钛合金异形薄壁壳体铸造工艺数值模拟及优化

为解决钛合金精密铸造产品合格率低、试验优化周期长的问题,以某钛合金异形薄壁件为研究对象,采用逆向工程手段优化浇注系统设计。结合ProCAST有限元分析软件确定铸件缺陷分布位置,依据铸件缩松分布情况对铸造方案进行迭代优化,解决铸件承力板区域缩孔问题。根据优化结果进行生产验证,结果表明,钛合金铸件采用真空熔模铸造方案,铸件上、下端分别设置3处浇/冒口时,模拟结果显示铸件凝固过程整体温度分布合理,铸件中的缩孔均被优化剔除。该工艺方案可行性高,试制件无损检测结果与数值模拟结果吻合度高,铸件成形质量、冶金质量均达到预期效果。     

舰船用大功率柴油机气缸套离心铸造工艺优化

采用ProCAST对K4169高温合金气缸套离心铸造过程进行相关模拟研究,分析浇注温度、离心转速、铸型温度等工艺参数变化对铸件凝固过程温度场及液面分布情况的影响,对铸造过程会产生的疏松缩孔等组织缺陷进行预测,计算模拟出模具外径56 mm、内径38 mm、长度500 mm的K4169离心铸管的最佳离心铸造工艺参数。采用此工艺参数能够明显改善离心铸造铸件凝固过程中的疏松缩孔等冶金缺陷,提高产品质量。     

钛合金异形薄壁壳体铸造工艺数值模拟及优化

为解决钛合金精密铸造产品合格率低、试验优化周期长的问题,以某钛合金异形薄壁件为研究对象,采用逆向工程手段优化浇注系统设计。结合ProCAST有限元分析软件确定铸件缺陷分布位置,依据铸件缩松分布情况对铸造方案进行迭代优化,解决铸件承力板区域缩孔问题。根据优化结果进行生产验证,结果表明,钛合金铸件采用真空熔模铸造方案,铸件上、下端分别设置3处浇/冒口时,模拟结果显示铸件凝固过程整体温度分布合理,铸件中的缩孔均被优化剔除。该工艺方案可行性高,试制件无损检测结果与数值模拟结果吻合度高,铸件成形质量、冶金质量均达到预期效果。     

CAE数值模拟在铸钢车轮件铸造中的应用

应用华铸CAE铸造工艺分析软件对铸件凝固过程进行数值模拟,通过计算机直接观察其充型与凝固过程,预测铸造缺陷的部位及其大小,根据缺陷优化调整工艺,制定出最佳工艺方案,生产出合格的铸件。     

长筒形铝合金铸件铸造工艺模拟仿真及工艺优化

某长筒形铝合金件最大直径为210mm,高度为1080mm,最大壁厚为50mm,最小壁厚为20mm,筒壁常出现缩松缺陷,利用芸峰CAE软件对该铸件铸造过程模拟仿真,分析了原始工艺凝固过程产生缩松的原因,据此对铸造工艺进行优化,并在生产中应用.结果表明,在立浇的条件下,采用缝隙式浇注系统并设置冷铁及冒口,能有效解决此长筒形...     

铸造模拟对几种典型铸件的工艺改进

利用Anycasting分析软件对铸造行业中几种典型铸件进行充型凝固耦合分析,通过实践经验证明了铸造模拟仿真技术在铸造过程中对工艺方案的改进及成本的降低所起的积极作用。     

凝固过程数值模拟技术在铸钢轧辊中的应用

本文介绍了铸造过程模拟优化CASTsoft系统,并对铸钢轧辊凝固过程中的温度场和应力场进行了模拟计算,对铸件整个凝固、冷却过程中的热裂、冷裂倾向性进行预测。温度场计算表明轧辊凝固过程中补缩通道发生变化。轧辊应力场模拟包括铸件凝固、冷却及落砂后冷却整个过程。以凝固过程中准固相区的等效应力与强度的比值分布规律为依据,对该铸件的缩孔、缩松区域进行了预测,给出了危险区的位置。通过对模拟结果与实际铸钢轧辊检测数据对比,进一步优化了铸造工艺,提升了收得率。     

