VAR熔炼补缩工艺对TC11钛合金铸锭质量的影响

将真空自耗电弧熔炼(VAR)补缩过程分为起始期、降温期和烘烤期,并结合各阶段特点研究了补缩工艺对TC11钛合金铸锭冒口深度、头部化学成分及平均晶粒尺寸的影响。结果表明:熔炼电流增大,铸锭冒口深度、头部成分偏差及平均晶粒尺寸均增大;随着降温持续时间的延长,冒口深度减小,且二者存在一定的线性关系;随着烘烤持续时间的延长,冒口深度减小,但会导致头部成分偏差及平均晶粒尺寸增大。VAR熔炼补缩前采用较小熔炼电流,延长降温期时间,控制烘烤持续时间,可获得冒口深度小、成分均匀、晶粒尺寸较佳的TC11钛合金铸锭。

H11Mo模具钢电渣锭补缩工艺应用研究

张宣科技特材研制公司新开发H11Mo模具钢,但电渣锭头部的渣沟与缩孔较深,自耗电极剩余多。有必要分析电渣重熔热封顶阶段自动控制补缩工艺的不足,提出适合、有效的补缩工艺控制新方式。经实践验证,生产问题得以解决,切损量减少,成材率提高。

电渣熔铸的补缩工艺

提出了电渣熔铸补缩工艺中的补缩时间和补缩量两个参数的选择并给出了计算公式。

平衡补缩铸造方法的补缩机理

介绍了平衡补缩铸造方法 ,并对其补缩机理和补缩过程进行了研究 ,指出平衡补缩铸造方法的关键在于采用专用压力机对冒口金属施加足够大的外加压力。另外 。

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。

平衡补缩铸造工艺原理

介绍了平衡补缩铸造方法 ,并通过对铸件凝固时间所进行的理论推导与分析 ,解决了平衡补缩铸造工艺中铸件体收缩时间与冒口金属补缩时间达到平衡的关键问题 ,可消除铸件缩松及组织疏松等铸造缺陷 。

真空差压铸造工艺的凝固补缩特性与模型

对不同保压压力下真空差压铸造试样致密度进行分析,探讨真空差压铸造工艺的凝固补缩特性,建立凝固补缩过程的数学模型。结果表明:真空差压铸造工艺的凝固补缩速度和补缩能力主要取决于结晶凝固时保压压力的大小;对于晶间同一部位来说,保压压力越大,补缩速度和补缩能力越强,组织越致密;对于晶间不同部位来说,致密度成V形变化趋势,且随着保压压力的逐渐增大,致密度越来越均匀。

等轴球晶凝固多相体系内热溶质对流、补缩流及晶粒运动的数值模拟 Ⅰ．三相流模型

基于Eulerian-Eulerian方法和体积元平均技术,建立了模拟等轴球晶凝固过程的液、固、气三相流模型．液、固两相处理成相互分离、相互扩散的介质,气相与液、固两相只存在热量及动量的相互作用,三相(凝固前)作为自由流体共享一个统一的压力场．分别求解三相的质量、动量、溶质、热焓守恒方程;相间的热量交换和摩擦拖拽以及液／固界面上的溶质再分配和凝固潜热释放,通过定义对应守恒方程的源项和交换项而加以考虑;另外,单独求解一个晶粒密度守恒方程．晶粒的形核生长(相变) 也加以模型化并体现在对应的源项中,模型中所用的密度定义为溶质与温度的函数,因此可综合考虑热溶质对流、晶粒运动及凝固收缩所引起的补缩流动．凝固过程的体积收缩及补缩流动将体现在气／液自由表面的波动上．

铸造合金凝固过程补缩机理的探讨及其应用

从金属凝固理论及流体力学理论出发，建立了描述铸造合金凝固过程中补缩现象的数学模型，通过分析与计算，定量地揭示了传统工艺的合理性，并指出了其中存在的一些偏见。

铸造过程补缩机理及其数学模型

通过对铸造合金凝固过程补缩现象的分析，以流体力学理论为依据，建立了描述铸造合金凝固过程中补缩现象的数学模型。通过对公式各参数的分析、对比，比较了各种铸造方法补缩能力的强弱，提出了影响补缩的主要工艺参数，并指出了工艺设计过程中应注意的问题。

离心铸造钛合金熔体补缩过程渗流流量及相似准则

对离心力场下钛合金熔体补缩过程中渗流流量公式进行理论推导,并对渗流流动机制进行分析,同时依据渗流流量公式和相似物理模拟理论,提出离心力场下物理模拟钛合金熔体补缩渗流流动时的相似准则。研究表明:离心力场下钛合金熔体补缩过程中的渗流流量公式,可根据雷诺数分为4个阶段进行推导:低速渗流、达西渗流、过渡区渗流以及高速区渗流,4个阶段的补缩渗流流量均随着旋转速度和离心半径的增加而增大,并且模拟流体粘度与钛合金熔体粘度之比为0.365。

