基于数值模拟的通海阀铜合金铸件工艺优化

针对某船舶通海阀在铸造过程中易产生缩孔、缩松等缺陷问题,以Cu-7Ni-7Al-4Fe-2Mn合金通海阀铸件为研究对象,使用三维制图软件UG构建了铸件3D模型,并结合通海阀铸件的结构特性,设计了底注式浇注系统。利用数值模拟软件模拟了铸件的砂型铸造过程,分析了可能出现缩孔、缩松缺陷的位置,优化了通海阀铸件的浇注系统。研究了浇注温度、浇注时间、铸型预热温度等参数对铸件缩孔、缩松率的影响规律,结合正交试验方法优化出匹配的铸造工艺参数。研究结果表明,工艺参数对通海阀铸件缩孔率的影响程度从大到小依次是浇注时间、铸型预热温度、浇注温度。优化后的工艺参数分别为浇注温度1 200℃,浇注时间30 s,铸型预热温度35℃。通过在铸造缺陷较多的部位增大冒口尺寸,有效减少了缩孔、缩松铸造缺陷的产生。     

铝合金变速箱下壳低压铸造工艺数值模拟与优化

以某汽车铝合金变速箱下壳为研究对象,对其低压铸造工艺进行研究,通过ProCAST软件对两种浇注系统的充型、凝固及缩孔缩松情况进行模拟分析,并通过正交试验对低压铸造工艺参数进行优化。结果表明,浇注系统中采用4个内浇道较为合理,此工艺条件下,加压速度为0.0016MPa/s,浇注温度为710℃,铸型预热260℃时,铸件缩孔缩松缺陷最少,品质最佳。     

薄壁筒体铸件的熔模铸造数值模拟

运用Pro CAST铸造模拟软件对某铝合金薄壁筒体铸件的熔模铸造方案进行模拟优化。通过对两种浇注方式(顶注式和底注式)在充型和凝固过程中温度场的模拟,结果显示,在重力铸造条件下,两种浇注方式在筒壁加厚处、壁厚不均匀处,以及凸台处均易出现缩松缩孔缺陷,底注式较顶注式在壁厚不均匀处的缺陷少。选用底注式作为浇注方案,并改进浇注系统,优化浇注工艺参数,能够较好地避免上述缺陷的产生,提高了铸件质量。     

铝合金动圈骨架低压铸造工艺数值模拟研究

动圈骨架是电动振动台的核心构件，低压铸造因金属液平稳充型、顺序凝固，适合生产存在薄壁的铸件。基于ProCAST软件对ZL302铝合金动圈骨架进行低压铸造数值模拟，设置浇注温度为690～730℃,砂型预热温度为30～100℃,保压压力为23～33 kPa。采用正交试验研究浇注温度、砂型预热温度、保压压力对铝合金动圈骨架低压铸造成形的影响。结果表明，随着浇注温度升高，金属液充型效率提高，铸件的缩孔缩松率降低；砂型预热温度升高对金属液充型效率影响较小，但延长铸件凝固时间，有利于铸件补缩；低压铸造凝固过程中提高保压压力，有利于铸件补缩，铸件内部缩孔缩松体积由0.13 cm³降至0.11 cm³。实际生产过程中，在保证砂型强度的前提下，适当增加保压压力以减少缩孔、缩松缺陷。     

基于ProCast的K4169高温合金铸件离心铸造工艺数值模拟

利用ProCast数值模拟软件对K4169高温合金铸件立式离心铸造过程中金属熔体的充型过程和凝固过程进行了模拟研究,分析了离心转速对离心铸造充型过程的影响。结果表明,在离心铸造中,离心转速的选取要适中,转速越大,铸件的充填效果并不是越好;根据铸件缺陷的分析结果,对铸件采用顶注式浇注,铸件缩孔缩松缺陷都集中于顶部冒口和侧壁的暗包。     

基于Magma的桥壳浇注系统分析与优化

针对某型号桥壳在浇注过程中出现缩松、缩孔缺陷,采用MAGMA软件对铸件的浇注工艺进行了数值模拟,通过分析其在充型和凝固过程中的温度场、流场及缩松、缩孔分布图,提出了浇注系统的优化工艺,并对优化后的工艺能否有效消除铸件的缩松、缩孔缺陷进行了再分析。实验结果表明:使用底注式浇注工艺替换原先的中注式浇注工艺能有效地消除桥壳的缩松、缩孔缺陷,提高桥壳的合格率。     

