一种新颖的压铸组合浇口

为了获得优质压铸件,压铸模的浇口系统应当能使金属液在填充型腔时呈最佳流动形态。理想的流动形态应当具备下列四个条件: 1.无湍流。 2.连续地填充,金属液不弥散、不分离。 3.顺序地填充,不造成低压区。 4.金属液不汇集、不碰撞。 内浇口的位置、导流方式(内浇口与横浇道的连接方式)、内浇口截面积大小以及形状对金属液的流动形态有决定性的影响。     

消失模负压群铸时大小件之间"争铁液"问题的探讨及应用

运用流体力学、传热学原理,分析群铸时液态金属在各型腔内的流动情况,揭示出争铁液现象不仅在大小件混铸时发生,在多个内浇道浇注系统中群铸相同铸件,甚至仅一个铸件仍存在这一现象.顶注不产生争铁液现象,底、侧注时减少横浇道同时充填铸件的数量,使横浇道内金属流速增加越慢,越不易出现争铁液问题.直浇道放在铸件群中部、分层群铸时优先向下层供液,有利于减少相互争铁液现象.     

铸铁件浇注系统撇渣能力的探讨

介绍了铸铁件常规浇注系统的结构形式,分析了撇渣的必要条件、充分条件以及浇注系统结构对撇渣能力的影响。最终得出如下结论:(1)浇注系统应尽可能营造层流流动或降低紊流度;(2)横浇道充满是撇渣的必要条件;(3)在进行浇注系统结构设计时,应避免内浇道设在横浇道顶面和离横浇道末端太近,直浇道中心至第1个内浇道中心的距离也不能太近;(4)增加浇注系统长度、采用多组元浇注系统以及设置直浇道窝等均有利于减小铁液紊流,从而有利于夹渣和气体与金属液分离并上浮。     

P座板压铸模内浇道设计

内浇道是金属液通过浇注系统充填型腔前的最后一个关口，它对填充形态、速度及充填时间、保压时间、补缩时间等有着直接的影响。因此，选择、设计合理的内浇道是获得优质压铸件的必要保证。本文针对不同规格P座板压铸模的设计制造，着重对内浇道的截面大小进行分析。     

外环内浇道转子压铸模设计

浇道设计外环内浇道转子制件简图及浇注系统的结构见图１。转子模具在卧式压铸机上使用，横浇道为环状，在横浇道圆周上分布了内浇道。该内浇道的设计优点是与转子槽形距离近，便于迅速填充型槽，减少铝液在填充过程中的热量损失，减少转子铸铝的废品率。内浇口厚度一般为１～１．５ｍｍ，长度３～４ｍｍ。内浇口截面积的计算公式：Ｆ内＝Ｑ／（γｖＴ）式中Ｆ内———内浇口截面积，ｃｍ２Ｑ———转子用铝重量，ｇγ———铝液的密度，２．４ｇ／ｃｍ３ｖ———内浇口处金属液的流速，１２００～３０００ｃｍ／ｓＴ———充填型腔的时间，…     

H-Process浇注系统设计及数值模拟

为实现水平控制浇注逐件充填型腔,设计了一套带浇口盆的浇注系统,其阻流截面在直浇道出口处,直浇道直径30 mm,立方体储井棱长85 mm,内浇口位于储井底部靠近前壁处,A内∶A横∶A直=(1～6)∶(3.5～4.0)∶1,并利用FLOW-3D软件对其中的金属液流动进行了模拟.结果表明,对铸钢而言,当浇注压头为60～200mm时,金属液逐件充型,整串铸型的浇注条件基本一致,U形横浇道具有较好的集渣作用.     

