预埋Monel管铸造铜水套的界面特征研究

针对预埋Monel 400合金管的铸造铜水套,重点研究了不同Monel管外壁形貌(光滑管,螺纹管)在不同的浇注温度(1150、1200、1250℃)下的界面特征。结果表明:浇注温度和埋管形状显著影响预埋Monel400合金管铸造铜水套的界面冶金结合特性。随着浇注温度的升高,光滑管和螺纹管铸件界面层的平均厚度逐渐增加。浇注温度1150℃时,铸件界面层的显微硬度和剪切强度都明显低于浇注温度大于1200℃的铸件。在同一浇注温度下,光滑管铸件扩散层的厚度大于螺纹管铸件,界面处的显微硬度小于螺纹管铸件,但光滑管铸件的界面剪切强度与螺纹管铸件的界面剪切强度相当。     

基于CAE铝合金壳形件浇注系统的研究

针对实际压铸生产中的零件,设计了两种类型的浇注系统,运用有限元模拟软件对两种浇注系统的铝合金铸件压铸过程进行数值模拟,得到优化浇注系统的设计.结果表明,在浇注温度700℃、模具温度230℃和冲头压射速度2m/s的情况下,壳形件采用中心浇口浇注系统比侧端面浇口浇注系统优化,有效地避免了铸件中的缩孔、缩松等缺陷,同时在优化设计基础上生产出致密的铝合金铸件.     

TA1气缸体铸件开发

TAI发动机缸体采用KW静压造型线造型，铸件水平浇注。砂芯全部为冷芯。浇注系统采用中注式，内浇道在曲轴轴承弧面处。采用热风冲天炉-工频炉双联熔炼，气压保温浇包浇注。浇注温度：1420-1440℃。铸件工艺调试之前采用计算机对铸件的浇注过程、温度场分布、可能产生缩松的位置等进行了模拟，并对工艺进行优化．有效地缩短了铸件开发的周期和降低开发成本。     

新型Fe-W合金应力框铸造应力模拟及变形分析

利用铸造模拟软件Pro CAST对新型Fe-W合金应力框件在3种不同浇注温度、浇注速度和砂型预热温度下进行了铸造应力场模拟,得到铸件的应力分布情况,并对模拟结果进行了分析。分析了铸件位移最大节点处的位移随浇注温度、砂型预热温度和浇注速度的变化。设计L_9(3~4)正交试验对铸件残余应力、位移和砂型预热温度、浇注速度、浇注温度的关系进行了探讨,并分别采用单因素分析法和极差分析法对模拟结果进行了分析,结果表明:砂型预热温度对残余应力和变形影响较大,砂型预热温度越高,铸件残余应力越小,变形越小;浇注温度对残余应力影响次之,对变形的影响最小,浇注温度越高残余应力越大,变形越大;浇注速度对残余应力影响最小,对变形的影响次之,浇注速度越大,残余应力越小,变形越小;浇注速度为0.6 m/s,浇注温度为1 560℃、砂型预热温度为600℃时,铸件产生的残余应力较小,浇注速度为0.7 m/s,浇注温度为1 560℃、砂型预热温度为600℃时铸件产生的位移、变形较小,可指导实际生产。     

1300缸体的工艺设计与优化

针对1300缸体铸件气孔缺陷问题,在分析缸体铸件结构特点和原铸造工艺的基础上,探究了缸体铸件气孔缺陷产生的原因,优化了浇注系统方案。采用中注式浇注系统、卧浇、一箱两件的工艺方案,电炉出铁温度为1 450~1 480℃,控制浇注温度在1 420~1 440℃,浇注时间缩短为27~29 s。优化后铸件气孔缺陷明显减少。     

铝合金OCV阀座充型凝固过程数值模拟及工艺优化

基于对OCV阀座压铸生产过程的工艺性分析,设计了3种浇注系统,利用有限元软件ProCAST对OCV阀座在3种浇注系统下的零件成形过程进行了数值模拟,研究了铸件的质量与充型速度、浇注温度以及模具预热温度之间的关系。研究表明:当充型速度为65 m/s,铝合金浇注温度为610℃,模具预热温度为140℃时,铸件成形效果最好。     

