基于瞬态压强分布的重力铸造缩孔定量预测技术及应用

提出了基于瞬态压强分布的重力铸造缩孔定量预测技术,该技术不仅计算整个模拟区域的温度场,同时也计算金属液区域的瞬态压强场。通过金属液压强与孤立液相区边界判据的临界压强对比来区分各孤立液相区的范围。在各孤立液相区内独立形成缩孔,最终预测出缩孔的位置、大小和形状。设计并浇注了U形试验件,采用该技术开发的华铸CAE(Inte CAST)对U形试验件凝固过程的温度场、压强场进行模拟分析和缩孔预测,缩孔预测结果与实验结果吻合较好。该研究显示,明冒口相比暗冒口具有更好的补缩能力,铸造工艺中优先使用明冒口会得到更好的补缩效果。并对某箱盖铸件的铸造工艺进行模拟分析,准确地预测了铸件中的缩孔。     

球铁后盖铸件缩孔缺陷的消除措施

分析认为球铁后盖铸件热节部位产生缩孔的原因是：原工艺在热节部位设置冒口,使热节增大;而且由于冒口颈偏小,早于铸件热节凝固封闭,使铸件热节不可能通过冒口颈获得补缩。为此采取如下改进措施：1）使冒口远离铸件热节,避免热节增大;2）在热节处设置厚大冷铁,使热节提早凝固收缩,从而可以通过冒口颈获得补缩。改进工艺后,缩孔问题得到了解决。     

铸铁件压边冒口的补缩

本文以液压伐体铸件为例,用正交试验和测湿法研究了压边冒口长、宽、高及压边缝隙大小对补缩的影响。指出压边冒口停止补缩是由于压边缝隙的截死,可以通过压边缝隙的自适应性调节作用控制补缩时间和程度。压边缝隙的长度是压边冒口设计最重要的工艺参数。推荐用模数法确定伐体压边冒口尺寸。以M_(冒口)=(O.9～1.08)M_(铸件)进行试验。压边冒口的位置以在长边的“一半的一半”为好。     

静压线生产球墨铸铁轮毂铸件的铸造工艺

介绍了轮毂铸件的结构及技术要求,根据铸件结构特点,设计了侧冒口补缩工艺和压边冒口补缩工艺,利用MAGMA数值模拟软件进行模拟分析,结果表明:选用压边冒口补缩工艺,补缩通道始终畅通,冒口对铸件进行液态补缩,在凝固过程后期,冒口颈处能够及时凝固,铸件依靠石墨化膨胀自补缩来抵消收缩,而且铸件先于冒口颈凝固,补缩通道在铸件凝固过程中始终是畅通的,满足顺序凝固的要求,因而获得内部致密的铸件。首件试制后的结果显示:选择用压边冒口生产的轮毂组织致密性好,未出现缩孔、缩松缺陷,说明压边冒口的补缩作用效果明显,目前,已经进行了小批量生产,未收到客户关于铸件加工后有缺陷的反馈。     

球铁齿轮箱体铸造工艺的优化

采用带气流预紧实的KW高压造型机生产地铁齿轮箱上箱体球铁件。由于按原工艺方案生产的铸件多处厚大部位均出现了缩孔、缩松缺陷,利用华铸CAE软件进行了工艺模拟,结果显示：由于冒口颈凝固封闭的时间过早,远离冒口处的热节不能补缩,导致缩松、缩孔缺陷的形成。通过调整冒口尺寸和冒口颈尺寸,在砂芯中部设置冷铁以及进行浇注系统改进等工艺措施,延长了冒口补缩通道畅通时间,提高了补缩效率。试产铸件经解剖和X光探伤确认,缩孔和缩松已被消除,铸件已成功地进行批量生产。     

冲击座铸造工艺设计及优化

介绍了冲击座铸件的结构及其工艺设计,包括每型件数、浇注系统形式及内浇道、横浇道和直浇道的截面积、浇注时间、冒口及冷铁设计等。初始铸造工艺只采用冒口补缩,模拟发现该工艺未能完全消除缩孔缺陷,据此对铸造工艺进行了改进,在孤立热节区设计冷铁。对改进后的铸造工艺进行模拟,结果显示,缩孔缺陷已完全可以消除。     

重卡轮毂铸造工艺改进

介绍了重卡轮毂铸件的结构特点以及在粘土砂水平造型线上生产的难点,并对先期工艺方案进行了分析,参照传统工艺,在法兰处设置两个冒口进铁,结果铸件热节处缩孔、缩松缺陷严重,缩孔集中在冒口侧铸件厚大部位.通过CAE铸造模拟软件进行充型模拟和凝固模拟,按照顺序凝固原则,改进冒口颈设计,延长冒口补缩有效时间,解决了铸件的缩孔问题.     

