铸钢壳体砂型铸造工艺数值模拟及优化

为了减少壳体在砂型铸造过程中所产生的气孔、夹杂、浇不足及缩孔、缩松等缺陷,提高壳体铸件的合格率,依据壳体铸件的工艺特点,设计了3种浇注工艺方案,利用计算机模拟软件研究了浇注温度、浇注速度对砂型铸造壳体充型、凝固过程及铸件孔隙体积的影响;采用正交试验的方法研究了第3种工艺方案浇注温度、浇注速度对壳体铸件孔隙体积的影响,最后按照优选出的浇注温度、浇注速度工艺参数进行生产验证。研究结果表明:第1种和第2种工艺方案在铸件上方均出现了浇不足铸造缺陷,第3种工艺方案的缩孔、缩松缺陷体积明显减少,方案较好;优选出的工艺参数为浇注温度1560℃,浇注速度1.6 m/s,工艺参数下壳体铸件孔隙体积最小,为1.416 cm 3,铸件合格率为96%,并且铸件的组织和性能均满足要求。所提第3种方案可缩短试制周期,降低生产成本,提高经济效益,研究可为壳体类铸钢件砂型铸造工艺的设计提供参考依据。

灰铸铁端盖消失模铸造工艺设计及数值模拟

为了解决端盖消失模铸造过程中易产生气孔、夹渣、缩松、缩孔等问题、提高铸件合格率及工艺出品率,依据端盖铸件的工艺特点,设计了顶注、中注、底注3种浇注工艺方案。利用计算机模拟软件研究了浇注温度、负压度对消失模铸造端盖充型、凝固过程及铸件孔隙体积的影响;采用正交试验的方法研究了实施底注浇注工艺方案时浇注温度、负压度对端盖铸件孔隙体积的影响;按照优选出的浇注温度、负压度工艺参数进行生产验证。结果表明:顶注、中注浇注方案在铸件的顶部均出现了明显的缩孔,底注浇注工艺方案较好;优选出的浇注温度为1420℃、负压度为0.06 MPa,采用此工艺参数时端盖铸件孔隙的缺陷体积最小,为3.005 cm^(3),工艺出品率为77.7%,铸件的组织和性能均满足要求。研究结果可为端盖类铸铁件消失模铸造工艺的设计提供参考依据,具有实际应用价值。

传动箱体消失模铸造工艺中的缺陷问题

为了解决消失模铸造传动箱体中铸件结构复杂、上口处容易变形、加工量较小、工艺设计及制造难度较大、容易造成废品等问题,从铸件模型的生产过程出发,根据铸件的结构特点,分析了模型废品产生的原因,对浇注系统的设计及造型过程进行了改进研究,对铸造生产过程中存在的冷隔缺陷、水汽冷隔缺陷、铸件起包、涂料夹渣、内浇口部位夹渣、泥条夹渣、内浇口处黏砂、硬木条处黏砂等问题提出了具体的解决方案,使传动箱体的成品率稳定控制在95%以上,为传动箱体消失模铸造类似产品的生产提供了很好的借鉴依据,对消失模铸件的生产具有一定的参考价值。

AlSi9Mg变速箱下壳低压铸造工艺模拟及优化

为解决低压铸造过程中容易产生气孔、夹渣、缩松等问题,研究了铸造工艺参数对低压铸造AlSi9Mg变速箱下壳充型及凝固过程的影响。依据Pro/Engineer软件绘制2种不同浇注系统的变速箱下壳三维实体模型,利用ProCAST软件进行数值模拟,探讨浇注温度、铸型温度及充型压力等对AlSi9Mg变速箱下壳低压铸造时金属液充型及凝固过程的影响,以标准化正交表对实验结果进行有效分析。结果表明,较合理的工艺参数为浇注温度700℃、铸型温度350℃、充型压力45 kPa,在此工艺参数下铝合金变速箱下壳铸件缩孔、缩松缺陷体积由原来的1.537 cm^(3)降为1.425 cm^(3)。对AlSi9Mg变速箱下壳低压铸造工艺进行模拟研究,可为变速箱下壳低压铸造工艺的优化提供参考依据,具有实际应用价值。

