高温合金K4202热控法细晶铸造过程模拟

采用有限元软件模拟了高温合金K4202复杂薄壁件在低过热度浇注条件下的流场、温度场和凝固组织。结果表明,K4202高温合金复杂薄壁件在低过热度浇注时可以获得充型完整的铸件;高温合金K4202复杂薄壁铸件的厚大部位和变截面部分易出现缩松缺陷;当高温合金在低过热度浇注时,铸件整体获得了等轴晶均匀分布的细晶组织,晶粒度达ASTM2-3。     

反重力铸造对ZL205A合金充型性能及凝固组织的影响

以“⊥”型和棒状试样为例,研究了反重力条件下,铸造工艺参数对ZL205A合金铸件充型性能和凝固组织的影响。结果表明,对于平均壁厚小于3 mm的薄壁铸件,由于差压铸造充型过程比低压铸造平稳,所以铸件成形更好,但无法成形尖角结构;提高浇注温度或铸型预热温度,均能使差压铸造薄壁ZL205A合金铸件的充型性能得到改善,且提高浇注温度效果更明显。与低压铸造相比,差压铸造可显著细化ZL205A合金晶粒度,适当提高浇注温度与铸型温度,均能进一步细化晶粒,且提高浇注温度使晶粒细化效果更显著。对于有一定截面厚度的ZL205A合金铸件,差压铸造时,当截面厚度超过一定量时,充型性能受铸型温度及浇注系统设计的影响较小,提高铸型温度,铸件产生孔洞类缺陷的几率显著增加。     

运用均衡凝固理论设计的箱盖件铸造工艺

为防止箱盖件在厚大部位产生缩松缩孔缺陷,本研究采用均衡凝固理论对箱盖件的冒口、冒口颈、浇道及浇注时间等进行了设计。运用procast铸造模拟软件对铸件的充型及凝固过程进行了模拟,并与按照顺序凝固原则设计的工艺进行了比较,结果表明:采用顺序凝固原则设计的工艺,铸件中存在大量的缩松缩孔,采用均衡凝固理论设计的工艺,铸件充型平稳,成形质量良好,能够获得合格致密的铸件。     

应用均衡凝固理论设计灰铁圆轮铸件的浇注系统

出口欧洲的灰铁铸件圆轮,采用传统顺序凝固理论,正对热节开设冒口补缩的铸造工艺,铸件在补缩的冒口颈处产生缩松缺陷,废品率80%,而且铸件的硬度不均匀,不能满足客户对铸件硬度范围的技术要求。按照均衡凝固理论重新设计浇注系统,冒口不开设在铸件的几何热节处,冒口颈的设计为短薄宽的形式,加大浇口的总截面实现快浇,缩松缺陷得到解决,同时解决了铸件硬度不均匀的问题。生产实践表明,利用均衡凝固理论设计圆轮类铸件的浇注系统工艺,不仅能够解决缩松问题,而且能够使得铸件的硬度更加均匀。     

薄壳后桥铸件充型凝固数值模拟研究

运用MAGMA软件对后桥铸件进行了充型凝固数值模拟分析。并作了现场跟踪试验。证明,MAGMA软件对铸造工艺优化设计有良好的评价功能。能准确地反映铸件的实际状况,预测可能产生的综孔缩松、热裂等铸造缺陷及产生缺陷的部位。     

充型形态对低压铸造薄板铸件凝固过程的影响

用低压铸造方法浇铸了壁厚为５ｍｍ和２ｍｍ的Ａｌ－４．５％Ｃｕ薄板铸件，测试了温度场，并考察了反重力铸造的两种基本充型形态－反向充填和顺序充填对铸件温度分布和铸件质量的影响。研究表明，反应充填产生的温度分布不利于铸件补缩，易产生缩松缺陷；顺序充填产生的温度分布使铸件倾向于顺序凝固，有利于得到组织致密的铸件，但易在最后凝固部位产生应力和裂纹。实际生产中可根据两种充形态下铸件的凝固特点采用合适的浇注系统     