基于数值模拟的通海阀铜合金铸件工艺优化

针对某船舶通海阀在铸造过程中易产生缩孔、缩松等缺陷问题,以Cu-7Ni-7Al-4Fe-2Mn合金通海阀铸件为研究对象,使用三维制图软件UG构建了铸件3D模型,并结合通海阀铸件的结构特性,设计了底注式浇注系统。利用数值模拟软件模拟了铸件的砂型铸造过程,分析了可能出现缩孔、缩松缺陷的位置,优化了通海阀铸件的浇注系统。研究了浇注温度、浇注时间、铸型预热温度等参数对铸件缩孔、缩松率的影响规律,结合正交试验方法优化出匹配的铸造工艺参数。研究结果表明,工艺参数对通海阀铸件缩孔率的影响程度从大到小依次是浇注时间、铸型预热温度、浇注温度。优化后的工艺参数分别为浇注温度1 200℃,浇注时间30 s,铸型预热温度35℃。通过在铸造缺陷较多的部位增大冒口尺寸,有效减少了缩孔、缩松铸造缺陷的产生。     

基于数值模拟的发动机缸体压铸模浇注系统优化设计

针对镁合金发动机缸体设计了2种不同类型的浇注系统,运用铸造模拟软件ProCAST对2种浇注系统下铸件的充型和凝固过程进行模拟,预测了充型时间、凝固时间和铸件中可能存在的缩孔、疏松及气孔缺陷的分布与尺寸,提出了优化的浇注系统设计。结果表明:在浇注温度670℃、模具初始温度220℃、压射速度8.5m/s的条件下,扇形浇注系统设计优于梳形浇注系统设计。     

某汽车铝合金减震塔真空压铸工艺设计与优化

针对某汽车铝合金减震塔铸件的结构特征，设计了真空压铸浇注系统，并数值模拟了其真空压铸过程。研究了浇注温度、压射速度、模具温度和真空度对铸件质量的影响规律，设计正交实验得到最优的工艺参数（浇注温度720℃，压射速度2.5 m/s，模具温度230℃，真空度25 kPa）。针对铸件壁厚较大区域存在的缺陷，设计了补缩冒口，有效减少铸件的缩松缩孔缺陷，获得了品质良好的铸件。     

Makino铣床大型床身铸造过程模拟及工艺优化

针对Makino铣床床身铸造工艺,利用Anycasting软件模拟了铸件的充型和凝固过程,分析了铸件成形过程中内部温度场、流场的变化规律。通过综合考虑浇注温度(1 280、1 320、1 360和1 400℃)和充型速度(1.0、1.2和1.4m/s)对成形的影响,得出浇注温度和充型速度对铸件品质的影响。结果表明,采用优化浇注工艺参数(浇注温度为1 320℃,充型速度为1.2m/s),在合理位置处设置冒口,把最后凝固位置控制在冒口内部,可解决气孔缺陷。以铸件内部温度场分布为依据,减小了铸件缩孔倾向,为实际生产提供参考。     

6.0MW风力发电机球铁底座铸件的生产

利用2台20 t中频电炉熔炼铁液,生产质量为60 t的6.0 MW超大型风力发电机球铁底座铸件.采用底注式浇注系统,厚大部位设置冷铁,顶部设置冷冒口,低温快速浇注.通过严格控制化学成分和出炉温度,合理设计熔化工艺及球化处理、孕育处理流程,尽量缩短铁液停留时间,解决了小容量电炉生产超大型厚壁球墨铸铁件容易导致球化衰退和石墨畸变的难题.     

大断面球墨铸铁件的质量控制措施

大断面球铁件易出现石墨球粗大，石墨球数量减少，石墨漂浮，石墨球畸变，开花状石墨、碎块状石墨等缺陷，所以大断面球铁件的制造技术一直是铸造界公认的一个难题。结合国内外大断面球铁件的生产现状，总结出了一系列在生产过程中通常采取的质量控制措施，例如加快冷却速度、严格控制化学成分，适当添加微量合金元素、合适的球化处理和孕育处理等。应用这些措施，可以得到内外质量优良的大断面球墨铸铁件。     

厚大断面球墨铸铁件生产中若干问题的探讨(1)

介绍了厚大断面球墨铸铁的凝固时间长、共晶结晶平台长、石墨球数少、易畸变、基体组织异常等凝固特性,通过理论与生产实例相结合的方法,阐述了碎块状石墨问题,石墨球数少与石墨畸变的关系,球化剂、w(Mg残)量、RE与石墨畸变的关系,CE及化学成分的选择问题,厚大断面球墨铸铁件若干问题的措施,球化剂中RE问题以及如何增加石墨球数问题。最后指出:要保证厚大断面球墨铸铁正常生产,除上述问题外,还有浇注系统优化和浇注时间控制的问题,生产过程质量控制以及生产组织等问题,这些都需要注意和严格控制。     

Development of thermal simulation system for heavy section ductile iron solidification

A new reliable thermal simulation system for studying solidification of heavy section ductile iron has been developed using computer feedback control and artificial intelligent methods. Results of idle test indicate that the temperature in the system responses exactly to the inputted control data and the temperature control error is less than ± 0.5 %. It is convenient to simulate solidification of heavy section ductile iron using this new system. Results of thermal simulation experiments show that the differences in nodularity and number of graphite nodule per unit area in the thermal simulation specimen and the actual heavy section block is less than 5 % and 10 %, respectively.     

