均衡凝固技术系列讲座第二讲 铸铁件冒口的类型及应用

一、铸铁件冒口设计原则及补缩特性 1.设计原则 (1)顺序凝固冒口设计原则 以往铸铁件一直采用铸钢件顺序凝固原则设计冒口,从工艺上采取措施使铸件远离冒口处先凝固,接近冒口处后凝固,冒口最后凝固,其设计要点是: ① 冒口要安放在铸件的热节或厚壁处。 ② 冒口补缩要求一直补缩到铸件凝固完毕,所以,冒口要等于或晚于铸件的凝固时间。 ③ 冒口的模数要大于铸件的模数。 ④ 冒口的作用范用要能覆盖铸件需要补缩的区域。     

铸钢件冒口布置及冒口形状

一、冒口在铸钢件上的布置冒口在铸钢件上的位置正确与否对于获得良好的铸钢件和提高工艺出品率有重要意义。冒口位置不正确,即使用大量冒口补缩,也难以获得补缩良好的致密铸钢件。所以,冒口布置应注意以下几个问题: 1.要保证实现顺序凝固。因此,冒口应该置于铸钢件最后凝固的地方,也就是一些比较厚大、局部加厚和热量难以散失的地方。制定工艺方案时,     

3G铝合金缸盖缩孔分析与解决

3G铝合金缸盖一处搭子缩孔严重。塔子处是典型的局部壁厚突变热节,借助模流凝固分析,凝固后期冒口不能有效补缩塔子,导致缩孔缺陷发生。以相关理论知识为依据,从两个方向采取措施即增设预铸孔减少补缩量,增加补缩柱和补缩冒口畅通补缩通道等措施实现顺序凝固,最终解决塔子缩孔缺陷。     

保温冒口在铸钢件上的应用

保温冒口与普通冒口的区别在于保温冒口由保温材料制成而普通冒口则是由与铸型相同的造型材料制成。前者能在有效地控制冒口中钢液的热损失、延长冒口凝固时间、强化补缩铸件的同时把不直接发生补缩作用的钢液消耗减少到最低限度。在砂型铸造铸钢件生产中,砂型冒口改为保温冒口后,其工艺出品率可比原工艺提高10～16％(厚壁铸件、大热节铸钢件趋于上限)、生产成本下降。     

随形压边浇冒系统在圆盘类铸件上的应用

随形压边浇冒系统是根据铸铁件均衡凝固理论与有限补缩原则设计的新型浇冒系统。它的特点是:冒口为热铁水,有利于补缩;随铸件外形轮廓压边,补缩范围大;位置靠近热节处能有效地对热节进行     

改变胃口位置防止铸件热裂

常见的铸造缺陷如缩孔、缩松、裂纹等都与铸件的凝固和收缩有关。因此常在铸件的厚实部位设置冒口,并按顺序凝固的原则使冒口最后凝固;而在铸件的薄厚交接处(即热节处),常常按同时凝固的原则设置冷铁     

采用均衡凝固工艺解决支座球铁件缩孔

过去支座球铁件采用顺序凝固原则,其工艺方案见图1。将冒口放在铸件的热节处,但常在冒口根部和热节处产生缩孔、缩松,铸件质量很不稳定,废品率达17%左右。 针对球铁件缩孔、缩松严重,且工艺出品率低的问题,我们采用均衡凝固工艺。首先以支座做试验,支座材质     

球铁件无冒口铸造工艺实践

无冒口铸造是一种节能铸造新工艺,可以大大提高铸件工艺成品率,节约大量工时,减轻劳动强度,大幅度提高经济效益。去年我厂为外单位生产一批牌号为QT40-17的球铁件,其主要尺寸、形状、加工部位及重量如图1、图2、图3所示。开始试制时,我们在考虑浇注系统时沿用了冒口补缩的传统球铁铸造工艺,采用顺序疑固原则,从底部或热节处引入铁水,大冒口补缩。结果不但热节部位产生严重缩松、缩孔,而且冒口根部出现集中缩孔,使零件大批报废。后来,我们大     