K4169高温合金机匣热控凝固工艺的数值模拟及优化

高温合金机匣是典型的大型复杂薄壁结构件,在整体熔模铸造中极易产生缩松缺陷。为了提高成品质量,采用Pro CAST软件对现行的热控凝固工艺过程进行数值模拟。通过对预热、浇注和抽拉三个过程的全面分析,发现镁砖的蓄热及其对型壳支点部位散热通道的遮挡是铸件缩松缺陷的产生主因。针对该现状,采取减小镁砖的体积及支点数等措施对型壳装炉方式进行了改进。模拟先行研究与浇注试验结果均表明,在优化工艺下,铸件法兰的散热均匀性显著提高,缩松缺陷得到有效控制。     

中型薄壁环形件消失模铸造工艺研究

针对中型薄壁环形铸件的结构特点,设计了阶梯式浇注系统,利用ProCAST软件对其消失模铸造充型和凝固过程进行了数值模拟分析。模拟结果表明该薄壁环形铸件不存在冷隔、浇不足等缺陷,也不存在明显的缩孔缩松缺陷。对此铸件进行生产试制,将5个铸件组合成一簇进行浇注,保障了较高的工艺出品率,试制铸件结构完整、轮廓清晰,无明显铸造缺陷,为消失模铸造中型薄壁环形件的高效率生产提供了依据。     

复杂薄壁框架件无模铸造工艺研究

以某型号雷达天线底座为例,进行复杂薄壁框架件的数字化无模铸造精密成形工艺研究。采用雨淋式浇注系统,设计了合理的浇注工艺;利用Pro CAST铸造模拟软件对复杂薄壁框架件无模铸造工艺的充型、凝固过程及缩松、缩孔缺陷分布进行模拟分析。结果表明,采用数字化无模铸造精密成形机进行砂型加工试验,浇注所得铸件不存在缺陷,说明该工艺合理可行。     

薄壁铝合金铸件低压铸造的数值模拟与工艺优化

利用ViewCast软件研究了薄壁铝合金筒状铸件的低压铸造充型凝固过程,获得了低压铸造过程中温度场、流动速度场的分布.模拟结果显示,铸件上法兰处将产生缩孔、缩松缺陷.根据模拟结果及理论分析改进初始工艺,在产生缺陷的上法兰处安放冒口.对改进后的工艺重新进行模拟,结果表明,冒口有效地补缩了上法兰部位,消除了缩孔、缩松缺陷.     

均衡凝固工艺在灰铸铁件上的应用

铸件在凝固过程中，由于合金的液态收缩和凝固收缩，往往在铸件的最后凝固的部位出现缩孔和缩松。为了防止这些缺陷的产生，必须确定正确的铸造工艺方案。同时凝固强调的是减小应力、裂纹和变形；定向凝固强调冒口要晚于铸件凝固，冒口要放在铸件最高最厚实部位热节处。１...     

基于ProCAST的40CrNiMo金属型铸造微观组织分析

以40CrNiMo多元合金的金属型铸造为研究对象,计算获得了40CrNiMo的形核和生长参数。基于ProCAST软件及CAFE模块,建立了40CrNiMo圆柱型棒料铸造充型和凝固组织演变有限元模型。对比分析了铸造工艺、浇注温度、浇注时间、换热系数和冷却介质等工艺条件对凝固缺陷和微观组织的影响。结果表明,金属型铸件相对砂型铸件的整体组织更致密、晶粒更细小。金属型铸造时,采取较低的浇注温度、较大的换热系数和激冷能力较强的冷却介质,铸件的缩松和缩孔缺陷相对较少且微观组织相对致密。     

基于AnyCasting大型薄壁鞍座铸造工艺优化

针对大型薄壁铸件鞍座铸造过程中易产生缩松、缩孔缺陷等问题,基于AnyCasting模拟软件对鞍座的充型和凝固过程进行了模拟。根据模拟结果分析缩松、缩孔缺陷的位置分布,发现铸件内部有缩松、缩孔现象产生,并通过实际浇注试验对比缺陷位置以验证模拟结果的可信性。采用在热节位置添加内冷铁的改进方案,结果表明,原缺陷产生位置在凝固过程中优先凝固,消除了缩松、缩孔缺陷,为类似薄壁铸件实际生产提供相应指导。     

