离心铸造钛合金熔体补缩过程渗流流动物理模拟

采用相似物理模拟法,研究了离心力场下钛合金熔体补缩过程中渗流流体体积的变化规律,并与大断面充型流动进行了对比.结果表明:随着补缩时间和旋转速度的增加,补缩过程中渗流流体体积增大;同时随着流体粘度和多孔介质孔眼数的减小,补缩过程中渗流流体体积也相应增大;当铸型顺时针旋转时,浇道左侧相对于右侧,先进行补缩渗流;补缩过程中渗流流动与大断面宏观充型流动相比,在相同时间内,渗流流体体积减少.     

钛合金离心精密铸造充型过程计算机模拟

建立了离心力场下铸造充型流动的数学模型 ,在自行研制的三维铸件充型 /凝固模拟软件 (CASM 3DforWin dows)基础上 ,研制开发了相应的离心力场铸造充型的计算机模拟软件。对钛合金薄壁铸件在重力场下及不同离心精密铸造工艺条件下的充型过程进行了实例模拟计算。计算结果表明 :在离心力场下金属液的薄壁充型能力比重力浇注强得多 ,而“拐头反充”式离心浇注方式是一种合理的离心力场下的铸造工艺方案     

离心铸造AZ91D镁合金熔体充型流动规律研究

采用数值模拟方法,借助AnyCasting软件模拟了镁合金离心力场下的充型流动过程,研究了立式离心力场下离心转速、浇注温度和模具预热温度对AZ91D镁合金熔体充型流动的影响。结果表明:随着离心旋转速度的增加,合金熔体的充型能力增强,浇不足的缺陷得到改善;实验过程中浇注温度和模具预热温度对合金熔体充型时间影响不明显;研究了镁合金的流动性,结果表明实验结果和模拟结果相吻合。     

离心铸造下微尺度充型流动的相似物理模拟(英文)

利用获得的相似准则,采用相似物理模拟方法,研究离心铸造过程中液态金属在微尺度空间内的充型流动规律。结果表明:在微尺度条件下,模拟流体优先充填横截面积最大的流道,当转速提高到964 r/min时,才会同时充填0.1 mm的微流道;在充型流动过程中,流体总能量保持不变,流体的自由液面是以转轴为圆心的规则圆弧面;充型速度随时间的增加而增大,迅速达到一个极值,然后随着时间的增加,变化逐渐趋于平缓,同时随着转速的增加充型速度达到峰值的时间也会极剧缩短。     

离心铸造磨球充型规律的研究

通过试验与分析计算，研究了离心铸造磨球的充型规律，结果表明，在离心铸造磨球的浇注过程中，金属液自浇口飞入磨球型腔，射在与铸型旋旋转方向相反的浇口的斜前方，且金属液射在型腔上的部位仅与铸型工艺尺寸等有关，而与铸型的转速无关。     

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．     

铸钢套筒离心铸造充型过程数值模拟

针对离心铸造铸钢套筒生产方法的工艺特点,对金属液体的流动、传热进行分析,考虑了向心加速度和科里奥利加速度,成功建立了描述这种铸造方法充型及凝固特性的数学模型.并利用数值模拟技术,在Visual C 6.0平台上,对铸钢套筒铸件的形成过程进行了可视化仿真.实际应用表明,可以达到验证现有方案,优化铸造工艺的目的.     

基于PTV的钛合金离心铸造物理模拟流速表征

针对钛合金立式离心铸造过程,结合粒子追踪测速技术(PTV),对相似钛合金流体充型速度进行定量表征。首先,基于物理模拟相似性原理,设计了试验模具,配置了常温相似流体;其次,进行了不同转速和浇注速度参数的物理模拟试验,并采用PTV方法获得粒子随流体运动的瞬态速度;最后分析了流体运动特征:示踪粒子会沿着与旋转速度相对的型腔壁面运动;低转速条件下适当提高离心转速和减小浇注速度有利于流体平稳充型。     

离心铸造充型及凝固过程数值模拟

采用数值模拟技术优化进而控制生产,使离心铸造科学化生产是离心铸造技术提高的关键.本文借助流体流动方程及传热方程建立并开发了离心铸造数值模拟模型及软件,为科学指导离心铸造生产提供了科学保障和有效手段.     