基于数值模拟的某皮带轮缺陷分析

本文针对现有皮带轮铸件的槽底处出现气孔等缺陷,通过采用铸造模拟分析软件对皮带轮的充型过程和凝固过程进行数值模拟,根据数值模拟结果对皮带轮进行缺陷分析。研究发现,皮带轮的充型过程不连续,皮带轮槽根部和槽表面均没有缩孔缩松缺陷存在,而在其中部存在缩孔缩松缺陷;皮带轮铸件槽底的周围形成气孔缺陷。研究表明,模拟分析结果与实际生产情况十分吻合,验证了数值模拟的可靠性,为工艺优化提供了依据。     

7075铝合金流变压铸数值模拟及实验研究

7075铝合金强度接近钢铁,被认为是实现以铝代钢的首选材料,在汽车轻量化中发挥的作用越来越大。但是该合金铸造过程极易产生组织与成分不均匀等缺陷,采用普通铸造方法很难成形完好的铸件。开展了7075铝合金螺旋电磁搅拌制浆及流变压铸成形工艺研究,实现短流程和低成本。采用数值模拟和试验研究相结合的方法,首先采用Magmasoft软件对7075铝合金汽车连杆铸件的充型和凝固过程进行模拟优化,在此基础上进行了流变压铸试验研究。研究结果表明现有的计算模型能够很好地反映7075合金在不同压铸参数条件下的充型和凝固过程,压射速度3 m·s-1、模具温度150℃时可以获得无缺陷的铸件;用优化后的工艺参数进行7075铝合金连杆件流变压铸和普通压铸试验结果对比分析:流变压铸件显微组织细小均匀,平均晶粒尺寸为34μm;普通压铸件显微组织粗大不均匀,平均晶粒尺寸为59μm;与普通压铸件相比,流变压铸件合金元素(Zn,Mg,Cu)的成分偏析小,布氏硬度提高HB 19。     

水平轴离心铸造套筒凝固过程温度场数值计算

本文通过分析水平轴离心铸造长／径比小于５的圆筒型铸件的凝固过程，建立了表征铸件凝固过程的二维传热模型，并采用交替隐式差分的方法对离心铸造４５＾＃碳钢单材质套筒凝固过程温度场进行了数值计算。结果表明：套筒凝固过程表现为沿径向从靠近模具有铸件外表面层向内表面层、轴向从靠近端盖的铸件层向套筒长度中心部位顺序凝固的特点。模具初温对铸件的凝固速度也有重要的影响。提出减少套筒内表面形成的型腔对外界冷空气的卷吸     

基于数值模拟及3D打印的铁路货车闸瓦托工艺技术研究

在传统熔模铸造的基础上,开展了基于ProCAST及3D打印技术的快速铸造技术研究.以ProCAST为数值模拟平台,对闸瓦托充型、凝固过程的流场、温度场进行了模拟,选出最优方案;利用3D打印技术,完成了闸瓦托3D模型打印,消除了模具制造环节.结果表明,数值模拟技术、3D打印技术与传统的熔模铸造技术相结合,可将铸件试制周期缩短三分之一以上,并有效提高产品经济效益.     

大型异形铝铸件的铸造工艺研究

大型铝铸件,按其形状可分为常见形状铝铸件和异常形状铝铸件,前者的铸造工艺规律性较强,笔者在《大型常形铝铸件的铸造工艺研究》一文中已进行了较详细的讨论并给出了较为成熟的铸造工艺模式。而异常形状铝铸件的铸造工艺难度则更大一些,常需依赖于丰富的生产实践经验及借助于计算机凝固模拟分析技术。笔者对二十多年来所做的管体、轮毂、支腿垫块、螺旋桨等典型产品较为成熟的铸造工艺进行介绍。本文旨在通过对典型产品的工艺案例进行分析,探讨对大型异常形状铝铸件的铸造工艺设计方法。     

铸件凝固进程的数值模拟

科学预测表明:铸造工艺CAD是凝固充填数值模拟发展的必然结果。今后一个时期内,CAD将成为铸造生产中强有力的技术竞争工具。本文用数值计算方法模拟计算铸件的动态温度场;采用临界固相率(fs=66％)来预测铸件缩孔缩松的大小和位置;用高级BSICA状态下的图象显示功能,以不同的颜色表示各单元的固相率变化,较逼真地反映了铸件的凝固过程和缺陷产生的情况。     

定锥衬板铸件的凝固数值模似

以某厂的定锥衬板铸件为例,系统介绍计算机凝固数值模拟的基本原理和方法.通过对定锥衬板原工艺方案的凝固过程温度场的数值模拟,预测其可能产生的缩孔、缩松缺陷及位置,然后提出铸件的改进工艺方案,再进行模拟计算、预测,得到较为满意的结果.     