Ni对厚大断面球铁显微组织和力学性能的影响

以不含Ni和含Ni的厚大断面球墨铸铁为研究对象,并对其进行低温两阶段退火处理(760℃+4 h和730℃+4 h)。采用光学显微镜、扫描电镜、电子万能试验机和布氏硬度计等研究了厚大断面球铁试样不同部位的显微组织和力学性能。结果表明:退火处理后,试样的铁素体含量达到了95%以上。随着凝固时间的增加,从试样表面到心部位置,出现了畸形石墨,导致力学性能急剧下降。与未加Ni相比,含0.6%Ni试样的石墨球细小圆整,基体组织得到细化,力学性能明显提高。     

采用覆砂铁型生产水冷排气管

介绍了MKJ水冷灰铸铁排气管的铸件结构及技术要求,并详细阐述其生产工艺:覆砂铁型铸造,采用带有过滤网和集渣包的半开放式浇注系统;型腔覆砂层为8~10 mm;在砂芯中安放芯骨,芯头以相连的方式来加强砂芯结构强度;孕育剂为75%的SiCaBa+25%的75SiFe,包内加入,加入量为0.4%,处理温度为1 500~1 515℃,浇注温度为1 410~1 440℃。最终生产的MKJ排气管无裂纹、漏气等现象发生;金相组织为:石墨全部为A型,石墨长度为4级,基体组织为95%的珠光体;抗拉强度为275 MPa,硬度为202 HB。     

原铁液硅含量对厚大断面球墨铸铁件石墨形态与力学性能的影响

为研究原铁液硅含量对厚大断面球墨铸铁件凝固组织石墨形态和力学性能的影响,使用高精度热模拟系统,考察了不同硅含量的原铁液经过相同球化孕育工艺处理后在相同凝固条件下获得的厚大断面球墨铸铁件试样的凝固组织石墨形态和力学性能。结果表明,球化孕育工艺相同时,随着原铁液硅含量提高,厚大断面球墨铸铁件石墨形态恶化,力学性能下降。当钇基重稀土球化剂和含Ba孕育剂加入量分别为1.8%和0.4%时,原铁液硅含量控制在1.2%以内,有利于防止厚大断面球墨铸铁件石墨畸变,提高铸件力学性能。     

二次孕育对大断面球铁组织及性能的影响

介绍了4种不同类型的二次孕育剂对模拟尺寸为φ590 mm×800 mm的大断面球墨铸铁的组织及性能的影响。结果表明,二次孕育工艺对球铁尤其是大断面球铁的石墨及力学性能均有良好的改善作用;利用Si-Ba-Ca孕育剂进行孕育处理后再添加0.15%的该孕育剂作为二次孕育处理,可改善铸件组织及提高铸件力学性能;S-O孕育剂和Si-Ba-Ca孕育剂的效果相对较好,模拟铸件中碎块状石墨区域明显减少、石墨球形态圆整、球化率较高,还可以有效避免孕育衰退,使铸件获得较好的微观组织和最佳的综合力学性能。     

Sb对厚大断面球墨铸铁组织和性能的影响

研究了Sb对厚大断面球墨铸铁组织和力学性能的影响,详细阐述了该试验采用的炉料、化学成分、球化处理、孕育处理以及热处理等试验方法。试验结果表明:(1)合理的RE加入量可以中和Sb的反球化作用,改善石墨形态,增加石墨球数量;(2)Sb强烈细化珠光体,但是含量太高会导致碳化物的生成;(3)采用940℃(3 h)+460℃(4 h)的热处理工艺,合金含量为w(Cu)1.0%、w(Sn)0.15%和w(Sb)0.025%时,70 mm厚的附铸试块性能可以达到QT800-2的要求。     

汽车发动机前支架球化浇注工艺的优化设计

实际生产条件下,对球铁生产工艺进行正交设计优化,对其试样进行金相组织观察和力学性能测试。试验结果表明,铁液在相同的出炉温度条件下,球化处理时间延长,石墨球长大且数量减少;在相同的球化处理时间条件下,铁液出炉温度的提高,也使石墨球变大数量减少;在相同的浇注条件下,铁液出炉温度高,球化处理时间长,同样使石墨球长大且数量减少;石墨球的长大且数量减少,对强度和硬度的变化不明显,而冲击韧性、断面收缩率和延伸率有所下降;确定最佳的工艺参数为铁液出炉温度为1525℃,球化处理时间为2min,浇注温度为1400℃。