A Free Thermal Contraction Method for Modelling the Heat-transfer Coefficient at the Casting/Mould Interface

Abstract

This study is intended to explore a simple and inexpensive method that is able to model the variation and distribution of the heat transfer coefficient at the casting/mould interface. It has been assumed that, in a rigid mould, the magnitude of interface gap size primarily depends on the thermal contraction of cast metal as it solidifies. Consequently, a free thermal contraction method has been developed to describe the thermal contact phenomena at the casting/mould interface, based on the above assumptions. This method has been used in the solidification simulations for three sand castings of different shapes. The numerical solutions of the simulations agree closely with the experimental results of the thermocouple measurements in the castings and their moulds. For the casting and mould materials involved, the empirical parameters in the equation of the heat transfer coefficient are the same for each of these cases, i.e. independent of the geometric shape of the castings.     

金属型工艺差压铸造大型薄壁简体铸件

针对大型薄壁筒体铸件的结构特点及技术要求,试验了差压条件下的金属型铸造工艺设计和应用,确定了采用立浇武、保证铸件尺寸的工艺重点.结果表明,按所设计的工艺进行生产,工艺稳定易行、铸件质量好、现场劳动量减少、生产率提高.     

连铸结晶器中钢液行为数值模拟研究进展

用数值模拟的方法对连铸结晶器内钢液的流动和传热过程进行研究是近年来该学科发展的前沿领域 ,其重要目的是掌握结晶器内钢液流动的特点和凝固壳分布情况 ,为工业生产控制、结晶器设计提供可靠的理论依据 ;在三维流场数值模拟走向成熟的同时 ,对传热过程的数值计算仍然是该领域的重点和难点。     

铁型覆砂铸造及其发展

铁型覆砂铸造是指在金属型（铁型）内腔覆上一薄层树脂砂，然后采用这种覆砂铁型浇注铸件。原来主要用于球铁曲轴，现已扩大应用到50余种（类）铸件。由于覆砂铁型刚度较高，用于球铁件能实现无冒口铸造．提高工艺出品率，并能提高铸件尺寸精度，改善表面质量。笔者介绍铁型覆砂工艺的基本原理、发展情况以及计算机凝固模拟在该工艺上的应用。     

汽车桥壳铁型覆砂铸造

根据中、后桥壳的结构及QT450-10的材质特征,采用铁型覆砂一型单件铸造工艺,并通过计算机模拟对该工艺进行分析和优化。结果证明,造型覆砂质量、铁液的化学成分、球化处理与孕育处理工艺、开箱时间等是获得合格铸件的关键;同时,铁型覆砂铸造生产线的设计必须结合产品的工艺的特点。     

压缩机曲轴铸件水冷金属型铸造工艺

介绍空调压缩机球墨铸铁曲轴水冷金属型铸造工艺,提出了水冷金属型铸造工艺参数的控制范围,认为金属型生产过程中严格控制铁液质量和浇注工艺参数是减少铸造缺陷的有效措施。通过对化学成分、球化处理、随流孕育、铸型涂料、铸件热处理等方法进行了综合技术工艺设计与控制,在消除白口组织、获得珠光体球墨铸铁曲轴方面取得     

罩轮铸件金属型覆砂铸造工艺

金属型覆砂铸造是在金属型内腔覆上一薄层覆膜砂形成铸型的一种铸造工艺.覆砂层有效地调节了铸件的冷却速度,一方面使铸件不易出现白口,另一方面又使冷却速度大于砂型铸造,使铸件的力学性能显著提高.金属型无退让性,但很薄的覆砂层却能适当减少铸型的收缩阻力;而金属型所具有的刚性,又有效地利用了石墨铸铁在凝固过程中的石墨化膨胀,可实现无冒口铸造;由于覆砂层薄,型腔不易变形,铸件精度比砂型大为提高.     

铁型覆砂铸造的工艺设计和发展

以曳引轮为例,解析铁型覆砂铸造的工艺设计原则.详细分析了计算机模拟技术辅助曳引轮铸造工艺的设计过程,最终确定以大冒口来补缩铸件,并在实际生产中得到验证.介绍了铁型覆砂铸造发展趋势:计算机模拟辅助设计;应用铸件的范围更加广泛;机械化生产线趋于成熟,存在有待进一步研究改进的地方.     

球铁凸轮轴的金属型铸造

根据球墨铸铁的凝固特性,通过严格控制化学成分,选择合适的金属型涂料和采取必要的铸件出型缓冷措施,能够获得所希望的金相组织和力学性能,并有效地提高金属型使用寿命。该工艺无公害,节省材料,工人劳动强度低,铸造尺寸精度高,能耗低,出品率高,力学性能好,为今后机械化生产提供了条件。     

横向翻转浇注工艺铸造耐压外壳铝合金铸件

从铸造工艺、工装设计上进行改进创新,采用横向翻转浇注工艺铸造耐压外壳铸件。铸件在凝固过程中能从冒口不断地得到液态金属的补充,实现定向凝固。减少铝液二次氧化带来的夹渣,使铝液充型过程平稳,不易发生紊流。解决了铸件法兰密封面弥散性针孔和铸件轴密封处及凸台因壁厚不均产生缩松造成气密性差的问题。在实际铸造过程中通过对模具预热温度、合金浇注温度、翻转速度进行控制,提高了铸件整体质量。通过几年批量生产验证,一次检漏合格率达到99．8％。     

