用模拟软件优化4G6系列气缸体的生产工艺

介绍了4G6系列气缸体的铸件结构,阐述了生产该铸件的熔炼、造型及制芯工艺,利用数值模拟软件,对阶梯式浇注系统和底注式浇注系统的充型模拟、速度矢量、速度大小、充型温度、下箱型砂温度及氧化夹渣进行分析,认为选择底注式浇注系统更为合理。后期通过生产验证发现,采用底注式浇注系统的4G63FF机型综合质量较采用阶梯式浇注系统的4G63FR机型高出5%。列举了通过模拟分析解决4G6系列气缸体几处典型气孔缺陷的案例,说明使用模拟软件可在一定程度上加快工艺改进进程,对于缩短新产品设计及量产周期具有重大意义。     

应用粒子图像测速技术建立铸造浇注过程水模拟充型液体自由表面速度场

采用粒子图像测速技术对平板类铸件浇注过程水模拟的充型自由表面速度场进行了测试分析。用气泡作为示踪粒子。对底注式、阶梯式和缝隙式浇注系统进行了水模拟研究，建立了底注武浇注系统液体充型过程的自由表面速度场。结果表明，所建立的自由表面速度场能定量地反映充型过程的液体自由表面状态。     

浇注系统设计的新启示

采用底注式平稳充型的方案来设计浇注系统，把液流在内浇道的出口速度作为限制瓶颈，它控制金属液在整个浇注系统的流动速度。在保证铸型充满的前提下，内浇道的充型速度最好限制在0.5m/s以内，以普通达铸铁精密铸造叶片为例，把传统的顶注式浇注系统和新的底注式浇注系统的结果进行比较，在充型过程中，采用X射线实时跟踪系统进行了观察，发现顶注式浇注系统充型紊乱，易造成夹杂，浇注的26个叶片中3处出现裂纹，30处出现夹杂缺陷，而采用底注式浇注系统，铸件充型平稳，没有裂纹，只有3处出现夹杂缺陷，优化效果明显。     

消失模铸造浇注系统的设计原则

介绍了消失模铸造浇注系统设计的原则及注意事项,利用数值模拟软件分析了消失模铸造充型过程中金属液和泡沫前沿的状态,强调了3种浇注系统以及泡塑模高度对型壁迁移的影响,提出了以下建议:对于圆筒形铸件,优先选用筒内双S形横内一体、中间直浇道的浇注系统,或者在外圆设置阶梯浇注系统;对于小件串铸和简单铸件,采用顶注式浇注系统,这样有利于避免温降难题,并且有利于减少C夹杂类冷隔缺陷;对于箱体类铸件,采用U形横浇道的阶梯式浇注系统,该浇注系统充型状态均衡度较高,金属液充型前沿的气隙区也较稳定。     

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。     

不同浇注方式对消失模铸造充型的影响

运用ProCAST软件研究了铝合金铸件的消失模铸造充型过程,考察了不同浇注方式对铸件消失模铸造过程的影响。研究表明,底注式浇注系统的充型相对平稳,是一种比较好的消失模铸造浇注系统方案。浇注系统、浇注速度和界面气隙压力对消失模铸造的充型有很大影响。     

大型铸件浇注系统的水力学模拟及计算机辅助设计

通过对底返式雨淋浇注系统充型过程的水利学模拟试验,测定了内浇口的流速、流量及压力等参数,对底注式浇注的流动特性和产生铸造缺陷的机理进行了探讨。在此基础上,建立了底返式雨淋浇注系统浇注过程的数学模型和底返式雨淋浇注系统计算机辅助设计程序。     

消失模铸钢件夹渣缺陷的形成机理分析

消失模铸钢件极易产生夹渣及气孔缺陷。分析了消失模铸钢件夹渣缺陷的来源、形态分布、易出现的部位。从钢水充型形态分析出发,分析了充型钢水的湍流状态及附壁效应对夹渣形成的影响。从热力学和动力学角度分析了消失模铸钢件夹渣缺陷形成及移动机理,提出了消失模铸钢件减少夹渣缺陷的途径和建议。     

