发热保温冒口套在特种焊丝用钢907A模铸中的应用研究

针对特种焊丝用钢907A模铸用发热保温冒口的材质进行改良设计,并对冒口内不同位置钢液的温降进行数值模拟。结果显示,钢温从1580℃降至1522℃需要约41 min。将该材质的发热保温冒口套用于9炉907A钢的真空熔铸试验,浇注温度1640~1650℃,浇注速度375~400 kg/min,切除冒口后,铸锭锭身无二次缩孔,有效提高铸锭成材率;将铸锭冒口成分与浇注前钢液成分对比,未发现冒口套在使用过程中,会对合金成分和气体含量产生不利影响。

阶梯浇注系统中从分配直浇道底端引入金属液的效果

用FLOW-3D软件分别对金属液从分配直浇道顶端引入以及底端引入两种阶梯浇注系统进行了充型数值模拟,获得了各层内浇道充型顺序和流入金属液质量占比。结果表明,底端引入式阶梯浇注系统可以实现自下而上的逐层充型目标,底层内浇道充型金属液量可以降到45%以下。

铸造CAD/CAE智能冒口工艺优化设计

基于华铸CAE和UG平台,开发了铸造CAD/CAE铸钢件智能冒口优化设计CAD系统,实现铸造工艺设计(CAD)与模拟仿真(CAE)的紧密结合。首先,使用CAE模拟得到不带冒口工艺的铸钢件的孤立液相区信息;接着应用二次开发技术,在UG显示孤立液相区,然后结合周界商法,自动建立冒口的三维模型;最后以简单铸件为例,进行了实际浇注实验,设计结果基本合理。系统实现了冒口工艺的自动设计,为模拟验证乃至实际生产提供较佳的推荐方案。该技术能提高冒口工艺设计效率与精度,缩短设计周期,保证产品质量,提高工艺出品率。

冒口高度对大型锻造钢锭内部质量影响的数值模拟研究

通过数值模拟研究冒口高度对45 t钢锭凝固过程和内部质量的影响,通过钢锭生产和钢锭模测温验证了模拟结果的合理性。模拟结果表明,对大型上注钢锭,冒口高度越高,心部疏松越小,但对钢锭本身温度场分布和偏析形成影响不大,凝固条件主要受钢锭本身结构的影响。

铸件热节变化与冒口位置的分析

热节是铸件凝固慢的节点或区域,可分为几何热节、物理热节、接触热节和流动热节。热节的位置、大小受铸件结构、铸型材质和浇冒口系统的开设位置所影响。冒口的开设应使接触热节、流动热节与几何热节分离。

基于模流分析的注塑模浇口优化设计

注塑模浇口的位置和数量对制件的翘曲变形量、表面质量、气泡、熔接痕的位置、数量及强度都有很大的影响。应用专业模流分析软件Moldflow模拟注塑充模过程,对某料斗座成型模具的浇口进行优化分析,确定了合理的浇口设计方案。应用此计算机辅助分析方法缩短了模具开发周期,研制出了高质量的模具,获得了较理想的产品。

基于数学解析法确定冒口尺寸的主要方法述评

介绍了基于数学解析法确定冒口尺寸的代表性研究成果，如凝固速率比法、Ｑ参数法、改进Ｑ参数法及周界商法等。

大型铸钢件冒口设计及其凝固过程模拟

以挤压机前梁铸造为例,根据挤压机前梁的尺寸和形状,设计出合理的冒口,并利用ProCAST软件对挤压机前梁的凝固过程进行模拟,以检验冒口设计的合理性,同时对设计的冒口进行优化设计。首先对铸件本体进行凝固过程模拟,确定铸件本体热节的数量和位置,进而确定冒口尺寸、数量和位置,然后对铸件初始工艺方案进行凝固过程模拟分析,并通过模拟结果对铸件工艺方案进行优化改进,对优化后的工艺方案进行凝固过程模拟。模拟结果表明优化后的工艺方案合理,冒口能够充分补缩铸件,铸件表面和内部无缺陷,组织致密。

汽车转向摇臂铸造工艺计算机数值模拟

应用Magma软件对三种不同结构转向摇臂的不同工艺方案进行凝固模拟,根据凝固模拟结果显示的缺陷及内部缩松情况,提出改进工艺方案并对其进行凝固模拟,选择最佳方案应用于生产。