阀盖精密铸造的充型和凝固模拟

应用ProCAST软件对QT500-7球墨铸铁阀盖精密铸造工艺进行数值模拟,研究其在充型、凝固以及冷却过程中的温度场、固相率、缩孔和缩松的变化。本文通过顺序凝固原则进行铸造工艺设计,采用顶注式浇注系统,采用内浇道直接补缩铸件厚大部位,浇注温度为1380℃。在此条件下,铸件快速平稳地充满型腔,未产生溅射、卷气、夹杂;铸件缩松缩孔缺陷得到改善,工艺出品率为78%。     

快速砂型铸造缸盖充型和凝固过程的数值模拟

在发动机缸盖快速砂型铸造工艺流程和铸造工艺设计的基础上,利用ProCAST软件对金属液的充型和凝固过程进行数值模拟。结果表明,采用单侧底注式浇注系统能够实现顺利充型。在凝固阶段缸盖外壁最先凝固,接着是铸件内部凝固。冒口对缸盖上部的厚大部位补缩良好,内浇口对缸盖下端厚大部位实现了补缩。整个铸件没有形成明显的孤立液相区。铸件内部仅存在均匀分散的缩孔、缩松,且孔隙度总体上小于10%,铸件质量良好。     

薄壁复杂结构机匣铸件低压铸造工艺研究

运用ProCAST铸造模拟软件对薄壁复杂结构铝合金机匣铸件的低压铸造工艺方案进行仿真模拟。分析铸件充型和凝固过程,发现充型过程流动平稳,温度场较为均匀;但在凝固过程中由于机匣结构复杂,在壁厚较大及凝固较晚的部位产生了缩松、缩孔缺陷。在改进方案中,采用增加补贴和内浇道数量来强化铸件缺陷部位的补缩,并在铸件相应位置配合使用冷铁,再次模拟结果显示优化后的方案合理可行,试制后通过X射线检测,获得无缩孔、缩松铸造缺陷的高品质铸件。     

基于计算机仿真的核级蝶阀阀体铸造工艺研究

通过三维造型软件对蝶阀体创建实体三维造型,采用JSCAST软件模拟分析铸件的凝固及充型过程,预测铸件在铸造过程中所可能产生的裹气现象、充填不良、缩松及缩孔等缺陷问题,根据模拟的结果优化工艺参数。结果表明,铸造工艺经过改进后,充型时较为平稳,结束充型后铸件上的温差很小,且按照一定顺序进行凝固,无有害的热节存在,同时缩松及缩孔现象消失。     

铝合金压铸件充型凝固过程及其压铸工艺CAE分析

通过有限元数值模拟软件Procast对铝合金支架压铸件进行了数值分析,获得了零件充型过程和凝固时温度场的分布,预测了铸件缺陷存在的位置并分析了其形成原因.通过压铸模拟分析研究了压铸工艺对铸件缺陷的影响.研究表明:铸件随着充型速度的增加,其铸件内部缩孔缩松的含量显著增加;浇注温度越高,铸件内部缩孔缩松也越多.     

薄壁ZL114A铝合金锥件的铸造工艺改进

ZL114A铝合金材质的锥件属于细长型薄壁铸件,采用熔模铸造工艺生产。针对原铸造工艺方案容易出现缩松和夹渣问题,进行了工艺改进,通过浇注系统凝固顺序模拟及采用真空浇注等措施,找到了一种可行的铸造工艺方案。生产结果表明,该工艺方案解决了铸造中出现的缩松、夹渣缺陷,生产出优质的薄壁ZL114A铝合金锥件。     

薄壁铝合金铸件石膏型真空浇注加压凝固铸造工艺

对采用石膏型真空浇注加压凝固铸造工艺生产一项典型的铝合金薄壁铸件的工艺过程进行了探讨。通过对石膏型铸型制备工艺的控制及添加剂的合理使用,采用多点布局的开放式浇注系统,并对充型时间、浇注位置、铸型温度和金属液浇注温度等浇注工艺参数进行试验优化,最终确定了合理的浇注工艺参数组合,成功生产出满足技术要求的薄壁铝合金精铸件。