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。     

电加热冒口铸钢辊凝固过程数值模拟及优化

为提高某铸钢轧辊的工艺出品率,节约能源消耗,本研究针对该轧辊铸造过程进行数值模拟,依据无损探伤缺陷位置确定合理的换热边界换热条件,再现了缩孔缩松的位置,并评估了冒口降低的可行性。结果表明,在冒口上表面换热系数为2.4 W/(m2·K)、发热效率为25%时,该铸钢辊的缺陷模拟结果与实际探伤结果最为接近。基于此,当减小冒口高度低于100 mm时,铸件本体内凝固缺陷并未加重;而当冒口减少高度超过150 mm时,冒口内部凝固缺陷有进入铸件本体的风险。     

数值模拟在旋转芯轴压铸工艺优化中的运用

用数值模拟软件ProCAST对汽车安全带旋转芯轴压铸件原工艺方案的充型过程进行模拟并预测可能产生缩孔、缩松的位置,发现在压铸件的两端出现了缩松。通过在铸件两端增设溢流槽的工艺方案后,模拟结果表明铸件中消除缩松,保证了铸件的质量,为该压铸件模具设计提供了优化的工艺设计方案。     

热顶设计对镍基高温合金铸锭收缩孔隙的影响

为减轻缩孔缺陷以降低铸锭头部切除率进而提高铸锭成材率,通过数值模拟研究了热顶高度和热顶预热温度对铸锭收缩孔隙率的影响。对ø350 mm×3 200 mm的高温合金铸锭进行纵向剖切来验证模拟精确性,并结合试验测试和反算法确认了合理的铸锭与锭模界面换热系数,阐明了热顶最优设计方案。试验结果表明,不采用加热冒口时,铸锭缩孔达到1 400 mm并在铸锭中下部出现严重的疏松缺陷。通过有限元数值模拟,验证了镍基高温合金铸锭中心疏松形成条件。过高的热顶高度和预热温度会加剧中心疏松,相反会降低铸锭缩孔高度。因此,为全面控制这两个缺陷,设定ø350 mm高温合金铸锭最佳热顶高度和预热温度为600 mm和900 ℃,这一标准已成功用于优化ø350 mm高温合金铸锭生产。     

采煤机摇臂壳体铸造工艺

从保证表面质量、内在质量、尺寸公差以及方便操作、节约成本等方面入手,根据采煤机摇臂壳体铸件结构特点和技术要求,利用铸造模拟软件,进行铸造工艺设计,包括合理设置冒口、补贴、冷铁的形状和规格,合理划定型芯分界等,满足了技术条件要求.     

复杂薄壁铝合金零件精密铸造的工艺及生产论证

针对精密铸造复杂薄壁铝合金零件易产生的欠铸、冷隔缺陷、重点介绍改进制备型壳工艺和溶化浇注工艺的试验研究，并结合典型铸件的生产验证，提出较佳的适用于生产薄壁铝铸件的精铸工艺、以及采用该工艺获得的经济效益。     

浅谈铜蜗轮铸造工艺优化

本文论述了铸造铜锅轮的优化工艺。生产符合要求的６０ｋｔ铸造铜蜗轮，首批投产全部合格，每吨合格铸造铜埚轮降低成本１．４万元。     

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.     

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。     

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。     

铝合金铸件定向凝固过程的数值模拟

为了研究铝合金定向凝固组织的变化规律,采用有限元软件ProCAST对Al Si Cu合金定向凝固过程进行模拟,分析了不同浇注温度和抽拉速率对铸件定向凝固过程中的温度梯度、固液界面前沿、糊状区宽度、枝晶生长速率和二次枝晶臂间距的影响。结果表明,当浇注温度越高时,温度梯度越大,而固液界面前沿下凹越小,糊状区宽度也越窄,从而越有利于顺序凝固的发生;随着抽拉速率的增大,枝晶生长速率先增大后减小,当抽拉速率为200 μm/s时,最大生长速度达到0.093 mm/s,铸件凝固组织最佳;当抽拉速率大于300或小于200 μm/s时,都会导致枝晶生长速率缓慢,枝晶生长不平稳,二次枝晶臂粗大。对模拟得到较优的工艺参数进行试验验证,可以制备出具有较好力学性能的铸件。     

炼轧厂罗可普连铸机的技术改造和工艺优化

韶钢炼轧厂四机四流罗可普连铸机从意大利德兴公司引进,是目前国内较高拉速小方坯连铸机,最大拉速可达3.60 m/min,平均拉速达3.3 m/min.该连铸机自2000年12月投产,由于该连铸设计主要生产螺纹钢,在品种钢开发过程中,铸坯质量难以达到要求.为了满足品种钢开发的要求,2005年7月对该连铸机进行技术改造和工艺优化.     

