船用铜合金螺旋桨铸件成型凝固顺序控制问题应用TRIZ理论解决方案

船用铜合金螺旋桨浇铸成型过程中,经常存在金属液体凝固顺序不可控现象,导致铸件质量不稳定。针对该问题应用TRIZ理论进行研究,采用TRIZ理论的冲突解决理论,得出两种解决方案,最后确定最佳解决方案为通过在铸件周围合理分布冷铁,在冷铁中间加装进气管路,从而实现螺旋桨铸造凝固顺序智能控制。

采用金属型和改变涂料厚度调节铸件凝固顺序的原理及应用

传热计算表明:在满足强度、刚度要求的前提下,金属型的壁越薄,通过改变涂料层厚度调节铸件凝固顺序的能力越强。大批量生产时,宜采用不变的涂料层厚度,改变金属型壁厚的方法来调节铸件的凝固顺序;在小批量生产时,宜采用金属型的壁厚不变,用改变涂料的性质或厚度的方法来调节铸件的凝固顺序。

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。

顺序凝固工艺参数对熔铸装药影响的模拟研究

顺序凝固工艺在熔铸装药中具有较大的应用需要。为探讨顺序凝固工艺参数对装药的影响,研究基于移动边界的建模方法,选用梯恩梯/黑索今(TNT/RDX,33.8/65)炸药,建立了模具入水顺序凝固过程模型,模拟研究了入水速度(0.15,0.20,0.25 mm·s^(-1))、水浴温度(30,40,50℃)、模具预热温度(60,70,80℃)3个主要参数对凝固过程温度场以及缩孔缺陷的影响,并基于这3个参数设计了三因素正交试验,对模拟所得缩孔体积以及其均值和极差进行了研究,得到了最优的工艺参数:模具入水速度为0.15 mm·s^(-1),水温50℃,模具预热温度60℃。模拟结果显示,入水速度对装药质量影响最大,其次是水浴温度和模具预热温度。相较于试验方案(模具入水速度为0.15 mm·s^(-1),水温50℃,模具预热温度70℃),正交设计的模拟优选方案可将缩孔体积减少74%,表明了相互匹配的工艺参数是提高装药质量的有效方法。

船用柴油机活塞铸造顺序凝固工艺设计及数值模拟

在生产壁厚变化较大的复杂球墨铸铁零件中,仅依靠球墨膨胀难以消除铸件缩孔、缩松等缺陷。通过数值模拟,分析了某船用柴油机活塞铸造缩孔、缩松产生的成因。采用阶梯流道、冷铁及冒口布置建立了顺序凝固方案,并通过数值模拟及试验方法进行验证。结果证明,通过顺序凝固方案能够消除活塞缩孔、缩松缺陷。

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。

曲拐形零件的顺序凝固试验研究及数值模拟

分析了曲拐形零件同时凝固方法及顺序凝固方法对铸件质量的影响,模拟了顺序凝固工艺的充型凝固过程,并与试验结果进行比较。结果表明,控制铸件凝固顺序可以有效地消除曲拐形零件常产生的热节,减少缩孔缩松缺陷。

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。

铸钢半齿圈动态顺序凝固补缩工艺

针对 5～ 10 t铸钢半齿圈铸件 。

电动汽车铝合金副车架低压铸造凝固质量优化研究

针对电动汽车副车架低压铸造零件结构紧凑、壁厚不均匀和螺旋砂芯形状复杂、砂芯体积占比大等原因造成的低压铸造内部孤立液相、热节和疏松等缺陷,运用AnyCasting软件模拟分析副车架低压铸造的温度、压力和模具结构等因素对凝固结晶质量的影响;通过组合缺陷和概率缺陷预测功能进行综合性的数值模拟,预测铸件孤立液相、热节和疏松发生情况。研究AnyCasting在低压铸造模具冷却的智能控制方法,探究如何运用冷却水管开闭时序调整铝合金冷却凝固顺序,提高副车架铸件内部组织成形致密度及低压铸造生产质量。

基于ProCAST的熔铸装药顺序凝固工艺边界建模方法研究

目前基于ProCAST的熔铸装药顺序凝固工艺仿真研究中工艺边界建模方法操作繁琐、庞杂等,构建了一种基于移动边界的顺序凝固工艺边界建模方法。利用Translate_(x)功能,自动实弹体模具与冷却液面的相对运动以及模具外壁换热对象的转换,大幅度降低建模工作量。仿真测试表明:该方法能够对顺序凝固工艺温度场、缩孔等进行准确模拟与预测;该方法中所建立的筒状水浴模型壁厚对仿真结果影响小,不同壁厚筒状水浴模型仿真结果最大时间偏差为360 s,仅占总体工艺时间3%左右,可通过缩小壁厚尺寸,减少该模型的额外计算量。

