基于增材制造叶轮的熔模铸造工艺研究

使用FDM 3D打印增材技术和数值模拟软件对叶轮熔模铸造过程进行了研究。设计了底注式、顶注式和侧注式浇注系统,利用AnyCasting软件对各个浇注方案进行数值模拟分析,得到最佳浇注方案。采用增材制造技术和熔模铸造工艺制备出了合格铸件。结果表明,AnyCasting软件可以准确预测熔模铸造的缺陷,熔模铸造工艺可以很好地结合增材制造技术,并且能获得优良铸件。该研究解决了由于叶轮模具制造工艺繁琐所带来的铸造缺陷问题。

矿用平板车车轮铸件熔模铸造工艺优化

矿用平板车车轮铸件结构复杂,在熔模铸造过程中经常会产生缩松缩孔等缺陷。通过数值模拟软件分析该铸件的浇注过程,结果显示在车轮轮辋底部存在较多缩松缩孔,严重影响了铸件质量。为降低该铸件的缩孔率,对工艺方案进行改进,同时针对浇注温度、浇注速度、型壳预热温度三个工艺参数进行优化。各个工艺参数之间对缩孔率的影响是相互的,通过正交试验获得最优工艺组合。优化后的工艺参数提升了车轮铸件的工艺质量和生产效率。

不锈钢支架熔模铸造工艺优化

通过ProCAST软件对除草机不锈钢支架进行熔模铸造的数值模拟,预测铸件缩孔缺陷分布情况,并对其浇注系统进行改善。利用正交试验对铸件的工艺参数进行研究,通过分析获得工艺参数的最佳方案。对该结果进行数值仿真以及实际铸造,发现铸件缺陷明显减少,这为不锈钢支架的生产提供了参考。

英德两家公司合并将为熔模铸造树立标杆

特克莫精密铸件公司(Texmo Precision Castings)将收购德国布兰克熔模铸造公司(Feinguss Blank)的大部分股份,这有望推动熔模铸件行业的创新。这项收购后,该公司将以特克莫布兰克(Texmo Blank)的名义进行交易,这是唯一一家能够在美国、欧洲和亚洲制造熔模铸造件的专业厂家。

特殊钢模铸生产中钢锭模组合优化研究

针对特殊钢的生产特点,提出求解特殊钢模铸生产过程中的钢锭模组合优化问题的方法,该方法将钢锭模组合优化问题抽象为背包问题,并使用动态规划算法和递归回溯算法进行求解,能快速计算具有最优锻造比的钢锭模组合方案,还能计算所有满足要求的钢锭模组合,同时考虑了出钢量与电炉生产能力是否匹配的问题。通过对生产实例进行试验,验证了该方法的有效性,能够在一定程度上满足特殊钢企业的实际应用需求,对实际生产具有一定的指导意义。

基于熔模铸造的DLP光固化增材制造装备的研制

文章将DLP光固化成型技术与熔模铸造工艺相结合,研制了适用于陶瓷浆料打印的光固化增材制造装备。以实现DLP光固化成型工艺参数:曝光时间、曝光层厚及曝光强度等为设计出发点,合理设计光固化打印机的选型及零部件布置,验证最佳工艺参数,确定了设备最佳曝光时间为30~35 s;最佳打印曝光层厚为0.1 mm。

数值模拟在单晶高温合金熔模铸造中的应用

由于单晶高温合金消除了晶界这一高温薄弱结构,已成为航空发动机首选的热端部件材料。为了满足航空发动机对推重比和涡轮燃气温度的更高需求,新型单晶高温合金中添加了越来越多的Re、Ru等难熔元素,致使单晶制备过程中缺陷形成倾向显著提高,研制周期和研制成本明显增加,严重限制了单晶高温合金的产业化应用。近年来,随着计算方法和熔模铸造技术的发展,数值模拟在单晶高温合金制备领域中得到了越来越广泛的应用,已成为减少单晶铸造缺陷,获得高质量单晶铸件的重要手段。以商用铸造模拟软件Procast为例,对单晶高温合金定向凝固过程的温度场分布和组织演化进行了分析,综述了数值模拟在单晶熔模铸造研究中的应用现状。首先,介绍了数值模拟中的前处理过程,即几何建模、网格划分等,强调了前处理过程的注意事项。随后,根据已有文献,分析了数值模拟技术在研究温度场和晶粒组织演化过程的作用。最后,指出数值模拟技术在单晶高温合金熔模铸造领域进一步发展需要解决的问题。