数值模拟优化DISA薄壁铸铁管铸造工艺参数（英文）

采用MAGMASOFT软件,对迪砂线(DISA)生产条件下、不同设计参数玛钢管件的充型和凝固进行了数值模拟计算,并通过热判据对疏松缺陷进行了判定。基于数值模拟结果,讨论了浇道设计比率和冒口位置对疏松的影响规律。结果表明,直浇道截面尺寸对充型顺序影响显著,可通过锥形直浇道设计和多个截面的内浇道合理匹配来解决流量不平衡问题。同时,在热节处设置冒口用于铸件的补缩。通过优化设计浇注系统和冒口系统最终消除了铸件的缩松缺陷。     

数值模拟优化DISA薄壁铸铁管铸造工艺参数

采用MAGMASOFT软件, 对迪砂线(DISA)生产条件下、 不同设计参数玛钢管件的充型和凝固进行了数值模拟计算, 并通过热判据对疏松缺陷进行了判定. 基于数值模拟结果, 讨论了浇道设计比率和冒口位置对疏松的影响规律. 结果表明, 直浇道截面尺寸对充型顺序影响显著, 可通过锥形直浇道设计和多个截面的内浇道合理匹配来解决流量不平衡问题. 同时, 在热节处设置冒口用于铸件的补缩. 通过优化设计浇注系统和冒口系统最终消除了铸件的缩松缺陷.     

SYSTEMATIC AND DYNAMIC PROPERTIES OF CASTING HOT SPOT

The variation of casting hot spot with proceeding of solidification and components of casting-mold system is studied by the technique of numerical simulation of solidification. The result shows that the thickest part of casting is not exactly the last part of solidification in the casting, while the last part of solidification is not exactly casting hot spot at the early stage of solidification. The location, size, shape and number of casting hot spot change with geomitric, physical and technological factors of the casting-mold system such as thickness of the casting secondary wall and with the passage of time in the course of the solidification. The former is known as the systematic property of hot spot and the latter, dynamic property. Only when the properties of hot spot are grasped completely and accurately, can it be fed more effectively. By doing so, not only sound castings can be obtained, but also riser efficiency can be improved.     

强制风冷在大型铸钢件砂芯上的应用

通过活动横梁铸件简化模型研究了冷铁、自然风冷和强制风冷对厚壁回转体大型铸钢件凝固时间和砂芯温度场的影响。砂芯采用强制风冷铸件凝固时间最短,而采用冷铁不能缩短铸件凝固时间。通过对比不同冷却条件砂芯的温度场发现无强制冷却砂芯和冷铁砂芯分别在13 h和12 h出现热饱和现象,随后砂芯中心到铸件的温度梯度转为负值,砂芯向铸件输送热量;而砂芯采用自然风冷和强制风冷时从砂芯中心到铸件建立了正的温度梯度,能有效吸收铸件凝固期间释放的热量而改善其冷却条件;强制风冷对流换热系数高,冷却作用明显。对活动横梁铸件原始工艺改进,砂芯采用强制风冷;模拟结果与原始工艺相比缩孔位置上移,表明冒口补缩能力增强;同时砂芯实测温度场与模拟温度场相吻合,验证了模拟结果的可行性,由于砂芯在高温热作用下的时间短,经改进工艺所生产的活动横梁铸件中心孔表面无机械粘砂。     

套类铸钢件凝固特性的数值模拟

用数值模拟法研究了不同壁厚、不同内径的套类铸钢件在普通砂型铸造条件下的凝固时间分布规律和凝固系数的变化,有助于认识此类铸件凝固特性和热节位置,对防止成形过程中产生收缩缺陷十分必要。     

