运用均衡凝固理论设计液压机上横梁底雨淋式浇注系统

400 t液压机上横梁,材质HT200,铸件重4 670 kg,主要壁厚55 mm,轮廓尺寸1 818 mm×1 262 mm×730 mm,普通粘土砂手工造型,干型、干芯。运用大孔出流理论设计底雨淋式浇注系统,直浇道直径φ85 mm,位于55/65 mm×52 mm横浇道中间,两侧横浇道上均布12 mm×60 mm、长40 mm底雨淋内浇道共14只。用均衡凝固收缩模数法核算浇注系统当冒口的补缩能力。生产结果表明,铸件没有气孔、夹砂、夹渣、收缩等铸造缺陷,铸件品质稳定。实测浇注时间平均92 s,与计算值偏差1%,工艺出品率94%。生产实践证明,采用大孔出流理论设计浇注系统,用均衡凝固收缩模数法校核浇注系统的补缩功能,可以满足铸件充型和补缩要求,具有实用价值。     

C0632台式车床床身铸铁件浇注与补缩一体化设计

C0632台式车床床身长1631 mm,宽223 mm,高315 mm,最小壁厚10 mm,最大壁厚35 mm,铸件重190 kg,材质HT200,粘土砂手工造型。为了防止铸造缺陷,选择底注式浇注系统,将导轨面向下,用大孔出流理论设计浇注系统,用均衡凝固模数法校核浇注系统的补缩能力。计算结果为：直浇道φ38 mm,梯形横浇道26/36 mm×30 mm,2个内浇道24/28 mm×27 mm。批量生产240台,铸件加工后没有铸造缺陷,满足技术要求。表明采用大孔出流理论设计浇注系统,均衡凝固模数法校核补缩能力的方法可以满足生产。     

轮形铸铁件补缩式雨淋浇注系统的设计

采用上雨淋浇注系统生产轮形铸铁件,将直浇道、横浇道当冒口,内浇道(雨淋孔)当冒口颈,采用均衡凝固收缩模数法设计其尺寸,浇口兼作冒口,完成充填与补缩双重作用.对材质为HT250,轮廓尺寸φ600 mm×601 mm,轮缘厚61 mm,轮毂厚71 mm,轮辐厚50 mm,重920 kg的BA36050皮带轮,采用直浇道φ50 mm,横浇道50/60 mm×55 mm,内浇道(雨淋孔)φ20 mm(5只)的浇注系统.经批量生产验证,铸件无铸造缺陷,达到技术要求,工艺出品率97%,成品率大于97%.     

运用均衡凝固模数法设计铸铁箱体补缩式浇注系统

轧环机下箱体,材质HT 250,重9 500 kg,轮廓尺寸4 100 mm×2 500 mm×577 mm,干砂型,冲天炉熔炼.运用均衡凝固模数法设计补缩式顶注雨淋浇注系统,以大孔出流作充填校核.采用2个浇包同时浇注,2套独立对称的浇注系统,设计结果为:直浇道φ80 mm,横浇道56/60 mm×50 mm,18只内浇道φ18 mm,浇注温度1 320～1 380 ℃.浇注出的铸件形状完整,机加后没有缩孔、缩松、夹渣、气孔等缺陷,工艺出品率93%.表明均衡凝固模数法设计补缩式浇注系统是实用的.     

球铁油缸浇注系统补缩无冒口工艺设计

球铁油缸,材质QT500-7,铸件重101 kg,外径φ270 mm,内径φ220 mm,壁厚25 mm,高750 mm,一端球面封口。采用立浇工艺,封口向上。原工艺为阶梯浇注系统,在铸件上部安放1个φ120 mm×200 mm冒口,因冒口下缩孔、浇口引入处缩松,缸壁气孔、夹渣,渗漏废品率54%。为了消除铸造缺陷,新工艺根据均衡凝固原理,采用以顶注为主的浇注系统补缩无冒口工艺,用收缩模数法设计直浇道、横浇道、内浇道尺寸,经批量生产验证,消除了缩孔、缩松、气孔、夹渣缺陷。机加工后经250 MPa×5 min水压试验无渗漏。工艺出品率从77%提高到88%。表明采用收缩模数法计算浇注系统尺寸,用浇注系统补缩的无冒口工艺是可靠的。     

运用均衡凝固模数法设计铸铁箱体补缩式浇注系统运用均衡凝固模数法设计铸铁箱体补缩式浇注系统

轧环机下箱体，材质HT250，重9500kg，轮廓尺寸4100mm×2500mm×577mm，干砂型，冲天炉熔炼。运用均衡凝固模数法设计补缩式顶注雨淋浇注系统，以大孔出流作充填校核。采用2个浇包同时浇注，2套独立对称的浇注系统，设计结果为：直浇道φ80mm，横浇道56／60mm×50mm，18只内浇道φ18mm，浇注温度1320-1380℃。浇注出的铸件形状完整，机加后没有缩孔、缩松、夹渣、气孔等缺陷，工艺出品率93％。表明均衡凝固模数法设计补缩式浇注系统是实用的。     