发动机铝缸盖底注式铸造工艺研究

为解决采用传统顶注式铸造工艺生产发动机汽缸盖过程中存在的表面质量差,夹渣、气孔等铸造缺陷难以控制的问题,针对铝缸盖结构特点与技术要求,提出了一种新型的金属型底注式铸造工艺.确定了铝缸盖铸件在金属型重力铸造条件下的浇注系统,并采用水道与压缩空气联合冷却的方法,实现铸件自下而上顺序凝固,保证了金属液平稳充型、排气、积渣充分.经铸件质量的对比分析,表明该底注式铸造工艺设计合理、可行,生产的铸件表面品质好,气孔、渣孔等缺陷少,缸盖品质有显著提高.     

铝合金正时罩盖压铸模浇注系统优化设计

针对铝合金正时罩盖进行铸件结构分析,设计了两种不同方向进料的浇注系统方案,运用Anycasting铸造模拟软件对两种方案的充型过程进行模拟。通过观察两种方案的充型流态、表面缺陷分布位置,预测金属液流动过程产生的气孔、氧化夹渣等缺陷。对比分析各方案中缺陷对铸件各功能区域的影响及严重程度,筛选出最优方案,并根据模拟结果优化最终浇注系统方案,满足铸件质量要求。     

3 D SIMULATION OF FLUID FLOW IN LOST FOAM PROCESS

１ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＤｕｒｉｎｇｔｈｅｆｉｌｉｎｇｐｒｏｃｅｓｉｎｌｏｓｔｆｏａｍｐｒｏｃｅｓ,ｔｈｅｖｅｌｏｃｉｔｙａｎｄｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｎｍｏｌｔｅｎｍｅｔａｌａｒｅｄｉｆｅｒｅｎｔｆｒｏｍｔｈｏｓ...     

煤矿运输机上联接板铸件的工艺设计

针对煤矿运输机上联接板的结构特点及其技术要求,设计了铸件分型面、浇注系统、胃口及冷铁和熔炼参数.对铸件的浇注结果进行了分析,根据披缝厚度重新计算了浇注系统,采用断面渐变的浇道控制内浇口铁水流速,使铸件夹渣缺陷明显减少.试制的上联接板铸件通过顾客水压和加工验证,可批量稳定生产.     

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.     

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.     

铰链梁铸造缺陷分析及对策

分析了HTDS-034DM压机铰链梁的生产工艺及主要铸造缺陷，提出了其铸造生产的改进措施。结果表明：采用底注开放式浇注系统，加大浇口面积以提高浇注速度，大砂芯内填充草绳以增加砂芯的退让性，开设好内砂芯的排气系统，做好铸型表面涂料的涂刷及烘干，熔炼质量合格的钢水以及合适的浇注温度是生产合格铰链梁铸件的关键。     

解决气压保温浇包浇注制动鼓铸件的粘砂缺陷

用气压保温浇包浇注的制动鼓铸件容易出现粘砂缺陷。介绍了制动鼓铸件的生产情况,从金属液静压力头、浇注速度、浇注温度和型内气体等方面分析了用气压保温浇包浇注的铸件易产生粘砂的原因。通过改进浇注系统各单元断面比例和排气方式,减缓铁水充型速度,减小型内动压力,解决了制动鼓的粘砂问题,使铸件的废品损失明显减少。     

1.2738大型塑料模具钢抛光麻点缺陷分析

通过分析存在抛光麻点问题的大型汽车模具,确定为钢中夹杂物的影响,利用扫描电镜确定了夹杂物成分及具体来源,通过氩气保护浇注系统优化,有效防止了浇注过程钢液的二次氧化.通过模内充氩优化,降低了浇注系统内氧含量,以上工艺措施有效地控制了钢中夹杂物水平.     

负压消失模铸造铸铁合金液充填性能及影响因素

研究了模样材料、负压度、浇注温度、浇注系统尺寸等对消失模铸造中铸铁合金液充填性能的影响，提出了改善铸铁合金液充填能力的途径。