基于SL原型快速精铸钛型壳制备的工艺研究

用SL原型代替熔模铸造中的蜡模进行钛的精密铸造,省去复杂的工装及模具,提高制造速度,降低制造成本,尤其在新产品试制,少量多品种,具有自由曲面的中小型铸件方面有很好的应用前景.研究基于SL原型的快速精铸钛型壳的制备时耐火材料与粘结剂的选择、型壳制备工艺,确定型壳制作过程中的浆料配制、焙烧工艺参数,获得不开裂、不分层、不黑壳的高精度无缺陷的钛精铸型壳.     

基于SL原型的快速精铸氧化物陶瓷型壳制备工艺研究

在基于SL原型的快速精铸氧化物陶瓷型壳制备工艺中,型壳的焙烧常常出现开裂现象.通过对型壳焙烧过程机理的分析,找到解决型壳焙烧开裂的方法.通过对树脂与型壳热膨胀特性的试验测定与分析,确定出制备氧化锆型壳的工艺.     

基于SL原型钛合金精铸工艺规程的确定

1基于SL原型钛合金精铸设备ZG JL0.01-40-4LA型真空感应电炉是锦州电炉公司制造的,相关参数如下:额定功率:40kW;极限真空度:6.7×10-2Pa;额定频率:4000H z;冷却水流量:2m3/h;额定温度:1800℃;离心机额定转速:600r/m in。ZG JL0.01-40-4LA型真空感应离心浇注炉由冷却系统、真空系统、熔炼浇注系统和电源四大部分组成,如图1所示。2工艺规程基于SL原型精铸工艺规程见图2所示。2.1铸型准备依据CA D建模数据,用西安交通大学先进制造技术研究所的快速成型机制造出SL原型,用醋酸锆作粘结剂、不同目数的ZrO2(CaO稳定)砂制成陶瓷浆犤1犦,…     

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.     

钛合金油分离器的离心铸造

介绍了离心铸造钛合金油分离器的工艺，分析了铸件产生缩孔缺陷的原因，提出了解决该铸件质量问题的有效技术措施。     

立式离心铸造熔体充填量的研究与模拟

通过受力分析，建立了立式离心铸造钛合金熔体充填流动的数学模型，以及相应的数值模拟模型；通过水力学试验模拟进行验证，与试验结果的良好符合，证明了数学模型的正确性及数值模拟结果的准确性。理论分析和试验结果表明，充填量随充填时间和离心转速的增加而增加，但是过高的转速却会导致型腔中熔体充填量的下降。     

钛合金叶轮石墨型离心铸造工艺优化

介绍了某化工设备上使用的钛合金叶轮铸件石墨型铸造工艺。分析了铸件产生气孔和叶片位置偏移等缺陷的原因。通过增加加工余量、提高离心转速和优化石墨型工艺,即加工余量由原来的5mm增至15mm、离心转速由120r/min提高至200r/min并制作划线工装,消除了铸件缺陷,最终获得了合格的钛合金叶轮。     

基于SLA原型快速精铸复合型壳制备的工艺

提出了一套新的复合陶瓷型精密铸造工艺:利用RP技术制作树脂原型,然后采用熔模铸造制作两层面层型壳,并对其型壳背层灌注陶瓷浆料;在灌浆后立即进行喷烧,并将喷烧的型壳于300℃下保温30min,立即升温至900℃焙烧1 h,即可获得不开裂、不分层、不黑壳的高精度无缺陷的精铸型壳.试验结果表明,该工艺不但有效解决了SLA原型在焙烧时容易胀破型壳的问题,还提高了型壳制造速度,降低了制作成本;尤其在新产品试制,以及具有自由曲面的中小型铸件方面有很好的应用前景.     

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。     

基于SL原型的陶瓷型铸造型壳焙烧过程开裂问题的探讨

将SL原型代替蜡模用于常规的熔模铸造工艺中，在型壳的焙烧过程中常出现型壳的开裂现象，本文提出从改良树脂材料、改进CAD模型的内部结构和优化制壳工艺方面进行研究，来防止型壳的开裂问题。     

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.     

一种钛合金镜筒的石墨型离心铸造工艺

介绍了某光学设备上使用的钛合金镜筒铸件的石墨型离心铸造工艺.分析了铸件出现浇不足缺陷的原因,通过浇注系统的改进解决了铸件的成形问题,并最终获得了合格的钛合金镜筒铸件.     

离心铸造钛合金熔体充型流动物理模拟相似理论及实验研究

借助相似物理模拟理论,研究离心铸造钛合金熔体充型流动物理模拟相似准则。并采用相似物理模拟的方法,研究离心力场下钛合金熔体充型流动过程中,熔体流动的变化规律。实验结果表明:离心力场下物理模拟钛合金熔体充型流动时,同时满足Cn准则和雷诺准则;模拟流体充型流动时,沿着横浇道后壁进行充型;流体的自由液面是以转轴为圆心的规则圆弧面;流体横截面面积随着旋转速度和充型长度的增加相应减小;转速越高,在同一时间内,充填速度和长度越小。     

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.     

大型环状钛合金铸件立式离心铸造螺旋形横浇道设计

为提升立式离心铸造大型钛合金铸件冶金质量,本文采用模流分析方法探讨了直线形和螺旋形横浇道浇注系统对熔体充型流态的影响。结果表明,传统直线形横浇道中存在熔体贴壁分布的现象,且缩小浇道截面尺寸无法避免横浇道空腔吸气区的形成,此外横浇道内出现熔体堆积和反流,充型铸件型腔的熔体呈射流态。基于达朗贝尔原理分析了熔体质点在横浇道二维平面内的运动行为,揭示了质点运动轨迹与直线形横浇道结构不匹配是上述问题的主要原因。进一步探讨了离心转速和质点初速度对轨迹线形状特征的影响,提出了适用于大型环状钛合金铸件的螺旋形横浇道浇注系统设计方法,模流分析结果验证了螺旋形横浇道可有效地减少吸气和湍流倾向,平衡铸件充型流场并形成自下而上的充型次序。     

基于SLA原型的叶片铸件快速精密铸造技术

通过试验手段探讨了将立体光固化快速成型与传统熔模精密铸造相结合的两种铸件快速精密铸造技术,指出了各自技术的特点,对类似生产活动具有较强的指导意义,可促进快速成型技术的应用。