半固态流变成形工艺理论——第2部分 流变补缩理论

半固态合金熔体的体收缩是液相和固相温度降低带来的体收缩以及凝固相变体收缩3部分之和,其大小主要受各相的收缩系数和固相率控制。半固态熔体的缩孔形成机理是液相被固相包围封闭,收缩得不到补充,形成分散孤立的小缩孔,一般不形成集中缩孔。半固态成形的补缩机理是整体流变补缩,其中直接加压成形中的补缩机理是压缩流变补缩,而间接加压成形的补缩机理是胀形流变补缩。实现补缩要求所加压力大于整体流变抗力的同时,还要求加压时间大于全部凝固时间以及加压流变速度大于体收缩速度。给出了补缩条件的数学计算公式。

采用View Cast设计铸钢件的补缩和浇注系统

以铸钢芯盘为例,介绍了利用计算机程序进行补缩系统和浇注系统设计的新方法。根据凝固时间和热节数计算出冒口和冒口径的尺寸和数目,对铸件及其补缩系统进行凝固计算,利用计算结果得出最佳的补缩系统。在最佳补缩系统的基础上进行浇注系统的设计,根据铸件的最小壁厚和浇注温度计算了铸件的浇注系统,并对铸件充型凝固过程进行了模拟。最后通过实际生产,证明了该工艺的合理性。

离心铸造钛合金熔体补缩过程渗流流动物理模拟

采用相似物理模拟法,研究了离心力场下钛合金熔体补缩过程中渗流流体体积的变化规律,并与大断面充型流动进行了对比。结果表明:随着补缩时间和旋转速度的增加,补缩过程中渗流流体体积增大;同时随着流体粘度和多孔介质孔眼数的减小,补缩过程中渗流流体体积也相应增大;当铸型顺时针旋转时,浇道左侧相对于右侧,先进行补缩渗流;补缩过程中渗流流动与大断面宏观充型流动相比,在相同时间内,渗流流体体积减少。

旋转电磁场作用下金属凝固补缩机理探讨

研究了金属熔体在旋转电磁场作用下的凝固过程。据金属凝固理论和磁流体力学分析 ,电磁搅拌力引起的动量对流对补缩的促进作用并不大。旋转电磁场阻碍中心疏松、缩孔形成的机制为 :电磁力引起的动量对流增强了熔体的热、质传输过程 ,使熔体温度分布更趋均匀 ,温度梯度减小 ,使心部熔体的固相率更趋一致且在短时内增至特征固相分数 ,且凝固末期熔体的凝固速率增大 ,使心部熔体在短时内凝固 ,从而避免了中心疏松。

高温合金真空电磁铸造补缩数学模型的建立与应用

为了提高高温合金母合金锭的内在质量,本文提出了高温合金的真空电磁铸造技术,并建立了表示高温合金真空电磁铸造凝固过程中液态金属补缩能力的数学模型。利用该模型比较了K417高温合金真空电磁铸造和真空熔铸两种铸造方法凝固过程中液态金属补缩能力的强弱,并通过试验验证了数学模型计算结果的准确性。试验结果表明:在高温合金凝固过程中施加60 A5、0 Hz的电磁搅拌,可以大幅提高液态金属的补缩能力,使高温合金母合金锭中心缩松和缩孔的比率从54%降低到33%,因而大幅提高了高温合金母合金锭的利用率。

浇注系统和冒口联合补缩消除球铁镶圈铸件缩孔缺陷

锻压机用球铁镶圈铸件,牌号QT450-10,外径φ2 364mm,内径φ2020mm,厚120mm,重995kg。为了防止铸件产生铸造缺陷,运用均衡凝固理论,采用顶注、内浇道分散引入、浇注系统和冒口联合补缩工艺。直浇道φ80mm;双向梯形横浇道,上底35mm,下底45mm,高50mm;内浇道宽50mm,厚8mm,长10mm,共24只。在浇注系统的对面安放侧冒口1只,直径φ180mm,高350mm;冒口颈宽220mm,厚20mm,长10mm,用于溢流和补缩。经批量生产验证,铸件内无缩孔、缩松缺陷,上表面无渣孔、气孔缺陷,工艺出品率81%。实际证明:采用均衡凝固理论设计球铁圈形铸件的补缩系统是可靠的。

小型球铁件的收缩特点及其补缩工艺

根据国内外有关研究结果,阐述了球墨铸铁件冷却凝固过程中的体积变化规律,建立了球墨铸铁的收缩和膨胀模型,用以分析球墨铸铁小件的缩孔缩松形成机理。以轮毅铸件为例提出了防止缩孔缩松缺陷的工艺措施。

铸钢件冒口离开热节动态顺序凝固补缩特性的研究

采用正交设计现场浇注，试验研究了铸钢件冒口离开热节动态补缩特性．结果表明，冒口位置对补缩效果影响显著，铸钢件冒口在离开铸件的几何热节处，实施动态顺序凝固补缩，提高了冒口补缩效率和工艺出品率．在试验条件下，冒口离开几何热节的距离为一倍热节圆直径时。