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。     

基于数值模拟的镁合金真空压铸浇注系统设计与优化

设计出两种类型的浇口及浇注系统,运用有限元模拟软件对两种设计进行模拟,观察液态金属充型及凝固过程中流场和温度场的分布.根据凝固规律有效预测铸件中可能存在的缩孔及气孔缺陷的分布与尺寸,找出优化的浇注系统设计.结果表明:在浇注温度655℃、模具初始温度200℃、冲头压射速度3 m/s、真空度30 kPa情况下,具有阶梯分型面结构的浇注系统优于平直分型面结构;同时在优化设计基础上生产出具有致密微观结构的镁合金零件.     

基于数值模拟的镁合金压铸浇注系统的设计与优化

对镁合金壳体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设计的充型和凝固过程进行模拟,通过观察流场和温度场的分布情况,预测充型时间、凝固时间以及铸件中可能存在的缩孔及气孔缺陷的分布与尺寸,提出优化的浇注系统设计.结果表明:在浇注温度655℃、模具初始温度200℃、冲头压射速度2.4 m/s的条件下,阶梯分型面设计采用的浇注系统优于平直分型面设计的浇注系统.     

基于数值模拟的镁合金仪表盖浇注系统的设计与优化

对AZ91D镁合金仪表盖设计了两种类型的浇注系统,并采用ProCAST软件对两种浇注系统下金属液充型和凝固过程进行数值模拟.结合铸件选定节点的速度时间图、金属液汇合处的速度矢量图和凝固时间分布图进行综合分析,预测压铸件中可能存在的缩松、缩孔及气孔缺陷的分布与体积分数,得出优化的浇注系统.两种工艺方案对比结果表明,在浇注温度为660 ℃、模具初始温度为200 ℃、冲头压射速度为2.5 m/s的条件下,内浇道设置在最大厚壁处的浇注系统更为合理.     

铝合金发动机缸盖铸造工艺的计算机模拟分析

在对铝合金发动机缸盖进行工艺分析的基础上,制定了3组浇注方案,分别为缝隙式顶冒口补缩浇注系统、顶冒口直接浇注系统、半开放式半包围型横浇道浇注系统.通过使用铸造数值模拟软件对金属液的充型和凝固过程进行数值模拟,认为缝隙式顶冒口补缩浇注系统为最优方案.确定了缸盖的优化工艺参数:模具预热温度为400℃,浇注温度为720℃.在该组优化的工艺参数下,通过对金属液的充型和凝固过程的动态观察,预测了充型时间、凝固时间和可能存在的缩松、缩孔及气孔缺陷的分布与体积分数.     

一种无余量叶片定向凝固工艺的研究

通过一种无余量叶片的定向凝固工艺试验,确定了该叶片的浇注系统、定向凝固工艺参数。结果表明,定向叶片在浇注系统中的分布方式及引晶位置对柱状晶的生长和温度场分布有直接影响,带冠叶片将引晶段与榫头相接能够更好地防止叶片扭曲变形,减少叶片表面缩松、裂纹等缺陷。由正交试验发现,型壳预热温度、浇注温度过低及拉晶速率过快不利于柱状晶的生长和保证凝固面的温度梯度。型壳预热温度为1 510~1 520℃,浇注温度为1 510~1 520℃,拉晶速率为5.0mm/min时,能够更好地消除叶片表面斜晶、断晶,获得品质稳定的定向凝固细直柱状晶叶片。     

基于数值模拟技术镁合金压铸模浇注系统优化设计

设计3种类型的浇注系统,运用铸造专用模拟软件JSCAST对3种浇注系统进行压铸数值模拟试验,分析液态金属充型及凝固过程中的速度场和温度场的分布,根据凝固规律有效预测铸件中可能存在缩孔及气孔缺陷的分布,从而选取T型浇注系统作为缸盖罩的最佳浇注系统并对其进行优化。试验结果验证了优化设计的可行性以及压铸过程数值模拟的可靠性,对压铸生产具有一定的指导意义。     

基于ProCAST的底座压铸充型模拟与工艺优化

设计了铝合金底座压铸件的浇注系统,利用ProCAST软件进行了充型凝固过程数值模拟,用模拟结果修正了浇注系统并给出优化后的工艺参数:浇注温度为610℃,模具预热温度为180℃,压射速度为2m/s。设计并制造出底座压铸模具,生产出合格的底座压铸件,验证了模拟结果的正确性。     

基于数值模拟的箱体浇注系统设计与优化

利用铸造分析软件对变速箱箱体消失模铸造原工艺浇注系统进行模拟。初始工艺参数:浇注温度为1420℃,负压为-0.05MPa。通过观察分析模拟结果,预测了原工艺的充型时间、凝固时间以及铸件中可能存在的缩松、缩孔缺陷的分布与尺寸。针对这些缺陷设计了新的浇注系统并进行模拟。采用修改后的浇注系统,工艺参数不变,通过对金属液的充型和凝固过程的动态观察,发现新设计的浇注系统能减少缩松、缩孔缺陷。     

立式离心铸造顶头模具设计及充型凝固模拟

根据Φ136mm的穿孔顶头外形,设计一种立式离心铸造顶头的模具。通过数值模拟软件模拟其充型过程及凝固过程,离心铸造工艺参数为离心转数300 r/min、浇注温度1530℃和充型速度0.25m/s。模拟结果表明:铸件的充型过程基本平稳、快速,大概10.7s充型完毕;凝固过程中铸件温度场分布符合顺序凝固的要求,需1237s完全凝固。另外,固相分数也证实了铸件凝固过程是合理的。     