压室压射对压铸充型流场影响的研究

为了考察压室压射过程对压铸充型过程金属液流动形态的影响,基于SOLA-VOF算法开发了包含压室在内的压射全过程充型模拟程序和料饼处直接充填模拟程序。并采用这两套程序分别模拟了阶梯块压铸件的充型过程,结果表明:浇道和型腔内的初始流动形态会随压室慢压射过程工艺参数的变化而改变,采用压射全程模拟更能准确的反映金属液在压室内、浇道内和型腔内的流动形态。     

立式离心铸造过程中熔体横截面的变化规律

对Ti合金立式离心铸件的充填和凝固过程进行研究。结果发现,在离心场下,柯氏力对熔体运动方向的改变影响非常大,熔体沿着与旋转方向相对的型壁进行正向加速充填,当达到最远端后反向充填。在正向充填过程中,对没有内浇道的铸型,熔体在横浇道内的截面面积随充填长度的增加而逐渐减小,当横浇道侧壁存在内浇道时,熔体通过内浇道进入型腔,导致熔体在内浇道入口处产生速度降,熔体横截面面积在该处有所回升,然后随充填长度的增加而减少。同时,旋转方向对有内浇道铸型的充填顺序影响非常大。     

流头铁水的工艺处理

一、流头铁水的特点 流头铁水是第一股进入浇注系统的铁水。根据金属液对铸型体系的充填,浇注初期和末期的液流属于非隐态流,所以流头铁水的水力学特点是:(1)不平稳,动能大,易于翻滚搅动,(2)横浇道末端区因碰撞而产生水锤紊流。该搅乱的紊流从横浇道末端倒流,易于使脏铁水从横浇道末端区上的内浇口灌入型腔。生产实际中,浇包边缘及包嘴的不洁净,铁水表面的熔渣,浇道中的浮砂,浇道涂料龟裂起壳或浇道紧实度差等都将导致流头铁水夹渣、冲砂和裹气。如这种脏和裹气的铁水不加工艺处理,则易于进入型腔,影响铸件质量。     

基于CAE的铝合金标准试样的压铸工艺方案优化

压铸工艺方案的合理性对标准压铸试样的力学性能具有重要影响。采用Flow-3D软件对现有推荐的标准试样压铸工艺方案进行了模拟分析和优化;同时设计和优化了适于高真空压铸的工艺方案。结果表明,现有的压铸工艺方案在低速充填阶段时,试样内浇道附近的横浇道中会出现金属液回流卷气现象。将直浇道与横浇道的过渡圆角加大到30mm时,该回流卷气现象明显减小。改用锥形横浇道并辅以缓冲包结构时,回流和卷气部位则移至两端的缓冲包附近,可避免卷气的金属液进入试样型腔中,有利于铸件品质的改善。采用在试样溢流槽侧面设置排气道时,能有效消除不同试样间排气道的封闭现象,从而保证后充填试样有足够的排气时间,有利于铸件内部品质的提高。     

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。     

设计铝合金压铸模具浇注系统类型的原则

根据具体零件结构的特征，可设计出相应的压铸模浇注系统，如环形浇道、中心展开浇道、外侧浇道、集中大溢流等浇注系统。尽管这些浇注系统也存在不足之处，但总的原则是：使流入型腔的铝合金液尽量减少曲折、汇合，尽可能避免直接冲击型芯，不宜立即封住分型面，有利于压力的传递，形成良好的充填状态和排气条件。     

Microstructures and mechanical properties of extruded Mg-1Mn-3.5Y and Mg-1Mn-1Y-2.5Nd alloys

Both Mg-1Mn-3.5Y and Mg-1Mn-1Y-2.5Nd alloys(mass fraction,%)were extruded at 380℃.Most of the(10 10) crystal planes in the Mg-1Mn-3.5Y alloy are parallel to the normal direction,while most of the(10 11)crystal planes in the Mg-1Mn-1Y-2.5Nd alloy are parallel to the normal direction.The tensile tests at room temperature,100℃ and 200℃ show that the Mg-1Mn-3.5Y alloy exhibits higher yield strength,but lower elongation to failure as compared with the Mg-1Mn-1Y-2.5Nd alloy. These differences in the tensile mechanical properties between the two alloys are mainly attributed to their different texture types and amount and distribution of the Mg24Y5 precipitates.The serration flow behavior is observed in the Mg-1Mn-1Y-2.5Nd alloy at 200℃,but does not occur in the Mg-1Mn-3.5Y alloy.The Mg-1Mn-3.5Y alloy shows the cleavage fracture mode,while the Mg-1Mn-1Y-2.5Nd alloy exhibits the dimple fracture mode.     