分段补缩在QT590-10过渡盘上的应用

介绍了QT590-10过渡盘的结构及技术要求,由于铸件厚度不均匀,孤立热节多,补缩困难,缩松、缩孔倾向较大,原工艺方案中冒口的有效补缩距离较短,未能消除铸件缩松,经工艺改进和ProCAST模拟软件分析确认后,最终确定工艺方案为:在铸件内侧增设热冒口;2个铸件共用1个补缩冒口;在冒口左右各2个台阶孔底部增设10 mm补贴,打通补缩通道;在补缩冒口远端铸件底面凸台处设置冷铁,增强补缩作用;将整个铸件补缩区域一分为二,配合冒口实现分段补缩。通过以上措施,解决了铸件缩松问题,满足了客户需求。     

灰铸铁件自补缩凝固与补缩

本文以155×80×80(mm)液压阀体铸件—压边冒口补缩工艺为例,较系统地研究了灰铸铁的收缩和凝固过程.用倾出法和热分析测温法测定了铸件—压边冒口的凝固动态.在生产条件下,观测了铸件压边冒口的凝固与补缩行为,提出了灰铸铁件“自补缩凝固”的理论和有限补缩的原则,指出冒口不必要晚于铸件凝固,灰铸铁和球墨铸铁的冒口不应该放在铸件的几何热节处.     

轴瓦体铸铁件的数值模拟和铸造工艺优化

根据轴瓦体铸铁件的结构特点,对轴瓦体进行铸造工艺设计。在铸件一侧设计浇注系统,在铸件顶部设计了冒口来实现对壳体进行补缩。用CAD软件建立了铸件的三维模型,运用ViewCast模拟软件对轴瓦体进行凝固过程模拟,发现在铸件顶部及热节处存在缩孔缩松等缺陷。根据数值模拟结果并结合理论分析,通过改用保温冒口的方法改进了铸造工艺方案。结果表明,只在热节处出现少量的缩松,铸件的缺陷已经消失。     

排气歧管铸件的铸造工艺设计与优化

针对排气歧管铸件孤立热节多,又无法设置冒口的情况,采用华铸工艺分析软件模拟铸件的凝固过程,预测缩孔、缩松缺陷出现的部位;采用铸件均衡凝固理论,设计浇注系统和冒口补缩系统,采用“宽、薄、短、斜”的冒口颈是充分利用石墨化膨胀自补缩作用的关键,采用该技术并优化相关工艺参数后,有效地克服了排气歧管铸件的缩孔、缩松缺陷,大幅度提高了铸件的工艺出品率和成品率,取得了显著的经济效益.     

CAE技术在轴承箱体铸造工艺优化中的应用

利用华铸CAE软件对YL14000B型烟机轴承箱体的充型凝固过程进行了模拟分析,预测了该铸件原铸造工艺存在冒口过大而导致的补缩过剩、后轴承座热节处存在集中缩孔、底座热节处存在疏松等缺陷.通过采取减小冒口尺寸、增加热节处内冷铁数量和加宽补缩通道等措施;再次进行CAE数值模拟,发现上述缺陷得到了有效消除.实际生产结果表明,冒口根部无集中缩孔,铸造工艺出品率由61%提高到了71%,节约钢液660 kg,降低了生产成本,铸件质量也得到了提高.     