活塞式压缩机缸体充型凝固过程数值模拟研究

通过对活塞式压缩机缸体底注方式和顶注雨淋两种工艺方案的充型和凝固过程的数值模拟，揭示了缸体的液相分布和温度场分布及凝固顺序和冷铁的特殊作用，冷铁使顶注雨淋方式的下低上高的温度场分布趋势得到明显的加强，改善了缸体在凝固过程中的液相分布，改变了先中间后两头的凝固顺序，缸体从总体上形成了从下往上的有利于补缩的凝固顺序。从而得出了压缩机缸体的最佳铸造工艺方案是顶注雨淋浇注系统＋硕部压力冒口＋底部冷铁＋阀孔冷铁＋缸径冷铁（下部），并预测了压缩机缸体缩孔缩松产生的部位和大小。实际生产验证了模拟结果的正确性。     

活塞式压缩机缸体底注工艺中充型和凝固过程数值模拟

通过对活塞式压缩机缸体底注工艺方案的充型和凝固过程的数值模拟，揭示了缸体的液相分布、温度场分布及凝固顺序，通过及时补浇冒口和冷铁激冷等措施，使下高上低的温度场分布变为下低上高的分布趋势，从而改善了缸体在凝周过程中的液相分布，改变了先中间后两头的凝固顺序，缸体从总体上形成了从下往上的有利于补缩的凝固顺序，并预测了压缩机缸体缩孔、缩松产生的部位和大小。采用改进后的工艺进行生产，取得成功，从而验证了模拟结果的正确性。     

运用均衡凝固技术解决压缩机缸体缩孔缩松

利用均衡凝固技术，将大型活塞式压缩机气缸体的原底注工艺改为项注雨淋工艺，并采用冷铁等措施，使项注雨淋方式的下低上高的温度场分布趋势得到明显的加强，改变了先中间后两头的凝固顺序，缸体从总体上形成了从下往上的有利于补缩的凝固顺序，从而有效解决了压缩机缸体缩孔缩松缺陷。数值模拟结果和实际生产结果验证了工艺改进的正确性，而且废品率由原来的10％降低为5％，工艺出品率由原来的75％提高到85％～90％，效果显著。     

铸件充填过程的计算机数值模拟

本文概括地叙述了近年来国内外学者在铸件充填过程的计算数值模拟方面所做的工作,包括浇注系统中的流量、流速问题,型腔中的流场问题,以及在考虑了充填过程中伴随有金属液温度降低情况时上述问题的处理,指出了当前研究工作中存在的问题。     

基于CAE分析的电脑外壳压铸模浇注系统的设计

针对镁合金特殊的凝固性质和金属铸型的不透明性,借助Pro/Engineer2001软件,基于PlasticAdvisor模块,设计了镁合金电脑外壳压铸模连续锥形浇注系统,探讨了该系统在材质为AZ91D合金时的浇注环境.模拟结果表明,该浇注系统填充过程平稳,温度场分布均匀,所得压铸件气体夹杂和冷隔缺陷少,整体质量较高.     

基于Flow-3D摩托车轮毂压铸成型浇注系统优化设计

分析了摩托车后轮毂的结构特点,计算了压力铸造浇注系统的工艺参数,应用Flow-3D软件对金属液在不同浇注系统结构中的充填过程进行数值模拟。结果表明,采用单横浇道和单内浇口的浇注系统,会导致制件最终温度场不均匀,且在轴孔处聚集较大面积的氧化夹杂物;采用双横浇道和双内浇口,从轮毂的两个凸缘同时充填,可以保证零件的完整成型,且制件温度场均匀,避免产生氧化夹杂物,生产的摩托车后轮毂可满足质量要求。     

Characteristics and influence factors of mold filling process in permanent mold with a slot gating system

The main problems caused by improper gating are entrained aluminum oxide films and entrapped gas. In this study, the slot gating system is employed to improve mold filling behavior and therefore, to improve the quality of aluminum castings produced in permanent molds. An equipment as well as operation procedures for real-time X-ray radiography of molten aluminum flowing into permanent molds have been developed. Graphite molds transparent to X-rays are utilized which make it possible to observe the flow pattern through a number of vertically oriented gating systems. The investigation discovers that there are many influencing factors on the mold filling process. This paper focuses its research on some of the factors, such as the dimensions of the vertical riser and slot thickness, as well as roughness of the coating layer. The results indicate that molten metal can smoothly fill into casting cavity with a proper slot gating system. A bigger vertical riser, proper slot thickness and rougher coating can provide not only a better mold filling pattern, but also hot melt into the top of the cavity. A proper temperature gradient is obtainable, higher at the bottom and lower at the top of the casting cavity, which is in favor of feeding during casting solidification.     

消除过桥箱缩孔缩松缺陷的工艺措施

分析了过桥箱产生缩孔、缩松缺陷的原因：（1）浇注温度过高;（2）浇注系统设计不合理;（3）金属液冶金质量不高。通过严格控制浇注温度、改进浇注系统,采用高效保温冒口、提高工业碳素废钢配比、使用增碳剂等措施,消除了过桥箱缩松、缩孔缺陷,降低了产品的外废率。     

球墨铸铁开花状石墨的防止

在铁路机车弹簧外套(QT450-10)的厚壁处易出现开花状石墨,认为是该铸件两耳孔处为热节部位,加之浇注系统不合理所致。为此采用垂直封闭式浇注系统、选用低RE球化剂,以及控制铁液出炉温度≥1520℃,浇注温度在1420~1460℃等措施,改善了铸件内在质量,提高了外套铸件的成品率。