钛合金铸锭冒口损失率差异性成因分析及对策研究

VAR熔炼的钛合金铸锭,熔炼末期需要采用补缩工艺制度,降低铸锭冒口损失率,提高成材率。在实际生产过程中,钛合金铸锭冒口损失率受各种因素影响,每个铸锭之间存在较大差异,且波动范围大,损失严重。为了分析钛合金铸锭冒口损失率差异性的影响因素,应用Minitab统计软件,采用多因子方差分析方法进行研究,找出了熔炼工班次、补缩时间班次、探伤操作者、补缩期操作稳定性、补缩过程是否频繁短路等显著影响因子,排除了不显著的因子交互作用,并针对各显著因子,制定了相应的改进对策,有效降低了钛合金铸锭冒口损失率以及铸锭间的差异性,提高了成品率。

大中型球墨铸铁件冒口发热保温覆盖剂的补缩效率试验研究

简述了大中型球墨铸铁冒口覆盖剂的性能要求,提出了新的冒口补缩效率表征和测试方法,通过实际生产试用对新型大中型球墨铸铁件冒口发热保温覆盖剂和国内外2家著名公司同类产品进行了系统的对比研究。结果表明:大中型球墨铸铁件冒口新型发热保温冒口覆盖剂的发热反应起燃温度、起燃时间、发热速度、发热量和生产成本等得到综合平衡,具有低成本和环境友好的特点;新型覆盖剂中氟盐含量低,冒口根部未见石墨球粗大或球化不良缺陷,对球铁铸件表层的石墨球形态影响很小;新型覆盖剂可使大中型球墨铸铁件的冒口相对补缩效率高达50%,优于对比测试的国内外2家著名公司的同类产品,能较好地满足高端装备大中型球墨铸铁件生产要求;新建立的“冒口相对补缩效率”新指标反映了冒口缩沉总体积和形状(即冒口安全高度)的综合影响,比传统的“冒口补缩效率”更能准确地表征冒口的实际补缩能力和效果。

基于三维点云的大型铸件冒口切割轨迹规划

为解决人工切割大型铸件冒口对人体损害大,生产效率低和切割平面粗糙的问题,对视觉检测技术和机器人切割轨迹规划进行研究。首先,利用3D工业相机采集铸件三维场景点云信息;然后,通过提出的三点模板点云配准(three-point template point cloud registration, TTPCR)方法获取铸件切割点位的位姿信息,利用手眼标定变换矩阵把切割点位的信息变换到机械臂的基坐标系下;最后,利用空间圆弧的姿态插补求出切割轨迹的位姿信息,并用RoboDK软件开展实验。实验结果表明切割的误差小于1.3 mm,相对于传统的人工切割方法,切割豁口缝隙减少了37.5%,切割表面粗糙度降低了70.8%,切割表面平均粗糙深度降低了65.6%,满足铸件切割工艺要求,具有一定的工业应用价值。

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。

保温发热冒口铸造工艺与性能分析

针对目前传统常规保温发热冒口存在缩松、气孔等铸造缺陷的问题,分析了冒口的铸造工艺,采用模数法设计了高精度保温发热冒口,并与传统常规冒口进行比较,分析冒口精度、斜度和透气性等特性。将高精度保温发热冒口用于某铸造厂生产线,废品率降低了30%,出品率则由55%提高到59%。

采煤机摇臂壳体铸造冒口设计研究

采煤机摇臂壳体在铸造过程中需通过冒口来对铸件进行补缩,消除缩松缩孔等缺陷,保证毛坯铸造质量。通过对采煤机摇臂壳体的结构特点进行分析,并以某型号采煤机的摇臂壳体为例,介绍了铸造冒口的设计方法与设计过程。通过对摇臂壳体缩松缩孔区域分析、顶冒口设计、补贴设计以及侧冒口设计等,逐步完成了冒口设计方案,并利用铸造仿真软件对方案进行了仿真验证。最终得到的冒口设计方案有良好的补缩效果,消除了缩松缩孔缺陷。

非保温冒口在曲轴铸件上的应用

以某汽车1.2 L曲轴为例,利用MAGMA模拟软件对比分析了使用传统的圆柱形冒口、发热保温冒口以及新型矩形冒口对应铸件缩孔、缩松缺陷情况,模拟结果显示:新型矩形冒口的补缩效果最好,使用新型矩形冒口对应HUB孔位置未形成孤立热节,完全实现顺序凝固和有效补缩。为提高工艺出品率,对新型矩形冒口尺寸进行极限模拟,基于成本和质量平衡点选择合适的冒口大小,最后实现了铸件一次试制交样成功,加快了铸件开发速度,提高了铸件质量,降低了试制成本。