浇注系统和冒口联合补缩消除球铁镶圈铸件缩孔缺陷

锻压机用球铁镶圈铸件,牌号QT450-10,外径φ2 364mm,内径φ2020mm,厚120mm,重995kg。为了防止铸件产生铸造缺陷,运用均衡凝固理论,采用顶注、内浇道分散引入、浇注系统和冒口联合补缩工艺。直浇道φ80mm;双向梯形横浇道,上底35mm,下底45mm,高50mm;内浇道宽50mm,厚8mm,长10mm,共24只。在浇注系统的对面安放侧冒口1只,直径φ180mm,高350mm;冒口颈宽220mm,厚20mm,长10mm,用于溢流和补缩。经批量生产验证,铸件内无缩孔、缩松缺陷,上表面无渣孔、气孔缺陷,工艺出品率81%。实际证明：采用均衡凝固理论设计球铁圈形铸件的补缩系统是可靠的。     

运用大孔出流理论设计滚筒铸铁件顶雨淋浇注系统

梳棉机用锡林滚筒,材质HT200,轮廓尺寸φ1 318 mm×1 150 mm,壁厚22 mm,铸件重1260 kg,表干砂型。内外表面加工。为了防止铸造缺陷,运用大孔出流理论设计顶雨淋浇注系统;用收缩模数法校核浇注系统当冒口的补缩能力。设计结果：1只直浇道φ70 mm,圆环形横浇道截面50/60 mm×50 mm。批量生产表明：铸件没有气孔,夹渣及缩孔等缺陷,工艺出品率94%。实践证明：采用大孔出流理论设计浇注系统,收缩模数法校核其补缩能力,实现浇注系统当冒口的工艺是可靠的。     

耐热球铁深入煤斗铸件浇口冒口工艺设计

箱体类耐热球铁深入煤斗铸件,轮廓尺寸1 920 mm×890 mm×330 mm,璧厚25 mm,材质RQTSi-5.5,重740 kg。粘土砂干型,内腔顶面分型,铸件主要在下型,浇注系统座在芯头上。采用大孔出流理论进行充填设计:1只直浇道φ69 mm,位于横浇道中间,横浇道截面44 mm/54 mm×56 mm,6只内浇道110 mm/130 mm×6 mm。在浇注系统对面设2只溢流补缩耳冒口。用均衡凝固收缩模数法设计计算冒口,直径70 mm,高100 mm。批量生产,生产结果,没有工艺缺陷,生产稳定可靠,工艺出品率93.7%。证明采用大孔出流设计浇注系统,均衡凝固收缩模数法设计耐热球铁箱体类铸件的补缩系统是可靠的。     

球铁滑轨铸件浇注系统和冒口联合补缩工艺设计

滑轨铸件材质QT450-10,重3 020 kg,轮廓尺寸为长5 800 mm,宽550 mm,高180 mm,热节截面尺寸为180 mm×165 mm。为了防止铸件产生铸造缺陷,采用均衡凝固技术,浇注系统和冒口联合补缩工艺,沿长度方向开设10个内浇道,在浇注系统的对面一侧安置4个补缩-溢流冒口。用收缩模数法设计浇冒口尺寸:1个浇口盆,2个直浇道φ56 mm,双向横浇道44/56 mm×80 mm,内浇道40 mm×10 mm。冒口尺寸φ105/φ200 mm×160 mm,冒口颈厚15 mm,宽200 mm,长20 mm。用此工艺连续生产76件,总重230 t,铸件加工后,没有缩孔、缩松、气孔、渣孔缺陷,全部合格。证明采用均衡凝固工艺生产大型球铁铸件是可靠的。     

运用均衡凝固技术解决压缩机缸体缩孔缩松

利用均衡凝固技术，将大型活塞式压缩机气缸体的原底注工艺改为项注雨淋工艺，并采用冷铁等措施，使项注雨淋方式的下低上高的温度场分布趋势得到明显的加强，改变了先中间后两头的凝固顺序，缸体从总体上形成了从下往上的有利于补缩的凝固顺序，从而有效解决了压缩机缸体缩孔缩松缺陷。数值模拟结果和实际生产结果验证了工艺改进的正确性，而且废品率由原来的10％降低为5％，工艺出品率由原来的75％提高到85％～90％，效果显著。     

抽油机曲柄铸铁件浇注系统当冒口的工艺设计

14型抽油机曲柄,材质HT200,轮廓尺寸3 162 mm×690 mm×250 mm,主要壁厚160 mm,两侧均布铸齿,铸件重1 982 kg,要求组织致密,不允许有缩孔、缩松、气孔、冷隔等缺陷.干砂型,冲天炉熔炼.为了防止铸造缺陷,用大孔出流理论设计顶注式浇注系统,用收缩模数法校核浇注系统当冒口的补缩能力.在曲柄的一端开设4只30/22 mm×52 mm梯形内浇道,56/68 mm×73 mm梯形横浇道位于上箱,在横浇道中间设置Ф60 mm直浇道,在铸件顶面设置12 mm×60 mm扁出气孔6只.在连接孔处安放半圆形冷铁.批量生产60余件,铸件没有冷隔、浇不足、气孔、缩孔和缩松缺陷,工艺出品率97.7%,表明工艺实用、可靠.     