浇注系统对离心铸造TiAl合金杆形件缩孔缺陷的影响

采用数值模拟方法研究杆形件直径和补缩冒口结构对离心铸造TiAl合金杆形件缩孔缺陷的影响,并根据充型和凝固温度场对影响的原因进行分析。结果表明:杆形件直径由16mm增加到20mm,并进一步设计成入口处直径20mm、远端直径16mm的锥形,杆形件补缩通道被阻塞的趋势逐渐减小,用于补缩的金属液温度提高,凝固时间逐渐增长,因而补缩效果提高,杆形件缩孔缺陷水平逐渐降低;基于杆形件的锥形设计,相比无补缩冒口的杆形件,增加环形补缩冒口,充型时金属液顺序凝固趋势减弱,凝固时用于补缩的金属液温度降低,凝固时间缩短,因而补缩效果降低,缩孔缺陷水平略有提高;增加锥形补缩冒口,充型时金属液顺序凝固趋势增强,凝固时用于补缩的金属液温度提高,凝固时间增长,因而补缩效果提高,缩孔缺陷水平降低。优选最佳设计进行了浇注实验,杆形件剖面最大缺陷孔隙率平均值与模拟实验的结果基本一致。

发热保温冒口套的结构优化

应用Procast软件对发热保温冒口套和冒口套中金属液的温度场进行数字模拟,并分析了发热保温冒口套在凝固过程中的燃烧情况,及其对金属液温度的影响。并对生产实际浇注过程中冒口套的燃烧情况进行观察,发现可通过优化发冒口套中发热材料的分布,可有效地降低发热保温冒口套的生产成本。

铸钢冒口最小安全高度及富余钢液体积比的计算

通过建立冒口铸件凝固数学模型,利用凝固时间与模数对应关系的Chvorinov法则,推导出了冒口最小安全高度、冒口富余钢液体积比计算公式。在用模数法或其他方法设计铸钢冒口时,可用其计算冒口最小安全高度和冒口富余钢液体积比作为校核。实践表明,冒口最小安全高度应大于铸件壁厚或热节圆的25%、冒口富余钢液体积比大于15%,冒口缩孔不会深入铸件内部。在此前提下,冒口补缩效率可不受限制,铸造工艺出品率显著提高。

基于数值模拟的冒口优化设计

对压水堆核电站蒸汽发生器支承铸件用数值模拟的方法直接寻找铸件的热节位置,根据得到的热节数据设计冒口,并对设计的冒口进行数值模拟,直至得到最优结果。设计结果能够在保证铸件品质的前提下,节约金属材料,减少机械加工成本,提高铸造效益。

铸造工艺CAD冒口系统的开发研究

提出了将MFC和ARX结合开发铸造工艺CAD冒口系统的思想,论述了冒口系统结构,阐述了开发冒口系统的实现方案。

常用保温冒口的试验与性能分析

对常用的四种保温冒口在一定条件下进行浇注试验,并分析浇注后冒口状态。试验结果表明,这四种保温冒口都各有优缺点,硅酸铝纤维型和空心微珠型保温冒口的综合性能较好,同时可通过一定的方式改善其他类型保温冒口的综合性能。

板类件冒口优化设计的模拟研究

基于ProCAST铸造工艺模拟软件,采用冒口生长算法,并结合贪吃蛇算法的快速优化过程,对板类铸件冒口设计进行了优化,并与传统的模数设计法进行了比较。模拟分析结果表明,不同厚度的板状件,经过5到6次计算,可获得最优解,同时冒口体积减小46%以上,工艺出品率普遍提高了20%左右,铸件体积V_C与冒口体积V_R之间的关系可表示为V_C=(2.4~2.6)V_R。针对40 mm板状件的浇注试验结果表明,优化设计的冒口能满足铸件不存在缩孔缺陷的铸造要求,冒口的体积为模数法的48%,工艺出品率可提高22%,同时凝固时间缩短了550 s。

铸钢件补缩系统三次方程CAD实用化研究

本文介绍了铸件补缩工艺的设计方法和计算机程序。使用表明,该程序可以快速准确地计算铸件的冒口和冷铁尺寸。

铸造工艺CAD系统数据库集成过程中相关标准的应用

总结了在铸造工艺CAD系统软件开发及数据库集成过程中用到的相关标准,包括CAD制图标准、标准中间件的选择和以国标为依据的铸造工艺设计手册的使用。以绘图标准为例,介绍了以AutoCAD为二次开发平台的国标的应用及相关设置。

汽车制动钳体冒口颈缩孔工艺改进

汽车制动钳体是制动系统的关键零件,其铸件品质要求高,在生产中易产生缩孔缺陷。通过分析铸件冒口颈缩孔产生的原因,结合计算机凝固数值模拟,优化浇注系统和冒口设计,实现浇注液流均匀,冒口充分补缩,有效地解决了铸件冒口颈缩孔问题。