Research and application of numerical simulation to optimization of ingot casting process

During the ingot casting process,the parametric changes of the molten steel pouring process often cause both ingot surface and internal quality defects. With the increasingly wide application of computers in industrial technology,numerical simulations of the molten steel pouring process enable predictions of the defects that will arise during the pouring and solidification process,especially for the molten steel flowduring the early stages of casting. In addition,using a computer to simulate the casting process of a 40 t ingot and solidification can prevent many defects. The simulation results indicate that controlling the pouring speed to less than 80 kg / s,hanging the casting powder in a mold with the hanging height maintained at 100-150 mm,and controlling the taper angle of the mold brick outlet to a suitable level can reduce the probability of slag entrapment and improve the internal and surface quality of the ingot.     

Numerical simulation of fluid flows in a slab continuous casting mold under electromagnetic stirring

This study established a three-dimensional mathematical model to determine the fluid flowin a slab continuous casting mold under an electromagnetic stirring force. The flowstructure and distribution were studied with respect to different continuous casting parameters and stirring current. Based on the calculation results,the mold flux entrapment index in free surface and velocity uniformity index were used to evaluate the flowfield in the mold. The theoretical basis for the optimization of the flow field structure was provided. The study also suggested an optimization method for electromagnetic stirring parameters.     

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.     

连铸管式结晶器变形的数值仿真与优化

为了减小管式结晶器铜板变形,提高铸坯质量,建立钢液-铜管-冷却水的三维流动传热模型以及铜管应变模型,研究管式结晶器传热和形变特征,提出铜管优化方案.研究结果表明,铜管热面最高温度为500 K,最低温度为320 K,铜管角部60 mm区域的冷却水温度最低;铜管角部的变形量最大,角部和窄面中心向水缝侧变形,铜管宽面中心向钢...     

Mg-Li基复合材料铸锭中的孔隙控制工艺

为解决搅拌铸造法制备B4C/Mg-Li基复合材料锭子中蜂窝状孔隙的问题,分析了搅拌铸造法制备的B4C/Mg-Li基复合材料锭子中蜂窝状孔隙的形成原因,探讨了搅拌工艺、搅拌杆设计、B4C粉末添加形式以及搅拌温度对降低搅拌铸造Mg-Li基复合材料蜂窝状孔隙率的影响.结果表明B4C粉末以预合金方式加入并通过采取合理的搅拌工艺和搅拌杆设计,可有效地减少复合材料锭子中的蜂窝状孔隙,大变形量的塑性加工可使未完全消除的孔隙在加工过程中沿加工方向伸长、闭合,提高B4C/Mg-Li基复合材料锭坯的质量.     

间接挤压铸造工艺参数对铝合金中Si偏析的影响

研究间接挤压铸造工艺条件下,浇注温度、挤压压力、挤压速度、冷却速度及参数间的交互作用对6066铝合金中Si元素的偏析影响规律.以凝固后零件热节位置硅的质量分数与合金初始硅的质量分数的差值定量表征偏析程度,采用考虑一级交互作用的四因素两水平正交设计,研究间接挤压条件下硅的偏析现象.结果发现:浇注温度、挤压压力、挤压速度和冷却速度对硅偏析都有影响,其中浇注温度是影响最显著的因素.随着浇注温度的升高,铝合金中Si偏析程度减小.挤压压力和挤压速度对硅偏析的影响次之,但两者的影响趋势相反;模具冷却能力的影响程度与挤压压力和挤压速度的交互作用的影响程度相似,铜模套(高冷速)比钢模套(低冷速)的硅偏析程度要轻.间接挤压铸造条件下,工件热节位置可以出现硅的负偏析.     

板坯连铸过程凝固传热数值计算与工艺优化

连铸过程铸坯凝固传热规律与铸坯质量、连铸过程顺行密切相关.针对某厂连铸板坯凝固传热过程开展数值计算研究,结果表明,在二冷6～8区及空冷区开始阶段存在较明显的回温趋势,且坯壳温度较高,8区末铸坯宽面中心温度达到约1032℃.此外,轻压下系统热跟踪模型计算凝固终点位置较靠前,压下区间有待优化.针对上述问题,将二冷水量由0....