熔注炸药低比压顺序凝固界面生长规律研究

采用低比压顺序凝固装药技术,进行改B熔注炸药装药研究,建立熔注装药热传导有限元模型,模拟改B炸药凝固过程,预测炸药凝固界面变化、生长;通过实验得到改B炸药凝固成型时的温度场随时间的变化情况,动态研究炸药内部温度场及其变化规律,得到改B炸药低比压顺序凝固界面移动速度和生长规律,其结果与模拟结果吻合。

战斗部顺序凝固装药过程数值模拟研究

针对某梯黑炸药熔铸装药工艺过程易出现缩孔缩松缺陷,采用ProCAST数值模拟软件,结合正交试验和灰色关联度分析对某战斗部的水浴顺序凝固装药工艺进行研究,分析了其特有工艺参数(水浴温度、水位上升速度)和冒口温度对药柱凝固时间和缩孔缩松缺陷的影响。结果表明:传统自然冷却工艺发生缩孔缩松缺陷的最大概率为41.5%,而同工艺参数条件下水浴顺序凝固工艺发生缩孔缺陷的最大概率为5.6%;相比水浴温度和冒口温度,水位上升速度是影响药柱凝固时间和缩孔缩松率的主要因素;从降低凝聚时间和缩孔缩松缺陷概率角度出发,最佳的工艺条件是水浴温度20℃,水位上升速度3.5×10^(-2) mm/s,冒口温度95℃,在此工艺条件下药柱的凝固时间为7981 s,发生缩孔缩松缺陷的概率为0.6%。

低压铸造中顺序凝固的控制

在低压铸造中,通常铸件的凝固是自上而下的过程。而合金液的补缩是自下而上的,并通过浇道来实现。因此必须确保铸件得到自上而下的凝固顺序,以获得致密的铸件。经过这几年铝合金低压铸造的生产实践。

阀门前壳体顺序定向凝固铸造工艺的分析与应用

介绍了双层锥壳结构铸件顺序定向凝固铸造工艺的技术特性,分析了阀门前壳体铸造工艺的操作规程,给出了薄壁型铸件射线探伤和超声及磁粉探伤的检测数据和结果。

应用顺序凝固原理解决后轮毂铸件缩孔

本文概要分析了后轮毂铸件产生缩孔的原因。提出了利用恰当的冒口、冒口颈和冒口补缩距离对铸件进行补缩的铸造工艺，从而减少了铸件缩孔缺陷，提高了铸件质量。

支座凝固模拟及铸造工艺辅助设计

支座铸件大部分缺陷产生于凝固过程,为了准确找出缺陷位置进而合理设计浇冒系统,进行了支座铸件凝固过程数值模拟,找出热量集中的部位,预测出凝固顺序,设计了底注式浇注系统和两个侧冒口,大幅度减少了铸造缺陷,从而优化了铸造工艺,提高了铸件质量。

金属型-砂型铸造铜冷却壁的有限元模拟及凝固曲线分析

采用ANSYS有限元软件模拟了紫铜冷却壁在金属型-砂型铸造工艺条件下的凝固过程。结果表明,凝固过程遵循着顺序凝固方式。应用Schwarz模型对其凝固曲线的分析可知,该模型可较好地描述紫铜冷却壁在液态过冷阶段和固相生长阶段的凝固曲线,且模型参数具有明确的物理意义。铸件的温度梯度计算结果表明,紫铜冷却壁的纵向温度梯度最大达到73℃/m,而横向截面的温度梯度可达到369℃/m,完全可以实现顺序凝固。

均衡凝固技术在高铬白口铸铁衬板上的应用

运用均衡凝固技术进行高铬白口铸铁球磨机衬板压边冒口的设计及应用,收到了比按照顺序凝固技术进行设计更为理想的效果:铸件无缩孔、缩松现象,操作简单,工艺出品率最高可达到80%以上,大大降低了生产成本,取得了较好的经济效益。近十年来已稳定生产衬板类铸件5000余吨,为探索白口铸铁的生产工艺开辟了新的途径,同时也表明均衡凝固技术作为工艺设计的理论和方法对铸件生产具有普遍意义。

垂直缝隙式浇注系统凝固特性的数值模拟

基于数值模拟技术,分析了垂直缝隙式浇注系统对平板铸件凝固过程的影响,研究了冷铁、冒口与之配合使用时铸件的凝固规律。结果表明,缝隙式浇注系统对凝固过程中铸件的横向温度场影响显著,可在有限范围内实现横向的顺序凝固。但此类浇注系统对铸件纵向温度场的影响不明显,仅通过浇注系统难以调整铸件的凝固顺序。通过配合使用冷铁和冒口,可使铸件的横向和纵向均产生较大的温度梯度,可有效控制铸件的凝固过程,改善补缩效果,提高铸件致密性。