连铸结晶器铜板表面涂层热喷涂技术研究

为延长连铸结晶器铜板使用寿命和提高钢坯品质,使用新型热喷涂技术制备了表面保护涂层,并使用扫描电镜、高温硬度计、高温摩擦磨损试验机等对热喷涂涂层和镍电镀层的微观组织和性能进行了深入研究.试验结果表明:热喷涂涂层比镍电镀层具有更为优异的综合性能,高温显微硬度约为镍电镀层的4倍,高温耐磨性能约为镍电镀层的5倍.因此,随着结晶器长边铜板热喷涂技术的突破,绿色环保热喷涂技术将会逐步替代传统电镀技术.     

电渣溶炼浇铸法制备金属模具

本文简述了用电渣炼浇铸法制备金属模具的工艺原理和该方法的应用前景。     

镁合金陶瓷型精密铸造工艺及界面反应的研究

大型、表面形状复杂的镁合金制件大多需要在铸件基础上进行机加工,采用陶瓷型铸造镁合金铸件,不仅缩短生产周期,提高生产效率,且能在少无切削条件下生产出合乎精度要求的制件,从而降低生产成本。对镁合金陶瓷型铸造的生产工艺做了探索性试验,分析了镁合金的表面反应,并进行了反应温度的计算。     

金属型铸造缸体零件的缺陷形成及预防

分析了缸体金属型铸造铸铁件缺陷形成的原因,提出了预防和改进措施.因浇注系统不合理、浇注温度低、环境湿度大等因素,使铁水氧化和含气量高;浇注操作不规范会引起气孔、夹渣、渣气孔等缺陷,在采取相应措施后可以消除或减少,通过减少石墨晶核数量和提高冷却速度,可消除石墨形态不合格;延长铸件开型时间,可减少或消除表面渗豆;铸型清洁、减少铁水氧化,可消除缓冷点;提高铁水CE、加强孕育,可消除表面夹皮;设置合适的浇注系统,可消除磷共晶带等.     

三维检测技术在金属模铸造产品研发中的应用

金属模铸造研发过程中,在只有铸件实物情况下,铸件尺寸特征的精确获取是制定工艺方案和模具设计基本要求。本文用三维扫描仪对金属模铸件进行三维扫描获取了铸件点云,用计算机辅助测量软件对铸件和零件数模进行了三维比较分析。获取了铸件三维尺寸偏差、壁厚分布、加工余量、拔模斜度等重要信息。为金属模铸造工艺和模具设计提供了重要参考数据。     

金砂型低压铸造工艺研究与应用

针对铝合金耐压壳体,采用金砂型低压铸造技术进行铸造工艺设计,结合华铸CAE铸造模拟软件,验证并优化铸造工艺,确定出合理的工艺参数形成批量生产。检测结果表明,金砂型低压铸造工艺可生产出高品质的铸件。     

铸造模具CAD系统的参数建模方法及用户界面开发

研究了参数化设计系统Pro/ENGINEER的各种二次开发技术,针对铸造模具系统中零件的不同特点,分别采用Program编程建模、族表建模、用户自定义特征建模等方法实现了本系统的模样设计、浇注系统设计、冒口设计和其他相关装置模块的参数建模;对该模具CAD系统的信息、菜单、对话框等用户界面开发技术进行了研究,并最终完成了本模具CAD设计系统。     

铝合金铁型覆砂铸造工艺参数研究

铁型覆砂铸造是在金属型(称为铁型)内腔覆上一薄层型砂而形成铸型的一种新型铸造工艺,其主要工艺参数为铁型壁厚和覆砂层厚度.我们通过不同的覆砂层厚度对铝合金圆柱试样进行铸造,利用热电偶测其凝固冷却曲线,分析了铸造过程中砂型厚度和铁型厚度对冷却速度的影响.     

铁型覆砂铸造技术在泵阀铸件生产上的应用

针对泵阀铸件壁薄、形状复杂、多坭芯成形等特点,采用计算机凝固模拟技术对该类铸件的铁型覆砂工艺进行凝固分析和优化,确定泵阀铸件的铁型覆砂铸造的相关工艺参数。研制开发了泵阀铸件的铁型覆砂机械化生产线,实现泵阀铸件的铁型覆砂铸造生产。     

汽车制动器油缸金属模铸造缺陷分析及数值模拟

汽车制动油缸是汽车液压制动系统中的重要部件．由于该零件是在高压环境下工作的，并要求具有较高的安全系数．因此对零件气密性要求较高，对铸件的质量要求也就非常高。以一典型主制动油缸产品为例，分析了铸件缺陷的形成原因，并进行了浇注及凝固过程的计算机模拟仿真，对原来的工艺方案及模具结构进行了修改，应用于生产中获得了很好的效果。