球墨铸铁钻探机保护件熔模铸造工艺优化北大核心

保护件主要用于石油钻探机，起安全保护作用。以球墨铸铁保护件为研究对象，通过Pro/E和ProCAST相结合对该铸件原熔模铸造浇注过程进行数值模拟，找到产生缩孔、缩松等铸造缺陷的原因。改进浇注系统，并研究了浇注温度、充型速度、型壳预热温度对铸件质量的影响，通过分析获得最佳的工艺参数，铸件的浇注温度、充型速度、型壳预热温度分别为1 300℃、0.460 m/s、800℃。对经过优化后的结果进行数值仿真，发现铸件的缩孔率值大幅度降低，并通过实际铸造生产验证。     

球铁长叉件消失模铸造工艺研究及数值模拟

采用底注和顶注式消失模工艺铸造了球铁长叉件,并用ProCAST软件对两种工艺方案进行了充型和凝固过程的模拟。针对两种工艺产生严重缩孔、缩松的问题,改进后采用阶梯式浇注工艺,并对改进工艺过程进行了模拟,结果表明,阶梯式浇注工艺消除了铸件内部的缩孔、缩松缺陷。实际生产结果和模拟结果的对比证实了改进方案的可行性。     

汽车发动机连杆双金属熔模铸造工艺

研究了双金属裂解连杆的熔模铸造工艺,设计了侧注式浇注方案,并通过ProCAST软件对铸造过程进行模拟,利用正交试验法对工艺参数进行优化,并进行了裂解连杆的试制。研究表明,采用侧注式浇注系统,直浇道可以起到良好的补缩作用,仅在浇口杯和直浇道处产生少量缩松、缩孔,在浇注温度为1 600℃,型壳预热温度为1 200℃,裂解材料预热温度为500℃时,焙烧型壳后插入裂解材料,浇注得到两种材料结合良好的连杆铸件。     

阀盖精密铸造的充型和凝固模拟

应用ProCAST软件对QT500-7球墨铸铁阀盖精密铸造工艺进行数值模拟,研究其在充型、凝固以及冷却过程中的温度场、固相率、缩孔和缩松的变化。本文通过顺序凝固原则进行铸造工艺设计,采用顶注式浇注系统,采用内浇道直接补缩铸件厚大部位,浇注温度为1380℃。在此条件下,铸件快速平稳地充满型腔,未产生溅射、卷气、夹杂;铸件缩松缩孔缺陷得到改善,工艺出品率为78%。     

基于CAD/CAE技术的汽车涡轮增压器壳体快速铸造工艺研究

介绍了应用CAD\CAE技术设计涡轮增压器壳体快速铸造工艺的过程。使用Pro/E软件对铸件与浇注系统建立模型,应用ProCAST软件对快速铸造过程进行模拟,选择合理浇注方案,并使用正交试验法确定最佳工艺参数。结果表明:顶注三点式浇注方案为合理设计方案。在浇注温度1400℃、型壳温度1050℃条件下进行试浇验证,得到铸件无缩孔缩松缺陷,质量良好。     

铝合金缸盖重力铸造的数值模拟及工艺优化

利用Magmasoft数值模拟软件对某直列四缸铝合金缸盖的重力铸造的充型、凝固过程进行数值模拟分析。模拟结果显示,铸件靠近浇道一侧厚壁处易产生缩孔、缩松缺陷。根据分析结果,对重力铸造工艺进行优化设计,降低初始浇注温度并在缺陷部位增设了3根冷却管。优化后的模拟分析结果表明,该部位缩孔、缩松缺陷得到了明显的改善,达到了工艺优化的目的。     

基于ProCAST轴座砂型铸造数值模拟研究

根据企业铸造过程的原始工艺,利用三维ProCAST软件建立轴座铸件浇注系统模型,并对铸造充型和凝固过程进行模拟,观察温度场和流场的变化情况,预测铸造缺陷的位置。对模拟结果进行分析,并改进初始工艺方案。对优化后的不同方案进行模拟分析,结果表明,通过改变浇注位置,将底注式改为顶注式能使金属液有效充满型腔,且增加冷铁能有效地加快热节处金属液的冷却速度,从而减少缩孔、缩松等缺陷,提高铸件质量。利用振动铸造机对铸造过程施加振动,验证了多维振动有助于提高金属液的充型能力。     