炉篦条消失模铸造工艺优化

炉篦条是冶金设备烧结机上的一个重要零件,对铸件技术要求高,工作面不允许有铸造缺陷,采用消失模铸造生产炉篦条是一种先进、高效的生产工艺。针对原消失模铸造工艺经常出现的夹渣、夹砂等问题以及铸件报废的原因,在对原工艺认真分析的基础上对炉篦条铸件铸造工艺进行了优化:改变铸件浇冒口的设计,将原来的2个冒口向铸件长度方向的中间靠近;将铸件在浇注位置方向上的工作面朝下,以保证工作面的铸造质量;从管理、工艺实施和监督检查方面进行严格控制,消除气孔,保证涂料烘干,防止涂料返潮。通过优化铸造工艺,有效提高了生产效率,降低了生产成本。批量生产也证明了优化工艺性能稳定,产品质量可靠。

水玻璃铸造旧砂再生方法及设备研究进展

水玻璃砂在绿色铸造领域有着非常广泛的应用,但旧砂再生难题长期困扰着铸造与环保工作者。针对这一问题,国内外学者先后提出了干法再生、湿法再生、加热干法再生、化学再生、生物再生等水玻璃再生方法。对现有的几种典型的水玻璃再生方法的原理及其设备进行了详细的阐述,分析了各类再生方法的优缺点,介绍了课题组开发的一系列水玻璃旧砂再生设备,认为未来水玻璃旧砂生物再生将重点研究绿色高效的水玻璃旧砂促溶剂以及再生设备的开发。

基于响应面的封头冲压成形工艺多目标优化

针对某封头加工厂在生产某型号封头零件时出现的起皱鼓包、厚度分布不均匀以及回弹变形严重的缺陷,提出一种新型的优化成形工艺方案。以减少起皱及鼓包现象、增大厚度均匀区、减小回弹变形量为优化目标,并以凸凹模间隙、凹模圆角半径、拉延筋高度以及拉延筋相对位置为优化因素,采用Matlab与Design-Expert软件相结合的方式进行响应面(RSM)拟合建模分析,得到3个目标量的二阶响应面模型,并验证了所建立的响应面模型的准确性,其误差范围小于7.4%,可用于后续优化。生产实践结果表明通过多目标优化后的封头成形工艺可以获得表面质量好、形状误差小、尺寸精度高的产品。

工艺参数对7075半固态铸-锻组织均匀性的影响

在半固态模锻过程中,经常会出现液相偏析现象,使零件中出现"弱点"或"弱区",这些"弱点"或"弱区"通常又是潜在的裂纹源和服役条件下失效的起因。为了分析研究半固态模锻液相偏析的影响因素,采用手工搅拌法制备半固态7075合金,利用压力机及杯形实验模具,进行7075半固态铸-锻成形,研究了合金温度、压头预热温度、保持时间等工艺参数对7075半固态铸-锻组织均匀性的影响。结果表明:在一套模具内实现铸造和锻造是可行的;在压头预热温度为400℃,保持时间为2s,成形比压为50MPa的条件下,随着合金温度的增加,杯形件的液相偏析度增加,组织越不均匀,当合金温度为628℃时,杯形件的液相偏析度为14.02%;随着压头预热温度的增加,杯形件的液相偏析度减小,组织越均匀;在合金温度为621℃,成形比压为50MPa,压头预热温度为400℃时,随着保持时间的增加,杯形件的液相偏析度减小,组织越均匀,当保持时间为4s时,杯形件的液相偏析度为2.99%。该结果可为铝合金半固态铸-锻成形工艺的制定和相关研究提供理论参考。

选择性激光熔化技术研究现状及发展趋势

选择性激光熔化技术是20世纪80年代发展起来的一种新型技术,应用该技术制备的零件致密度高、精度高、表面质量好、力学性能和化学性能优良。介绍了选择性激光熔化技术的原理和特点,概述了选择性激光熔化技术在生产设备和生产技术两方面的国内外发展现状。提出了选择性激光熔化设备的主要研究方向:激光器种类、聚焦面光斑尺寸大小、铺粉方式以及活塞缸铺粉厚度等。指出了改善金属粉末球化现象和裂纹孔隙的方法:通过改变激光发射器的功率和扫速率或对金属粉末进行预热处理的方法改善粉末球化现象;通过改变环境含氧量,扫描速率和铺粉厚度等可提高零件的致密度。针对设备生产速度慢、粉末综合性能存在缺陷和生产工业链不完善等方面的问题提出了对这项技术的发展建议。