旋流器铸钢件的数值模拟和铸造工艺优化

根据旋流器铸钢件的结构特点,对旋流器进行铸造工艺设计。在铸件一侧设计浇注系统,在铸件顶部设计了冒口来实现对壳体进行补缩。用CAD软件建立了铸件的三维模型,运用ViewCast模拟软件对旋流器进行凝固过程模拟,发现在铸件顶部及热节处存在缩孔、缩松等缺陷。根据数值模拟结果并结合理论分析,通过改用保温冒口、增加冷铁的方法修改铸造工艺方案。结果表明,只在热节处出现少量的缩松,铸件的缺陷已经完全消失,从而获得了优化的工艺。     

消除差速器缩松的工艺措施

我厂是汽车后桥生产专业厂,铸件大多是球墨铸铁件。在长期生产实践中,我们发现差速器铸件致废缺陷主要是缩松,其废品率高达11％。故对其采取了新的工艺措施,从而基本上消除了缩松。 图1为差速器铸件的原工艺,采用压边冒口,在a处出现大量缩松。为此我们曾把原工艺改为图2,虽然废品率有所下降,但在a处仍有缩松,b处也有明显的缩孔缩松缺     

球墨铸铁汽车后桥壳铸造工艺优化

采用湿型铸造生产球铁汽车后桥壳铸件,冒口颈根部出现显微缩松现象。利用华铸CAE软件进行工艺模拟,结果显示：冒口颈过早断开,导致铸件出现液相孤立区域,形成缩松缩孔。通过增大冒口和冒口径尺寸,保证了冒口径通道畅通,实现了冒口径的顺序凝固。用改进后的工艺进行了试制和小批量生产,铸件经解剖和X光探伤,均未发现有缩松缺陷。     

输出轴壳体铸件的成型工艺开发

介绍了输出轴壳体的结构特点以及多处环状孤立热节的工艺难点,列举了该件原生产工艺及存在的问题,详细阐述了采用横型竖浇工艺和压边冒口浇注补缩方法,从工艺方面解决了输出轴壳体多处孤立环状热节以及法兰厚大部位缩孔、缩松的缺陷,提高了输出轴壳体的铸件质量,降低了废品率,减少了生产成本;工艺出品率由原来的62%提高到86%,效益显著;采用输出轴壳体横型竖浇造型翻转装置,操作简单方便,便于维护,有效改善了造型生产作业条件,显著提高了生产效率,降低了操作劳动强度。     

EQ153型汽车后桥主减速器壳的铸造

通过试验改进了工艺方案，在确保冶金质量的前提下，要用压边冒口，提高砂型（芯）的紧实率，加强排气等措施，成功地解决了具有多处孤立热节的球铁件－ＥＱ１５３汽车后桥主着重器壳铸件公、缩孔缺陷，获得致密铸件，质量达到日本产品标准。     

圆筒形球铁件铸造工艺的改进

以往，我厂对圆筒形球铁铸件采用顶部设置大冒口的立流方案，如国1所示。结果是在冒日根部与铸件相接处产生严重的缩孔（松）缺陷。另外，原工艺中冒口直接与铸件相交所形成的接触热节，远大于铸件原来的几何热节，如图2所示。因此，冒口补缩量也就相对增大。同时，分层浇注时的高温铁水通过冒口预充填型胶和补缩铸件产生的“流通效应”，致使冒口颈处铁水温度相应偏高。综合作用的结果：铸件与冒口预接触处铁水凝固速度最慢，最后在冒口颈处形成缩孔（松）缺陷。对圆筒形球铁件重新进行工艺设计，以空心管为例，其材质为球铁420－10，单重…     

减少QT400-15飞轮壳缩孔、缩松的措施

介绍了QT400-15飞轮壳铸件原生产工艺所产生的缩孔、缩松情况.分析认为缩孔、缩松的主要原因是:铸件厚壁处及孤立热节处得不到补缩,以及铸型紧实度偏低.通过在外砂型和砂芯上加冷铁、增加补缩冒口、提高铸型紧实度、合理控制铁液化学成分和浇注温度等措施,使该部位的缩孔、缩松基本消除,从而使铸件的综合废品率降至6％左右.     

冷铁在我厂球铁件上的应用

球墨铸铁易产生缩松、缩孔缺陷,过去沿用铸钢工艺,靠加大冒口来进行补缩,结果不但使铸件收得率大大降低,而且还很难完全消除缩孔、缩松缺陷。我厂根据球铁凝固特性,通过生产实践,掌握了冒口和冷铁相结合的造型工艺,提高了球铁件的质量和铸件收得率。一、使用冷铁目的1.由于冷铁的激冷作用,可以调整铸件各部位的冷却速度,使易产生缩松、缩孔的热节处加快冷却,从而消除缩孔、缩松缺陷,得到致密的优质铸件,并可用小冒口或无冒口铸造。2.大断面球铁的冷却凝固时间较长,由于孕育衰退造成球墨畸变产生球化不良、用冷铁后,加