前叉下管铸件的铸造工艺设计

介绍了前叉下管铸件的结构及技术要求,详细阐述了其铸造工艺设计:采取垂直分型,膨润土湿型砂造型;采用底注式浇注系统,圆锥形直浇道的截面面积为972 mm2,横浇道与直浇道、内浇道相连接,横浇道为截面积1 200 mm2的标准梯形浇道,内浇道的截面面积为420mm2,选用六角形浇口杯,浇注速度为8.12kg/s,浇注时间为5s,浇注温度为1580℃;采用12个尺寸为30mm×60mm×75mm的冷铁,选用腰形暗冒口,尺寸为a=50 mm,b=100 mm,h=100 mm;选择扁形出气孔。模拟结果显示,整个铸件未发现有缩孔、缩松等铸造缺陷,而且工艺出品率也达到了76.53%。     

Modelling of air entrainment during pouring of metal castings

Air entrainment during mould filling is major source of oxide inclusions in metal castings. A model is developed to predict the location and rate of air entrainment as part of a standard mould filling simulation. The local air entrainment rate is calculated as a function of the turbulent kinetic energy and the magnitude of the normal velocity gradient of the liquid metal at the liquid–air interface. The model is validated through comparisons with experimental air entrainment measurements for a plunging water jet. It is then applied to study the effect of gating system design and pouring parameters on air entrainment in steel casting. Air entrainment is found to be reduced for a metal stream from the ladle that is centred above the pouring cup or the use of an offset step pouring basin, low head heights, high flow rates, a pressurised gating system and bottom ingates.     

汽车支架的计算机辅助铸造工艺设计及模拟优化

以某球铁板形铸件为研究对象,用DISA线垂直分型的浇注系统设计方法设计了铸件的浇注系统,运用均衡凝固理论设计了铸件冒口,用数值模拟方法对设计工艺进行了反复的对比优化,并实际浇注铸件进行了验证。研究表明:用均衡凝固理论设计冒口时,不能只局限于用几何结构来划分结构分体,还要根据壁厚差的情况才能划分出合理的结构体;底注式浇注系统并非总是最为平稳的浇注系统;用均衡凝固理论结合数值模拟方法优化了汽车支架的铸造工艺。     

消失模铸造浇注系统的选择

通过比较,找出了顶注、侧注、底注法各自的优缺点,从而认定,对内在质量要求严格的中小件宜采用顶注,对结构复杂的大而薄的铸件宜采用底注,下1/3处侧注及阶梯浇注系统是适用性最广、应用最多的浇注方式。通过生产实例进行了说明。     

门框底衬铸钢件的铸造工艺设计及数值模拟

运用传统方法设计了门框底衬铸钢件的铸造工艺:包括分型面、浇注位置的选择、铸造工艺参数的确定以及浇注系统、冒口、冷铁的设计.根据铸件形状较复杂的特点,设计了两个内浇道;将铸件划分为4个补缩区域进行补缩,并配合冷铁来实现铸件的顺序凝固.用Pro/E软件建立了铸件的三维模型,采用ViewCast铸造模拟软件对铸件的凝固过程进行了模拟计算.模拟结果显示,在门框底衬凸台处会产生缩孔、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了优化.通过改进工艺,最大程度地消除了铸造缺陷,从而获得了合理的铸造工艺方案.     

链轮球铁件缩孔、缩松的改进措施

对球铁链轮铸件缩孔、缩松的形成机理进行了分析研究,提出了提高砂型紧实度、控制碳当量在4.4%～4.6%之间、控制浇注温度在1350～1380℃之间、采用均衡凝固技术设置雨淋式浇注系统、压边冒口和冷铁等措施。经实际生产的验证,基本上消除了缩孔、缩松缺陷。     

Characteristics and influence factors of mold filling process in permanent mold with a slot gating system

The main problems caused by improper gating are entrained aluminum oxide films and entrapped gas. In this study, the slot gating system is employed to improve mold filling behavior and therefore, to improve the quality of aluminum castings produced in permanent molds. An equipment as well as operation procedures for real-time X-ray radiography of molten aluminum flowing into permanent molds have been developed. Graphite molds transparent to X-rays are utilized which make it possible to observe the flow pattern through a number of vertically oriented gating systems. The investigation discovers that there are many influencing factors on the mold filling process. This paper focuses its research on some of the factors, such as the dimensions of the vertical riser and slot thickness, as well as roughness of the coating layer. The results indicate that molten metal can smoothly fill into casting cavity with a proper slot gating system. A bigger vertical riser, proper slot thickness and rougher coating can provide not only a better mold filling pattern, but also hot melt into the top of the cavity. A proper temperature gradient is obtainable, higher at the bottom and lower at the top of the casting cavity, which is in favor of feeding during casting solidification.