中速定向凝固K10高温合金的组织和偏析的研究

本文利用最新研制的ZMLMC（区域熔化液态金属冷却）超高温度梯度定向凝固装置研究了钴基高温合金K10在中等冷却速率下定向凝固时的微观组织变化和枝晶偏析及其与凝固参数的关系。结果表明,钴基高温合金K10在中速定向凝固后,其一次枝晶间距比传统的HRS法定向凝固组织细化5倍以上,并在一定的冷却速率下获得了二次分枝被强烈抑制、一次轴呈平行排列的定向凝固超细柱晶组织,在所研究的冷却速率范围内,合金元素Cr、Mo和Ni在枝晶干与枝晶间的偏析比均随冷却速率的增大而趋于1,枝晶偏析得到抑制甚至消除。     

板状铸钢件冒口补缩距离的模拟计算

采用铸造模拟软件ProCAST研究冒口直径,冒口高度以及板厚等对板状铸钢件有效补缩距离的影响研究表明,板状铸钢件冒口补缩规律与传统冒口有所不同。板状铸钢件末端区与冒口直径和冒口高度无关,与板厚有关,随板厚增大而增大,且增大趋势变大,与板厚成非线性关系;板状铸钢件冒口区随饭厚、冒口直径以及冒口高度的增大而增大。但增大趋势变缓;板状铸钢件胃口区随冒口模数的增大而增大,当冒口模数小于铸件模数时,增大较明显,当冒口模数大于铸件模数时,增大趋势逐渐变缓。     

垂直管内气固两相流数值模拟计算--颗粒动力学理论方法

基于气固两相流体动力学模型、颗粒动力学理论的颗粒脉动动能模型（ＫＴＧＦ）和气体湍流动能模型（ＳＧＳ）,对气固两相垂直上升流动进行数值计算,模拟计算结果得到了与试验研究所揭示的环—核流动结构。模拟计算与Ｍｉｌｌｅｒ和Ｇｉｄａｓｐｏｗ （１９９２）试验结果进行了比较,颗粒相浓度、速度和颗粒相动力粘性系数分布与试验值基本吻合     

铝合金5083纵向角接板焊接接头疲劳强度

对铝合金5083钨极氩弧焊纵向角接板焊接接头的疲劳强度进行了试验研究,用有限元计算和应变片测量热点应力,用国际焊接学会推荐的方法进行数据处理,并分别做出了名义应力和热点应力疲劳S-N曲线。试验分析说明铝合金5083纵向角接板焊接接头名义应力和热点应力疲劳S-N曲线试验数据拟合斜率为5.62,高于国际焊接学会推荐的斜率为3.0;名义应力试验疲劳极限为54.0 Mpa,热点应力试验疲劳极限为64.8 Mpa;选取3.0进行结构设计具有较高的安全系数;用名义应力疲劳级别FAT28,热点应力疲劳级别FAT40来进行结构设计是安全的。     

水压插装式三位四通电磁换向阀动态性能分析

介绍了一种水压插装式三位四通电磁换向阀的工作原理,建立了水介质条件下插装式电磁换向阀的AMESim仿真模型,通过仿真优化得到插装式电磁换向阀的最优结构参数及其动态特性曲线,并加工出原理样机进行了试验研究。试验与仿真结果基本相符,证明该水压换向阀具有高压、大流量、响应速度快等特点,可广泛应用于海洋探索、海洋开发、海水淡化等领域。     

Al-Cu合金凝固过程中的准固态力学性能

本文用专用的实验装置研究了Al－Cu合金在凝固过程中的准固态强度、强度增长率、准固态区间和断裂应变。分析了Al－Cu合金准固态的力学性能与凝固过程的关系;还研究了钛、盐类细化剂和富铈混合稀土对准固态力学性能的影响。研究结果表明,亚共晶Al－Cu合金的固液共存区被固相线分成准液态区和准固态区,当含铜量低于4%时,准固态区又可分成热脆区和低强塑区。合金在低强塑区的力学性能明显地比热脆区的力学性能高,但仍有少量液体存在于枝晶间,铜含量高于4%时,准固态区就是热脆区,应变速率和微量添加元素都能改变Al－Cu合金在准固态的力学性能。