铜合金异常形状厚壁铸件的铸造工艺研究

铜合金厚壁铸件根据其形状可分为常见形状厚壁铸件和异常形状厚壁铸件，常见形状厚壁铸件的铸造工艺规律性较强．笔者在《铜合金常见形状厚壁铸件的铸造工艺研究》一文中已进行了较详细的讨论并给出了较为成熟的铸造工艺。而异常形状厚壁铸件较之常见形状厚壁铸件的铸造工艺难度则更大一些，常需依赖于丰富的生产实践经验及借助于计算机凝固模拟分析技术。本文对近几年做的锲块、壳体与支座、夹层线圈、T形宽板、π形电极座、L形过渡板等典型产品进行介绍，并给出了较为成熟的工艺方案。本文旨在通过对典型产品的案例分析．探讨对异常形状厚壁铸件的铸造工艺设计方法。     

优化铝合金铸造工艺的策略研究

双金属复合材料是国家新材料发展规划的优先项目,铸造是金属由高温液态到固态的材料成型过程,铝合金铸件在工业领域应用广泛,国内铸造铝合金主要采用低压及重力铸造,低压铸造工艺因成品率高得到广泛应用,但低压铸造铝合金铸件存在缩孔缺陷影响使用寿命。铝合金铸件生产中产生各种缺陷,铸造铝合金在铸态时组织较差性能较低,Al-Cu系合金凝固温度区间较宽容易产生热裂纹,需要研究优化铝合金铸造工艺技术,有效提升铸造生产水平保证产品质量。     

基于ProCAST的铸钢轧辊铸造工艺模拟

采用有限元软件ProCAST对铸钢轧辊铸造工艺进行了模拟,通过分析其凝固过程的温度场情况,优化了铸造工艺,最终获得了合理的产品生产工艺,在工艺设计方面起到了重要的理论指导作用,减少了生产试制次数,降低经济成本,保证产品质量。     

复杂薄壁高强耐热镁合金铸件铸造工艺研究

随着航天器制造技术轻量化的发展,镁合金的应用范围不断扩大,高强耐热镁合金作为高性能镁合金的代表,可以满足航天器轻量化的需求。本文通过对某型号复杂薄壁高强耐热镁合金铸件进行铸造工艺设计,对生产过程中铸件产生的缺陷进行分析并优化铸造工艺,优化后的铸件经荧光及X光检测合格。研究表明,铸件内外部冷速差是导致铸件产生裂纹的主要原因。铸件合格后对铸件本体进行T6热处理,结果表明本体的高低温力学性能优异,可以满足减重、高强耐热的需求。     

基于ProCAST的V型辊铸造过程模拟及工艺优化

针对铸造V型辊在加工过程中经常出现缩孔缺陷这一现象,采用铸造工艺模拟软件ProCAST对V型辊铸造模样的凝固过程进行模拟,预测了铸造缺陷产生的区域并分析了原因,得出改善V型辊的浇注方式、冒口等铸造工艺,可以有效解决缩孔问题,优化了铸造工艺,对生产提供了有效的指导方法.     

球墨铸铁件的凝固数值模拟

采用直接差分法对典型球铁件曲轴凝固过程中的温度场和体积变化进行了数值模拟。模拟计算中发现铸件内某处先于冒口颈凝固,并把整个铸件分成若干个互不连通的区域,进而提出对其凝固过程体积变化分区计算的方法。模拟中考虑了共晶前期的温度回升及二次收缩等球墨铸铁件的特有现象。以凝固过程中铸件的体积变化作为判断是否产生收缩缺陷的参数,并根据温度场判断收缩缺陷的位置。模拟计算结果与实际生产验证基本相符。利用球铁铸件凝固过程的计算机模拟,为优化球铁铸件的生产工艺,生产出致密无收缩缺陷的合格产品提供了科学依据。