熔模铸造ZL114A铝合金凝固过程界面换热系数研究

为获得ZL114A铝合金在凝固过程中温度场的分布规律,根据实际工况设计了测温实验方案,利用热电偶和热成像仪得到了金属及其型壳在凝固过程中温度场的变化曲线,并根据实际测得的温度曲线借助ProCAST模拟软件中的反算模块对铸件与型壳间的界面换热系数进行了反求,得到了更加符合实际的界面换热系数。随后对其进行验证,用该界面换热系数所模拟求得的金属液温度曲线与实测值最大温差为10℃,型壳温度曲线与实测值最大温差为15℃,该方法及结果为铝合金熔模精铸模拟界面换热系数的设置提供了参考依据。

燃气轮机叶片快速熔模铸造工艺优化

针对传统熔模铸造工艺在确定压型尺寸时需要反复多次试验所带来的时间长、成本高问题,进行了叶片快速熔模铸造方法的研究。该方法采用ABS打印燃气轮机叶片,并通过粘接蜡质浇注系统组成熔模模组。经5层挂砂后将失蜡、焙烧后的铸造型壳浇注金属,获得了叶片铸件。同时,针对生产过程中的型壳破裂建立了变形协调方程,应用有限元软件分析获得了铸件和型壳的应力等效应力云图,提出了优化措施,最终获得了优质铸件。

钛合金薄壁弯管熔模铸造工艺研究

通过对钛合金薄壁弯管的结构进行分析,利用三维软件UG对其进行几何建模,采用ProCAST软件对顶注式、雨淋式和底注式三种浇注方案熔模铸造工艺进行了数值模拟,研究对比其在三种浇注方案下铸件的充型及可能出现缺陷的情况。得出在底注式浇注工艺方案下铸件的整体质量最优的结论,并对其进行了试验验证,获得无疏松和夹杂等缺陷的优质铸件。

一种304不锈钢圆球阀的熔模铸造工艺优化

在304不锈钢圆球阀传统的熔模铸造生产过程中,采用经验确定的工艺参数往往无法完全消除缺陷,在阀体与法兰转角处存在一些缩孔,严重影响产品质量。利用ProCAST软件对不锈钢圆球阀铸件的成形进行了仿真和缺陷分析,发现传统工艺方法在阀体与法兰转角处存在较多大而集中的缩松。重新设计浇注系统结构、调整工艺参数,设计了正交试验方案。结果显示,在浇注温度1550℃、浇注速度1.0 kg/s、型壳预热温度1150℃工艺参数下,阀体与法兰转角处的缩孔消失。

ZL114A合金密封套熔模铸造工艺优化

利用Procast软件对ZL114A合金密封套熔模铸造工艺进行了数值模拟,在铸件法兰及中间薄壁区域发现疏松缺陷,通过工艺试验,证明了数值模拟结果准确性。分析了缺陷产生的原因,并在第一版铸造工艺基础上,采取风冷措施达到铸件快速凝固目的。数值模拟和实际生产结果表明,铸件缺陷完全消除,能够满足使用要求。

Y型管熔模铸造数值模拟工艺研究

Y型管作为航天器燃料的输送管道对其使用寿命极其关键。本文通过三维造型软件对Y型管进行几何建模和结构分析,其整体壁厚较薄,3个法兰及凸台位置较厚,存在充型困难,易产生冷隔等铸造缺陷。采用ProCAST模拟软件对熔模铸造工艺下Y型管进行数值模拟,设置不同的浇注温度和模壳温度,研究对比不同工艺下铸件的冶金质量,选择最优工艺参数,进而提高Y型管的使用寿命。模拟结果表明,在浇注温度1650℃和模壳温度350℃时,在3%判比下,铸件疏松体积最小,为1.42 cm^(3),得到铸件的冶金质量最优,随后对该工艺参数方案进行了实验验证。经DR验证,得到满足相关技术协议的规定的铸件,实验与模拟结果一致,验证了模拟结果的可行性和准确性。