TiAl基合金排气阀离心铸造充型过程数值模拟的试验验证

TiAl基合金排气阀离心铸造充型过程较其它铸造过程的充型有很大的不同,它是在重力场、离心力场及科里奥利力场共同作用下完成的充型过程。本文通过对离心铸造充型过程的液体进行受力分析,依据描述流体流动行为的N-S方程及连铸性方程,建立了TiAl基合金排气阀离心铸造充型过程数值模拟模型,为研究TiAl基合金排气阀离心铸造充型过程及缺陷形成规律提供了新的研究方法,模拟结果和试验结果相吻合。     

离心铸造钛合金熔体补缩过程渗流流量及相似准则

对离心力场下钛合金熔体补缩过程中渗流流量公式进行理论推导,并对渗流流动机制进行分析,同时依据渗流流量公式和相似物理模拟理论,提出离心力场下物理模拟钛合金熔体补缩渗流流动时的相似准则.研究表明:离心力场下钛合金熔体补缩过程中的渗流流量公式,可根据雷诺数分为4个阶段进行推导:低速渗流、达西渗流、过渡区渗流以及高速区渗流,4个阶段的补缩渗流流量均随着旋转速度和离心半径的增加而增大,并且模拟流体粘度与钛合金熔体粘度之比为0.365.     

工艺参数对SL原型钛合金快速离心精铸充填率的影响

通过栅格试样浇注实验研究了工艺参数对基于SL原型钛合金立式离心快速精密铸造充填率的影响.试验结果表明,试样铸件厚度越大,离心半径越大,离心转速越高,铸件型壳的充填率越高.同时通过离心加速度综合分析了离心半径和离心转速对充型率的影响,当离心加速度大于某一临界值时,即可充填满不同厚度的试样,且试样越厚,充填满试样所需的临界离心加速度越小.     

离心场对钛合金铸造性能的影响

在立式离心场下和重力场下对石墨型钛合金铸件在铸造过程的充填及凝固情况进行研究.结果表明:在立式离心场下钛合金熔体的铸造性能好,其流动性和充填性得到很大改善;尤其对3 mm壁厚薄壁件,在重力场下由于充填阻力大于充填力,合金熔体无法完全充填铸型,而在离心场下可以实现全部充填,且最小壁厚可达到0.3 mm.此外,离心场下由于离心力和科氏力的共同作用,铸件的缺陷明显减少,且随铸型转速的增加而不断减小.     

立式离心场下钛合金熔体充填及凝固过程研究

研究立式离心场下不同铸造工艺参数对钛合金熔体的充填及凝固缺陷形成的影响。结果显示,立式离心场下得到的钛合金铸件质量优于重力场下的铸件。立式离心场下,合金熔体由于受离心力和科氏力的作用,沿着与旋转方向相对的型壁进行充填,且熔体的截面面积随充填长度的增加而逐渐减小,但是在内浇口处由于速度降低导致截面面积有所回升。此外,铸型的旋转方向,旋转半径及旋转速度直接影响铸件缺陷的形成。旋转方向直接影响合金熔体的充填顺序,进而影响合金熔体的凝固顺序及缺陷位置。实验结果显示,旋转半径及旋转速度的增加有利于减少铸件的缺陷体积。     

K4169合金离心铸管工艺模拟及试制研究

采用ProCAST软件对K4169合金的离心铸造工艺进行了模拟研究。通过分析浇注速度、铸型转速、浇注温度及铸型温度对离心铸管充型及凝固行为的影响,获得了外径56 mm/内径38 mm的K4169合金离心铸管最佳制备工艺参数。在此工艺参数条件下,K4169合金离心铸管可实现连续稳定充型,离心铸管壁厚差为0.2 mm,内表面疏松比例小于3%,且柱状晶平均宽度为1.7 mm。结合模拟结果对K4169合金离心铸管进行试制,所制备的离心铸管显微组织中柱状晶占比80%,且晶粒组织细小,因而离心铸管具有优异的高温塑性。