中心线发生偏离.     

TiAl基合金排气阀立式离心铸造充型及凝固过程数值模拟

以N-S方程、连续性方程及Fourier导热方程为基础，结合离心力、重力及Coriolis力，在实验的基础上建立了立式离心铸造充型过程及凝固过程数学模型．并且依据此模型对TiAl基合金排气阀立式离心铸造过程温度场、流场及压力场进行了数值模拟．数值模拟结果表明，离心铸造的充型过程存在正向和反向两个充填过程，在入口处易出现卷气缺陷．凝固过程也存在正向和反向两个凝固顺序，在靠近先充填一侧易于形成偏轴线缩松缺陷．     

1000MW超超临界凝气式蒸汽轮机铸钢件的铸造工艺研发

介绍了超超临界1000MW凝气式蒸汽轮机铸钢件的结构特点、技术条件。分析产品在铸造过程中可能出现的问题,从造型方案的选择、冒口补贴和浇注系统的设计着手,并利用MAGMA软件对凝固及充型进行模拟仿真,优化了过程操作,提高了铸件质量,最终降低了生产成本。     

铸造充型与凝固过程的变网格数值模拟研究

鉴于充型过程的模拟计算极为复杂，是铸造模拟过程中耗时最多的部分，为缩短充型过程计算时间，提高计算效率，提出了一种利用变网格进行模拟计算的新思路，即采用不同的空间步长分别模拟计算充型和凝固过程，在充型过程的模拟计算中采用比较大的网格，而在凝固过程的模拟计算中采用比较细的网格，并设计程序模块实现两种网格之间的转换和对应，使得充型过程结束时刻的大网格系统温度场能够精确完整地转换为凝固过程开始时刻的细网格系统的温度场。对这种变网格方法进行了验证，并对实际零件进行了模拟分析。结果表明，变网格方法是一种提高模拟计算效率的有效方法，这种方法能够克服充型和凝固过程采用统一的细网格进行模拟计算而产生的计算时间过长，效率低的缺点，使得铸造过程数值模拟的计算速度大大提高，而计算结果仍能满足工程实用的要求。     

YL112铝合金压铸充型凝固过程的数值模拟

简要介绍充型凝固过程数值模拟的实际意义，分析了充型凝固过程数值模拟的特点，利用建立的数学模型对YL112铝合金压铸件进行了模拟。通过对模拟结果的分析，预测了铸件在充型凝固过程中可能形成的缺陷，基本上与实际相符，并对现行的工艺方案提出了一些改进措施。