基于NSGA-II遗传算法的定轴注射模具成型工艺参数优化

为解决注射成型过程中铸件的质量和铸造效率低等问题,提出一种NSGA-II算法和TOPSIS方法与响应面法相结合的新型注射工艺参数优化筛选方法。以定轴为研究对象,采用Box-Behnken设计,以熔体温度、模具温度、注射时间、保压压力为变量,以翘曲变形量和体积收缩率为响应变量,采用NSGA-II遗传算法对2个响应的目标函数执行优化,用TOPSIS方法求解优化得到的Pareto前沿解集,找到最优解。仿真结果表明,当注射时间为40.71s、模具温度为131℃、熔体温度为180.07℃、保压压力为65 MPa时,翘曲变形降低了10.92%、体积收缩率降低了11.19%。优化后的注射工艺参数可有效消除铸件内部收缩松动和缩孔缺陷,形成性能良好的致密铸件,提高了产品质量。

热等静压工艺提升铸件致密度的研究

热等静压可作为一种在惰性气体环境中利用高温高压在密闭空间中对铸件进行处理的特殊热处理技术。介绍了铸件经过热等静压后处理对其显微组织和致密度的影响,以及热等静压工艺过程中时间、温度和压力的控制以消除铸件内部封闭孔隙,减少铸件缺陷,显著提升铸件致密度。

铸造工艺数据驱动的工程机械铸件缺陷预测

针对砂型铸造过程缺陷难以寻因、工艺数据类别不平衡问题,提出了一种基于特征重分布与代价敏感学习的卷积神经网络缺陷预测方法。首先,根据样本特征相关性,对特征向量排列顺序进行了优化;其次,基于不平衡工艺数据样本设计了代价敏感正则项,对模型损失函数进行了修正;最后,构建了缺陷预测模型(FR-CS-CNN)。测试结果表明,本研究构建的FR-CS-CNN在总体预测精度上达到了93.67%,相比卷积神经网络提升了2.96%。

基于数据合成与机器学习的6DM气缸体复杂铸件缺陷预测

在汽车核心零部件制造等关键领域,复杂铸件出现缺陷的后果尤为严重,因此对复杂铸件进行缺陷预测并提高其生产质量刻不容缓。本文针对实际铸造过程中采集到的6DM气缸体复杂铸件生产数据中气孔、砂眼等缺陷类别的数据量严重不平衡问题,对基于数据合成与机器学习的6DM气缸体复杂铸件缺陷预测进行研究,梳理了人工神经网络与复杂铸件缺陷预测的研究现状,结合企业现场生产情况,开展了需求分析,获取6DM气缸体复杂铸件生产数据。并基于SMOTE(synthetic minority oversampling technique)算法,创建了合成数据集,采用合成数据集作为训练模型的数据集,预测准确率达到99.37%。结果表明,构建的复杂铸件缺陷预测模型能够准确预测复杂铸件缺陷。

火力发电厂蒸汽管道ZG15Cr1Mo1V铸造水压堵阀裂纹缺陷成因分析

铸造水压堵阀裂纹缺陷已是火电金属监督检验典型问题之一,为探究裂纹缺陷成因,指导现场检验和缺陷处理,本文以ZG15Cr1Mo1V主汽和再热热段堵阀大规模裂纹缺陷为研究对象,从材料特性、水压堵阀结构特征、制造工艺、服役特点等方面展开分析。结果表明:堵阀制造阶段已存在微小原始缺陷,运行服役后扩展形成裂纹缺陷;材料特性和制造工艺决定其存在原始缺陷的倾向较大;分型铸造方式导致阀体两侧缺陷差异明显;水压试验时堵阀仅前侧受力的状况造成阀体前后侧裂纹缺陷差异;相贯线过渡区域、口环连接区域易形成缩松、微裂纹等缺陷,且过渡区域多为应力集中区,导致裂纹缺陷易在此富集与扩展;制造热处理和运行服役阶段温度、压力的作用,促使裂纹缺陷的生成与扩展。

中大型往复泵泵盖铸件的工艺设计及优化

针对中大型往复泵泵盖铸件在生产过程中出现的缩松、缩孔等缺陷,利用AnyCasting铸造模拟软件对原工艺方案进行了凝固过程的模拟以及缺陷预测。结合缩孔缩松形成机理,分析了铸件产生缺陷的原因,并对原工艺方案进行了优化。采用优化后的原工艺方案能获得质量合格的铸件,但工艺出品率仅为45%。为获得质量合格的铸件,同时提高铸件工艺出品率,设计了新的工艺方案,通过对新工艺方案的模拟优化,铸件的工艺出品率提高到62%,达到了节能减材的目的,提高了企业的生产效益。