冷铁和冒口对ZL702A合金组织和力学性能的影响

利用金相显微镜和室温拉伸试验研究了冷铁和冒口对ZL702A合金组织和力学性能的影响。结果表明:优选呋喃树脂砂的目数为50/100,配方为树脂含量1.0%,固化剂0.4%。在一定范围内,冷铁越厚,组织越致密,综合力学性能越高。在实际的大型复杂结构铸件的生产过程中,应依据所需的性能、组织和冷速布置冷铁,在保证铸件顺序凝固的前提下尽可能增大冷铁厚度。根部尺寸大的冒口样品的二次枝晶臂间距小,综合力学性能高。冒口位置在铸锭中间时,合金的二次枝晶臂间距较小,合金的综合力学性能较高。

冒口硅质发热剂对模铸钢锭利用率的影响

硅质发热剂和普通铝质发热剂相比发热值更大、物理性能更优。在6.5T、3T上试验时,同炉不同支冒口上使用不同的发热剂,可发现硅质发热剂可以降低钢锭的冒口收缩率。在3.1T上试验时,同盘1支~2支冒口加入硅质发热剂,其余支冒口加入普通铝质发热剂。试验炉号铸棒称重时,先对铸棒整体称重,待铸棒冒口火切后再次对锭身进行称重。比较试验支铸棒和对比支铸棒发现,浇铸至冒口时使用硅质发热剂可以提高钢锭利用率0.27%~1.21%。

采煤机铸钢件冒口设计与计算方法发展综述

合理设计冒口对保证采煤机部件质量具有重要意义。介绍了目前通用的传统冒口与基于数值模拟冒口的设计计算方法,在传统计算方法中介绍了模数法、补缩液量法与比例法。在数值模拟计算方法中介绍了基于CAD/CAE、Open Cascade以及Flow-3D三种方法。最后以摇臂壳体为例,对比分析了在设计采煤机铸钢件时不同计算方法的优缺点,并对冒口设计计算方法的发展趋势与研究方向进行了展望。

金属型铸造铝活塞半永久型保温冒口工艺研究

根据金属型铸造铝活塞的工艺特点,采用顶部保温冒口补缩工艺,设计了能与铝活塞金属型铸造工艺相匹配的半永久型保温冒口套。浇注试验结果显示:铝活塞毛坯与浇冒口重量之比由原先的l∶1.2降至1∶0.18,显著地减少了铝合金和能源的消耗,提高了工厂的经济效益。

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。

采用修正后的Johns法设计熔模铸钢件冒口

本文在铸钢件R.A.Johns冒口设计法的基础上,根据熔模铸造的特点进行了适当修正,整理出了熔模铸钢件的冒口设计法并编制了适用于IBM—PC计算机用的应用程序。

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ANSYS的铸件浇冒口系统CAD的开发

基于ANSYS有限元分析软件 ,利用其内部开发工具 (APDL和UIDL)以及外部开发工具 (VisualC + + ) ,开发了面向铸件成形过程仿真的铸件冒口和浇注系统CAD ,可广泛适用于铸铁、铸钢、铸铝和铸铜等多种铸造合金。

大型铸钢件冒口覆盖剂的性能分析

在综合硅酸盐相图理论知识及大量国内外研究资料的基础上,着重研究SiO2、Fe2O3对保温冒口覆盖剂的导热系数、熔化温度的影响,以及膨胀石墨对冒口覆盖剂膨胀性和保温性能的影响,并利用扫描电镜分析了冒口覆盖剂高温烧结微观组织形貌及其保温机理。经综合比较分析,优选出一种适合大型铸钢件的保温冒口覆盖剂。

铸钢件保温补贴与保温冒口的计算机辅助设计

探讨了保温补贴尺寸的设计计算方法，选择了与保温补贴配合使用的保温冒口的尺寸，并编制了计算机辅助设计（ＣＡＤ）程度。生产验证表明，该程序可使铸钢件保温补贴和保温冒口的设计快速准确，操作方便，实用可靠，能使铸钢件的工艺出品率由４５～５５％提高到７０～８５％，具有的应用前景。

钢铸件冒口离开热节动态顺序凝固的研究

采用现场测温、正交试验现场浇注、计算机凝固数值模拟等方法，研究了铸钢件冒口位置与补缩特性的关系。结果表明：铸钢件冒口离开热节，放在近热节的次热节处，利用冒口根处形成接触热节和冒口补缩液的流通效应，实现动态顺序凝固的工艺原则是可行的。动态顺序凝固与传统几何顺序凝固相比，有利于防止收缩缺陷，提高铸钢件的致密度，提高冒口补缩效率，节约金属。

基于ProCAST的金属型重力铸造摩托车车轮浇冒口优化设计

采用计算机数值模拟技术对金属型重力铸造生产过程的状态进行分析,研究了铸件收缩缺陷的位置、大小、形状的分布规律,确定了浇冒口参数并讨论了浇冒口与收缩缺陷位置的关系。模拟结果与实际生产结果相吻合,能够在保证铸件质量的前提下,节约金属材料,降低铸造成本。