顺序凝固工艺对大长径比装药缩松的影响研究

针对顺序凝固工艺对大长径比装药易形成缩松的问题,分别以受控生长期、自由凝固期的相界面形貌特征参数为中间量,建立了工艺参数到缩松体积的4层关联路径,选择TNT/RDX(33.8/65)炸药、长径比5∶1的装药模具,进行了正交仿真、极差分析以及Spearman相关系数计算,结果表明,降低水温、入水速度以及提高环境换热系数可提高受控生长期的相界面高度、开口角,从而降低自由凝固期的凝固区间最大厚度,最终减少缩松体积;工艺参数影响强弱为:水温、入水速度、环境换热系数;降低入水速度、提高环境换热系数可减少对低水温的依赖。本研究探明了顺序凝固工艺参数对大长径比装药相界面演化及缩松的影响机理,可为相关工艺设计提供理论支撑。

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。

重卡轮毂的缩松缩孔形成机理及工艺优化

针对重卡汽车轮毂在铸造过程中出现的缩孔缩松缺陷问题,采用顺序凝固结合均衡凝固理论,利用华铸CAE进行铸造模拟,优化了补缩系统。优化后的浇冒口系统显著缩短了凝固时间,降低了因缩松缩孔造成的废品率。结果表明,铸件的结构完整性和理化性能均满足标准要求。本研究为提高铸件质量和优化铸造工艺提供了有益参考。

240气缸盖蠕墨铸铁件缩孔缩松的防止措施

介绍了240气缸盖铸件的结构及技术要求,详细阐述了原生产工艺及铸件出现的缩孔、缩松问题,通过对原工艺进行分析,经过多次工艺改进,解决了铸件缩孔、缩松问题。最后指出:(1)对于内腔形状复杂、壁厚突变较大的铸件,在铸造工艺设计时可选择顶注式雨淋浇注系统+冒口的铸造工艺,有利于实现顺序凝固和补缩,减少缩孔、缩松类铸造缺陷;在铸件心部热节部位,通过合理设计冷铁进行激冷,同时需要适当提高冒口模数,能够有效消除铸件缩孔、缩松类铸造缺陷,获得致密的铸件本体组织,满足铸件使用技术要求。

ZL101A铝合金拉伸断口缩松缺陷产生原因

某批次ZL101A铝合金试样在进行拉伸试验后,其断口出现了缩松缺陷。采用宏观观察、X射线检测、金相检验、扫描电镜及能谱分析、力学性能测试等方法分析了缩松缺陷产生的原因,以及缺陷与材料力学性能的关系。结果表明:在铸造过程中,ZL101A铝合金局部得不到及时补缩,金属液在凝固过程中收缩不一致,导致材料产生缩松缺陷;缩松缺陷严重降低了ZL101A铝合金材料的力学性能,随着缩松缺陷面积的增大,材料的抗拉强度和断后伸长率均呈下降趋势。

硅钼球墨铸铁排气歧管缩松的解决

用原有球墨铸铁浇注工艺生产的硅钼耐热球墨铸铁排气歧管铸件,由于硅钼耐热球墨铸铁的流动性更差,排气歧管壁厚差大,孤立热节多,补缩困难。因此在铸件多个孤立螺栓根部产生缩松,缩松达到100%,在均衡凝固浇注系统工艺设计指导下,利用接触热节和靠近热节生产出质量优良的排气歧管,缩松得以消除。

QT400-15托盘铸件气孔和缩松的产生原因及防止措施

介绍了托盘球墨铸铁件的结构及技术要求,阐述了原生产工艺及铸件出现气孔与缩松的位置和特征。分析了托盘产生气孔与缩松缺陷的原因,认为铸型水分过高导致了侵入性气孔缺陷的出现,冷铁使用不合理导致热节处产生了缩松缺陷。通过采取烘烤砂芯和砂型减少水分含量,提高砂型透气性和增加出气,优化冷铁摆放位置和形状以消除热节,增大冒口尺寸以提升液态补缩,提高铁液碳含量来增强自补缩能力等措施,消除了球墨铸铁托盘的气孔和缩松缺陷。验证试验生产的同型号托盘铸件均未产生气孔与缩松缺陷。

蠕墨铸铁缸盖孤立热节区缩松缺陷分析及对策

随着商用车发动机功率和爆压增大,发动机缸盖承受的载荷愈来愈高,铸件材质从传统的HT300提升到RuT450,而复杂的产品结构和RuT450材料均使铸造工艺性变差。介绍某大马力发动机缸盖铸件在HWS静压造型线上一型两件立浇工艺条件下,针对RuT450材质及孤立热节区域缩松问题进行工艺研究与验证的情况,通过浇注系统的补缩改进、多种冷铁方案的应用、铁液蠕化率的管控等措施实施,有效解决了缸盖铸件喷油孔、导管孔、螺栓孔等孤立热节部位缩松问题。