多源异构数据驱动的砂型铸造复杂铸件质量预测

砂型铸造复杂铸件会出现冷隔、气孔、砂眼、缩孔等缺陷,需要对铸件质量进行预测。其中,影响铸件质量的因素包括工艺参数和产品结构,而铸件三维结构复杂,存在表征困难、形貌与铸件成形质量间关系无法确定的问题。针对上述目标和问题,课题组开展了多源异构数据驱动的砂型铸造复杂铸件质量预测研究。首先,采集了混砂造型、熔炼浇注等过程的结构化工艺参数数据和产品三维结构;其次,构建了深度卷积自编码器,实现了对复杂铸件三维结构的特征提取,获得了特征数据;最后,构建了工艺、三维异构数据驱动的砂型铸造复杂铸件质量预测模型,对铸件缺陷进行了准确预测。

缸体铸件气孔缺陷成因分析及改进措施

2.5 L柴油机缸体铸件在工艺验证和小批量生产阶段,水套部位气孔为最突出的铸造缺陷,主要是由于水套砂芯发气未有效排出和水套结构孤立高点铁液温度低所致。通过增加内浇道优化浇注系统、设置排气通道回路增加水套砂芯排气、提高浇注温度等措施,有效解决了水套的气孔缺陷问题。经生产验证,气孔缺陷废品比例大幅度下降,由原来的11%左右下降到了0.6%左右。

WP10缸盖铸造缺陷分析及工艺改进

针对WP10缸盖铸件毛坯由于铸造工艺设计不合理而导致的铸件废品率较高的情况,对WP10缸盖铸造缺陷进行了分析,对其铸造工艺进行改进,通过修改浇注系统截面积、增加气眼针、增加气眼针高度以及增加局部壁厚等方法,有效地降低了铸件的废品率。

行星架铸件成型数值模拟及缺陷精准调控

行星架是采煤机齿轮传动系统中承受转矩、动载的关键传动件,使用中常多发裂纹缺陷而导致报废。基于此,针对采煤机齿轮传动用行星架的铸造工艺方案,利用ProCAST软件研究行星架铸件在充型和凝固过程中的温度场、速度场、凝固固相率及缩松缩孔分布等模拟结果,对铸造方案进行了优化。结果表明,添加明冒口和冷铁后,行星架的缩松缩孔等缺陷得到了有效控制,行星架侧板部分缺陷减少57%以上,柱状部分缺陷完全避免,有效指导了煤机齿轮传动用行星架缩松类缺陷的防治,进而从根本上解决多发裂纹的问题。

导流支板精铸件缺陷成因分析及改善对策

导流支板为壁厚不均的空心、扁形、薄壁大平面复杂结构熔模精铸件,经常出现鼓包、疏松、缩孔、夹渣等铸造缺陷,通过在蜡模大平面增加工艺筋、制壳捆绑镍铁丝、模壳内腔灌砂等方式增加型壳强度,并采用ProCAST软件模拟优化浇注系统以及合金锭料和真空熔炼浇注等措施实施,解决了铸件存在的鼓包、疏松、缩孔、夹渣等缺陷,改善后铸件质量满足技术要求。

汽车支架类铸件结构轻量化设计与实践

汽车轻量化作为节能环保的一种有效方法,对于改善能源、环境与安全问题具有重要意义。笔者通过工程实践从多个角度系统地开展了汽车结构件轻量化设计技术研究,总结提炼出结构件轻量化设计的原则与手法,进一步丰富了汽车零部件轻量化设计的技术基础,为整车的轻量化研究提供了参考。

改善铝合金压铸件缩松缩孔的技术

鉴于铝合金压铸件缩松、缩孔是发生频率较高且不易被观察识别的内部缺陷,对缩孔宏观和微观形态进行展示以及对缩孔改善进行说明。生产中通过采用局部挤压技术、高压点冷技术、仿形减重技术、减小余量少加工技术以及模具温控布局技术,优化压铸工艺,解决了压铸件缩孔缺陷。