机车转向架用轴箱体熔模铸造工艺研究

介绍了轴箱体铸件的结构特点、技术要求。通过改进轴箱体熔模铸造冒口,提高了铸件的内部质量;改进浇注位置,降低了铸件的夹砂缺陷;改变工艺收缩率,确保了铸件的尺寸精度符合图纸要求。

模铸氩气保护浇注装置中的内部流场分析

本文主要研究了模铸氩气保护浇注装置中的内部流场分析。介绍了氩气保护浇注装置的工作原理、主要组成部分以及应用背景与意义。对内部流场的概念进行了定义,并探讨了内部流场形成的机制和影响因素。然后介绍了流场的数值模拟方法,包括流动方程的建立、边界条件与初始条件的处理以及数值求解的方法和步骤。最后进行了氩气保护浇注装置内部流场的仿真分析,展示了流场分布的结果,并进行了数据分析和解读。本研究对于提高模铸氩气保护浇注装置的性能和效率具有重要意义。

3D打印在快速熔模铸造技术中的应用

研究了3D打印技术在快速熔模铸造中的应用,通过数字建模直接制造复杂、高精度的铸件,降低新产品开发成本并缩短生产周期。以小型叶轮为例,展示了3D打印光固化成型工艺在熔模铸造中的创新应用,解决了传统精铸技术中的难题,不仅优化了传统铸造工艺流程,推动3D打印技术在多个领域的广泛应用,为制造业带来了革命性变化,促进铸造行业高质量发展。

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。

CaO-SiO_(2)-Al_(2)O_(3)-Na_(2)O-MgO系模铸保护渣微观结构解析

为明晰化学成分变化对模铸保护渣物性的影响机制,采用Raman光谱对CaO-SiO_(2)-Al_(2)O_(3)-Na_(2)O-MgO系熔融模铸保护渣的微观结构进行了解析.熔体结构解析结果表明,熔渣中存在Q_(Si)^(0),Q_(Si)^(1),Q_(Si)^(2),Q_(Si)^(3),Q_(Si)^(4)五种硅氧四面体结构和Q_(Al)^(2),Q_(Al)^(3),Q_(Al)^(4)三种铝氧四面体结构,随着碱度升高和Al_(2)O_(3)质量分数减小,高聚合度四面体结构向低聚合度转变,熔渣非桥氧数增多,聚合程度降低.物理性质测试结果表明,黏度随Al_(2)O_(3)质量分数增大而升高,随碱度的升高而降低;表面张力随Al_(2)O_(3)质量分数的增大而减小,随碱度的升高而增大,这与熔渣微观结构转变行为相符.探讨了渣金界面反应对模铸保护渣微观结构、物理性质及卷渣行为的影响.

合金钢支架熔模铸造的工艺优化

在分析了合金钢支架铸件原熔模铸造工艺产生缩孔、缩松及浇不足等铸造缺陷的基础上,经过Pro/E和ProCAST两种软件相结合的形式对其铸造工艺进行优化。通过对铸件的浇注位置、排气位置等进行合理的改进,使铸件缺陷明显减少,合金钢支架成品率和表面质量提高。

新型水冷模铸生产抗层状撕裂特厚板的浇铸参数模拟优化

新型水冷模铸锭模系统由可调整锭模、水冷铜底板、保温帽及控制系统组成,从生产抗层状撕裂性能特厚板的提料尺寸来倒推水冷模铸的尺寸,并通过Anycasting软件进行4因素5水平正交试验模拟,确定目前水冷控制系统下的最优锭模尺寸(宽面锥度0.75%,窄面锥度0.45%,窄面弧半径1 500 mm,保温帽高度500 mm)及浇铸后2~8 h跟进冷却工艺,并利用水冷模铸中心加隔板的方式,将铸锭一分为二达到一模双锭,类似定向凝固的方式,来使中心的偏析和疏松缺陷存在于坯料的表面,更易于清理,从而提高坯料质量,并可使轧制过程中渗透作用更为有效,达到生产抗层状撕裂特厚板的目的。生产200~400 mm的特厚板钢板,内部质量符合标准JB/T4730.5-2005的Ⅰ级及特厚板的抗层状撕裂Z35性能。