球铁缸盖缩松原因分析与解决措施

针对某球铁缸盖铸造过程中出现的缩松问题,通过对缩松发生部位进行分析研究,结合铸造模拟软件对现有工艺进行优化,通过改进浇注方式、优化冒口设计、增加明出气孔等措施,最终解决了缸盖缩松问题,并实现了批量生产。

K439B高温合金变截面铸件缩孔缩松数值模拟与试验

具有变截面结构特征的铸件极易产生缩孔缩松缺陷,而准确预测并抑制缩孔缩松是制定合理铸造工艺的关键技术之一。采用有限元方法对K439B高温合金变截面铸件精密铸造过程进行了数值模拟,对比分析了Porosity判据、Niyama无量纲判据和APM(Advanced Porosity Model)判据的缩孔缩松数值模拟结果,结合铸造试验结果,确定了APM判据具有更高的数值模拟精度。在此基础上,采用APM判据数值模拟了不同截面铸件的缩孔缩松演化特点。数值模拟结果表明:随着截面比值由2∶1增加到12∶1,特征区域的孔隙率由2.31%增大到4.56%,孔隙总体积由0.44 cm^(3)增加到3.65 cm^(3),并且大体积分数的宏观缩孔逐渐增多,而锥形孔隙的长宽比则不断减小。

防止高强度灰铸铁气缸盖缩松缺陷的工艺研究(1)

介绍了TCD发动机气缸盖铸件的结构及技术要求,针对采用原铸造工艺生产该铸件过程中出现的缩松问题,从缩松产生机理、气缸盖结构、浇注系统设计、凝固过程、金相组织、力学性能、气密性检测和解剖等方面进行了分析,对影响缩松缺陷的铸件结构、化学成分、浇注系统等关键因素和局部激冷工艺进行了系统性的研究,最终确定了优化方案。经实际生产验证,气缸盖铸件的缩松废品率由60%降到0.5%~1%,有效解决了铸件缩松废品率高的问题。

浅谈球墨铸铁的缩孔缩松问题(2)

介绍了熔炼因素对球墨铸铁缩孔、缩松影响的共识、争议的观点,阐述了需加强通过提高熔炼质量、优化炉料配比及浇注过程中气体排放等措施来改善球墨铸铁的缩孔、缩松倾向的观点,提出了炉料配比对铁液熔炼质量的影响。最后指出:(1)过冷度是判断铁液熔炼质量的一个重要量化指标,球墨铸铁理想的再辉回升温度在2~5℃;(2)随着铁液纯净度及熔炼质量的提高,采用过高的CE对生产球墨铸铁并没有多大的好处;(3)凡是能增加共晶后期细小石墨析出的球化剂、孕育剂及处理工艺都能减小铁液的过冷度;(4)控制好浇注过程中的型腔及金属内部的气体排放,有利于防止球墨铸铁的缩孔、缩松缺陷。

浅谈球墨铸铁的缩孔缩松问题(1)

介绍了熔炼因素对球墨铸铁缩孔、缩松影响的共识、争议的观点,阐述了需加强通过提高熔炼质量、优化炉料配比及浇注过程中气体排放等措施来改善球墨铸铁的缩孔、缩松倾向的观点,提出了炉料配比对铁液熔炼质量的影响。最后指出:(1)过冷度是判断铁液熔炼质量的一个重要量化指标,球墨铸铁理想的再辉回升温度在2~5℃;(2)随着铁液纯净度及熔炼质量的提高,采用过高的CE对生产球墨铸铁并没有多大的好处;(3)凡是能增加共晶后期细小石墨析出的球化剂、孕育剂及处理工艺都能减小铁液的过冷度;(4)控制好浇注过程中的型腔及金属内部的气体排放,有利于防止球墨铸铁的缩孔、缩松缺陷。

镍基单晶高温合金对接平台内缩松缺陷的形成机制研究

目的研究镍基单晶高温合金对接平台内的枝晶生长行为及凝固缺陷的形成机制。方法在不同抽拉速率条件下,通过定向凝固技术制备了具有对接结构的镍基高温合金单晶铸件,采用实验与有限元模拟相结合的方法,研究了对接平台内缩松缺陷的形成机制,并讨论了抽拉速率对缺陷形成的影响。结果缩松缺陷主要出现在各对接平台的最后凝固区,随着抽拉速率的增大,缩松缺陷的范围有所增大、数量有所增加。结论铸件各平台中上侧位置均形成了缩孔缺陷,这与铸件特殊的对接型几何结构有关;随着抽拉速率的增大,凝固界面的下凹程度增大,平台两侧熔体过早凝固,使平台内部补缩通道受阻,最终导致各平台最后凝固区产生缩松缺陷。