大型结构件锻件的制造工艺与性能优化研究

本文针对大型结构件锻件的制造工艺及其性能优化进行研究,文章首先探讨了加热升温曲线对锻件性能的重要影响,并提出了相应的设计考量与方法。在实践中优化策略的应用对于提升锻件的内在质量和性能表现至关重要。本研究分析了去应力工艺原理及工艺参数对去应力效果的影响,进而探索了其在大型结构件锻造中的应用。在锻件性能优化部分讨论了结构设计优化与锻造参数的关系、材料选择与性能匹配以及热处理工艺对锻件性能的显著影响。最后对表面处理工艺及其对锻件性能的影响进行了研究,以期为大型结构件的锻造与性能提升提供理论支持和技术参考。

基于华铸CAE的静叶持环砂型铸造工艺参数与缺陷关系的研究

静叶持环砂型铸件中的缩孔、缩松、卷气、变形等缺陷对铸件性能影响很大,采用传统方法对其进行工艺优化难度较高。采用数值模拟和正交试验方法,研究了不同工艺参数对于合金充型凝固后缩孔缩松等缺陷的影响。结果表明,选取合适的浇注温度,适当缩短充型时间,适当提高铸型初始温度,可以有效降低铸件中的缩孔缩松率,选取较高的浇注温度可以降低铸件的变形量。充型时间15 s,浇注温度1590℃,铸型初始温度30℃时,该静叶持环砂型铸件质量最好。分析结果可为静叶持环砂型铸造的设计和制造提供理论和技术支持。

某钛合金油路密封盖细长弯管精铸镶铸工艺

针对某钛合金油路密封盖铸件具有直径小、长径比大的结构特点及铸造难点,设计采用镶铸工艺,重点叙述了镶铸金属管的铸造方法及注意事项,从工艺设计采取措施解决了细长弯管的形状控制、定位、热膨胀变形等问题,保证产品油路管整体结构铸造成形。结果显示:镶铸工艺成形钛合金细长油路管,铸件内腔无裂纹、夹渣、气孔等缺陷,产品外观和内在质量满足使用要求,尺寸精度达到CT7级。

大型不锈钢蜗壳的铸造工艺优化设计

根据不锈钢蜗壳铸件的结构特点,设计了开放式浇注系统。采用CAE软件对不锈钢蜗壳铸件的浇注和凝固过程进行数值计算,预测铸件缺陷可能出现的位置,并针对铸件的缺陷进行了铸造工艺方案的优化,确定冒口、冷铁、铬铁矿砂以及合适的浇注温度和充型速度等工艺参数,生产出满足设计要求的铸件,为类似铸件的生产提供参考。

稀土Ce固溶量对ZG32MnMoNiCu组织和性能的影响

通过向不同O、S含量的ZG32MnMoNiCu加入相同含量的稀土合金,研究稀土Ce对调质态ZG32MnMoNiCu组织和性能的影响。通过拉伸、冲击和硬度试验测试铸钢力学性能,同时采用扫描电镜对微观组织和断口形貌进行观察。结果表明:钢液中高的O、S含量与稀土Ce结合导致铸钢中稀土Ce固溶量降低,形成了稀土夹杂物,且当铸钢中稀土Ce固溶量达0.18%形成的稀土夹杂物发生了偏聚,呈聚集的和连续的链条状;铸钢中高的Ce固溶量提高了马氏体向回火索氏体转变的温度,在相同热处理状态下微观组织除了形成颗粒状的回火索氏体,局部还存在回火马氏体组织,导致铸钢的强度提高,塑性和冲击性能降低。

K403壳体铸件熔模铸造工艺研究

分析了某机壳体铸件结构及熔模铸造的工艺难点,通过合理制定制模、制壳、熔炼浇注等工艺方案及参数,解决了在试制生产过程中出现的疏松、冷隔、尺寸超差、变形等铸造缺陷;改进后的工艺不但可提高该零件铸造质量,而且也为后续该类型零件的熔模铸造工艺开发及优化提供了参考。

汽车支架类铸件的主要失效形式及改进方法

支架类铸件在汽车行业应用比较广泛,但是汽车安全性问题很多都与支架铸件的结构设计相关。通过多个典型的汽车支架铸件失效案例,分析其失效机制,总结了可参考借鉴的分析应对方法,解决了在开发初期的整车装配试验和道路试验中先后出现支架断裂的问题。