润湿性及孔径均匀性对铜液在多孔W骨架中渗流过程的影响

采用Voronoi随机算法建立微尺度W骨架多孔模型,基于Young-Laplace修正后的Navier-Stokes动量方程,应用有限体积法分析制备CuW合金的渗流过程。模拟结果表明:Cu-W间的润湿性越好,则铜液流股中心流速越大,但铜液在骨架壁面的黏附越强,从而有利于铜液与壁面接触而产生机械结合。此外,渗流通道中由于孔径不均匀引起的扩孔与缩孔转变导致铜液在孔隙中形成漩涡,促使CuW合金中产生气孔,从而降低铜液的充填率。     

超声时间和预留间隙对超声波辅助钎焊镁合金钎料填缝性能的影响

采用高速摄影对超声波辅助钎焊镁合金过程熔态钎料的填缝行为进行了实时观察,并研究了不等间隙中钎料的填缝行为及接头性能.结果表明,超声波在钎焊固/液界面传播对钎料填缝行为有显著的影响.钎料在平行于超声波能量传播方向上填缝,填缝长度和超声时间的动力学曲线呈直线型.超声时间相同时,预留间隙越大,钎料的填缝速度越低.在大间隙端加钎料,随超声时间增加,填缝长度减小,钎缝致密性较好;小间隙端加钎料,随超声时间增加,填缝长度先增大后减小,整个钎缝均存在缺陷.认为钎料在不等间隙的流动行为受超声诱导填缝和毛细填缝共同作用的影响.     

Mold-filling characteristics of AZ91 magnesium alloy in the low-pressure expendable pattern casting process

The magnesium (Mg) alloy low-pressure expendable pattern casting (EPC) process is a newly developed casting technique combining the advantages of both EPC and low-pressure casting. In this article, metal filling and the effect of the flow quantity of inert gas on the filling rate in the low-pressure EPC process are investigated. The results showed that the molten Mg alloy filled the mold cavity with a convex front laminar flow and the metal-filling rate increased significantly with increasing flow quantity when flow quantity was below a critical value. However, once the flow quantity exceeded a critical value, the filling rate increased slightly. The influence of the flow quantity of inert gas on melt-filling rate reveals that the mold fill is controlled by flow quantity for a lower filling rate, and, subsequently, controlled by the evaporation of polystyrene and the evaporation products for higher metal velocity. Meanwhile, the experimental results showed that the melt-filling rate significantly affected the flow profile, and the filling procedure for the Mg alloy in the low-pressure EPC process. A slower melt-filling rate could lead to misrun defects, whereas a higher filling rate results in folds, blisters, and porosity. The optimized filling rate with Mg alloy casting is 140 to 170 mm/s in low-pressure EPC.     

充填速度与浇口对半固态AlSi7Mg合金成形过程的影响

确定半固态触变成形的边界条件,在半固态表观粘度耦合于流场的动量方程上,建立半固态AlSi7Mg充型过程的计算模型.对不同充填速度、浇口形状以及浇口设置位置下半固态成形过程进行模拟分析.结果表明:半固态合金的充填速度对流态及成形质量具有明显影响,与压铸相比,半固态浇口形状、设置位置等因素对充填流态影响相对较小,所以半固态工艺设计较为灵活.半固态压铸机的充填流量及充填压力取决于浇口面积、充填速度以及合金种类.充填速度决定半固态浆料流动形态,进而影响半固态制件的成形质量.     

Application of transparent casting moulds prepared by additive manufacturing technology in hydraulic simulation

Hydraulic simulation is one of the critical methods to research the filling mechanism of molten metal in the casting process. However, it only performs on test pieces with relatively simple structures due to the limitation of the preparation method. In this study, the method of photocuring additive manufacturing was used to prepare the complex casting mould from transparent photosensitive resin. The pouring test was carried out under different centrifugal conditions, and the filling process of the gating system, support bars and other positions in the vertical direction was recorded and analyzed. The experimental results show that the internal liquid level and the filling process of the test piece prepared by this method can be observed clearly. The angle between the liquid surface and the horizontal plane in the test piece gradually increases as the centrifugal rotational speed increases, which means the filling process is carried out from outside to inside at high rotational speed. The velocity of the fluid entering the runner increases with the increase of rotational speed, but the filling speeds is less affected by the centrifugal speed at other positions. The liquid flow is continuous and stable during the forward filling process, without splashing or interruption of liquid droplets.