运用MAGMA软件辅助解决排气管螺栓凸台缩松问题

介绍了球墨铸铁排气管铸件的结构,详细阐述了原工艺生产过程中在#4螺栓凸台中心出现的微观缩松和加工漏气问题。通过原因分析,在螺栓凸台处分别设计了随形冷铁、排气针、侧冒口这3种优化工艺,运用MAGMA模拟软件中的DOE自主优化模块,以及对3种优化工艺及原工艺的充型及凝固过程的模拟分析,优选出最佳设计方案进行实际生产验证,生产结果显示:采用侧冒口工艺可以有效消除排气管螺栓凸台的缩松缺陷。

球铁内燃机机身缩松缺陷的工艺改进

重点讨论了球墨铸铁机身在铸造过程中冒口根部的缩松缺陷。通过降低铸件浇注温度上限,即由1360~1380℃变为1360~1370℃范围内,同时将冒口颈尺寸为φ60 mm的φ120 mm保温冒口更改为冒口颈尺寸为30 mm×60 mm×25 mm的φ150 mm木质冒口以解决铸件冒口根部缩松缺陷。生产结果显示缩松问题得到彻底解决,为解决其他机身缩松缺陷提供了参考依据。

GH3230合金热控凝固试板补缩距离与缩松判据研究

针对GH3230合金热控凝固试板补缩距离与缩松判据开展研究,获得了真空水冷热控凝固工艺下不同厚度试板的补缩距离,是真空重力铸造各厚度试板补缩距离的10~14倍以上。通过数值模拟计算得到GH3230合金凝固成形产生缩松的临界判据值为10.0K^(0.5)·s^(0.5)cm^(-1),并完成反推验证,准确度达到96%。为提高试样凝固时的温度梯度,进行了锡冷热控凝固试验,发现锡冷热控凝固工艺可以消除300mm×3mm试板的缩松缺陷。

单晶高温合金对接铸件内缩松缺陷的数值模拟

采用ProCAST有限元模拟软件对镍基单晶高温合金对接结构铸件内缩松缺陷的形成进行了数值模拟研究。结果表明,铸件内缩松缺陷主要出现在对接平台的最后凝固区,其形成主要受两方面因素影响:一是铸件几何结构的影响,狭窄的对接平台不利于金属液补缩,在平台位置处,已凝固金属会堵塞后续凝固合金的补缩通道;二是抽拉速率的影响,随着抽拉速率的增大,凝固界面的“下凹”程度增加,金属液补缩难度增大,缩松缺陷的范围和数量均增加。

防止高强度灰铸铁气缸盖缩松缺陷的工艺研究(2)

介绍了TCD发动机气缸盖铸件的结构及技术要求,针对采用原铸造工艺生产该铸件过程中出现的缩松问题,从缩松产生机理、气缸盖结构、浇注系统设计、凝固过程、金相组织、力学性能、气密性检测和解剖等方面进行了分析,对影响缩松缺陷的铸件结构、化学成分、浇注系统等关键因素和局部激冷工艺进行了系统性的研究,最终确定了优化方案。经实际生产验证,气缸盖铸件的缩松废品率由60%降到0.5%~1%,有效解决了铸件缩松废品率高的问题。

Niyama判据对铸件缩孔缩松预测的适用性

应用ProCAST有限元模拟软件包的Niyama判据对TiAl合金十字板状铸件中肉眼可见的宏观缩孔缩松进行了预测,并通过实验进行了验证.结果表明:对于Ti-47Al-2Cr-2Nb合金十字板状铸件,判据值主要受到铸件壁厚(冷速)的影响,判据值随铸件壁厚的增加而增大,宏观缩孔缩松最严重的区域不是判据值最小的区域,而判据值最小的区域只有显微缩松而没有宏观缩孔缩松,所以无法根据判据值大小来确定宏观缩孔和宏观缩松产生的位置及大小.分析表明,Niyama判据是一种基于枝晶间显微缩松的预测判据,其判据值适用于评定显微缩松产生的倾向性,可以较准确地预测出显微缩松产生的位置.由于宏观缩孔和宏观缩松形成机理与显微缩松不同,所以不宜用于壁厚悬殊的复杂铸件宏观缩孔缩松的预测.