铝镁合金金属型拉伸试样铸造工艺的优化

利用ProCAST数值模拟软件对充型和凝固过程进行模拟,并预测铸件缩孔缩松缺陷,对于研究铸造工艺对金属型铝镁合金铸件质量影响具有重要的指导意义。本文就拉伸试样铸件设计了侧式正弦浇道和竖式直浇道两种不同浇注工艺,并且在充型温度场、凝固时间以及缩孔缩松缺陷预测等方面进行了数值模拟分析和结果对比,最后选用了竖式直浇道工艺进行模具设计制造和铸造。铸造表明,模拟结果合理,竖式直浇道工艺可以进一步改进。     

蜗轮箱盖的数值模拟及铸造工艺优化

对铸铁件涡轮箱盖进行了铸造工艺设计.根据铸件形状的特点,设计了顶注式浇注系统和3个内浇道同时对铸件浇注.利用CAD软件建立铸件的三维模型,并用View Cast铸造模拟软件对铸件的凝固过程进行了数值模拟.模拟显示,在涡轮箱盖壁与壁的连接处会产生缩孔、缩松缺陷.根据数值模拟结果并结合理论分析,对铸造工艺方案进行工艺改进.通过去除胃口和增设冷铁的方法,增加圆形区域的冷却速度.结果表明,优化后的工艺有效地消除了缩松、缩孔缺陷,从而获得了合理的铸造工艺方案.     

大型铝合金薄壁件低压铸造工艺模拟

采用有限元模拟仿真软件结合正交实验方法,对铝合金汽车座椅骨架低压铸造工艺进行数值模拟,研究了低压铸造工艺参数对铸件缩松缩孔、充型及凝固规律的影响。模拟结果表明,当浇注温度为720℃、充型加压速率为920Pa／s及模具预热温度为380℃时为最佳工艺参数,铸件缩孔孔隙率最小,且成形质量最佳。     

270W型船用球铁活塞裙的铸造工艺研究

针对270W型船用球铁活塞裙毛坯的结构特点,采用了底注式浇注系统加上厚大部位放置发热保温冒口的铸造工艺方案,并利用MAGMASOFT数值模拟软件对该铸造工艺进行了分析和优化。结果表明,优化的底注式浇注系统充型平稳,能够有效避免活塞裙铸件形成缩松、缩孔缺陷,同时利于排气、集渣,消除了铸件表面缺陷。该工艺条件下铸件出品率为68%,铸件质量稳定,达到质量要求。     

低压铸造铝合金薄壁件成型压力因素模拟

采用有限元模拟仿真软件对铝合金汽车座椅骨架低压铸造工艺进行数值模拟,研究了低压铸造加压工艺中的充型压力、充型加压速率及增压压力对铸件缩松缩孔的影响.模拟结果表明:充型压力和充型加压速率的提高,有助于提高薄壁件的充型能力;对于特定的薄壁件,存在一个临界增压速率,使得缩松缩孔率最小.另外,随着增压压力的提高,缩松缩孔率减小.     

新型锡青铜合金阀体的数值模拟

采用原位生成纳米增强技术,可获得高性能的铸件。应用Pro CAST软件对新型锡青铜合金阀体的相关充型凝固过程进行模拟优化。根据材料特点及前期经验,采用雨淋式浇注系统。模拟结果分析发现在阀体侧法兰、底座以及支架顶部的颈圈等热节部位容易出现缩孔、缩松缺陷。经过优化设计,改进浇冒系统以及对浇注温度、浇注速度、型壳预热温度及离心转速等重要工艺参数进行分析研究,获得最佳参数组合,并模拟得到组织致密的目标铸件。     

铝合金湿式汽缸套离心铸造工艺设计

设计了铝合金湿式汽缸套的离心铸造工艺,借助ProCAST对铸造工艺进行模拟,以铸件缩孔缩松体积为评价指标,通过正交试验确定工艺参数对铸件缩孔缩松体积的影响。结果表明工艺参数对铸件缩孔缩松体积的影响大小顺序为:铸型温度浇注温度离心转速。离心转速1200 r/min、浇注温度710℃、铸型温度280℃为最优工艺参数,此参数下离心铸造加工汽缸套铸件表面质量良好,无明显缺陷,符合实际产品技术要求。