成形速度对7075半固态模锻组织均匀性的影响

在半固态模锻过程中,经常会出现液相偏析现象,使零件出现"弱点"或"弱区",这些"弱点"或"弱区"通常又是潜在的裂纹源和服役条件下失效的起因。为了分析研究半固态模锻液相偏析的影响因素,应用DEFORM-3D软件对7075铝合金半固态模锻充型过程进行了模拟,研究了成形速度对7075铝合金杯形件充型过程的影响规律。在模拟的基础上,利用压力机及杯形实验模具,进行了半固态7075铝合金流变模锻成形,研究了成形速度对7075铝合金杯形件半固态模锻组织均匀性的影响。模拟和实验结果表明:成形速度越高,充型越不平稳;在压头温度400℃、成形比压50 MPa、合金温度628℃的条件下,随着成形速度的增加,杯形件的液相偏析度增加,组织越不均匀,当成形速度为5mm/s时,杯形件的液相偏析度高达18.2%。

醇基涂料性能的研究现状

醇基涂料可以满足铸造性能要求而得到广泛应用,将复合悬浮剂和新型纳米分散剂加入到醇基涂料中是近年来的研究热点。介绍了醇基涂料的工艺性能以及工作性能方面的研究现状,指出了提高醇基涂料悬浮性和透气性的具体方法:采用加入更有效的悬浮剂和控制制备工艺两种方法来提高醇基涂料的悬浮性;涂料透气性的影响因素主要有耐火骨料的形状和粒度,在铸造浇注的恶劣条件下,耐火骨料的变化以及黏结剂的分解使得涂料的高温透气性不同于低温透气性,将有机黏结剂与无机黏结剂混合使用是醇基涂料黏结剂的发展趋势,加入纤维状耐火骨料提高涂料强度是今后的重要研究方向。

挤压机前梁充型过程数值分析

本文对挤压机前梁铸件充型过程进行分析,设计合理的阶梯式浇注系统,并采用数值模拟和水力学计算两种方法对挤压机前梁铸件充型过程进行分析。首先,根据挤压机前梁铸件的尺寸形状,设计出合理的阶梯式浇注系统。然后,利用有限元软件PROCAST对初始工艺方案的流动场进行模拟分析,并对初始工艺方案进行优化改进,同时对优化后的工艺方案进行流动场的数值模拟。最后,对初始工艺方案和优化工艺方案建立水力学模型,并对两种工艺方案下的钢液流动状态进行分析。通过分析验证,优化工艺方案下铸件充型过程平稳,不易产生缺陷。

醇基涂料的研究现状与展望

介绍了醇基涂料的应用和研究现状,简述了消失模醇基涂料、V法醇基涂料、湿型砂醇基涂料、醇基流涂涂料以及厚大铸钢件醇基涂料的相关研究及应用效果,分析了醇基涂料的主要性能,如悬浮性、抗粘砂性等的研究成果,以及醇基涂料的性能要求和发展趋势,指出耐火骨料的粒度、级配和悬浮剂的选用对改善涂料悬浮性有重要作用,纳米复合悬浮剂、改性悬浮剂的使用使涂料悬浮性得到显著提高;不同粒度组合的耐火骨料和助熔剂的加入能改善涂料的抗粘砂性能,而转移涂料、醇基粉状涂料是未来醇基涂料的发展趋势,得出应研发具有水与醇兼溶的特殊悬浮剂和黏结剂来进一步提高涂料的悬浮性以及研制出强度高、抗开裂的高强涂料来提高涂料的抗粘砂性能。

水含量对162型中温蜡成型质量的影响

传统的蜡处理工艺采用静置沉降法,蜡料在使用中经常出现蜡件凹陷、流纹多、气泡明显,以及修蜡时粘刀、蜡屑很难清洗等问题,严重影响了产品质量。为了解决这些问题,采用162型中温蜡料生产铸件,探究蜡料中水含量对蜡料综合性能和成型质量的影响。研究发现:随着水含量的上升,蜡表面质量趋于变好,蜡件比较饱满;当蜡料水含量控制在4%~7%时,蜡件的线收缩、凹陷及表面流纹较轻,综合使用性能好,且修蜡不粘刀,蜡屑容易清洗。因此,生产中可通过制作标准对比块,采用观察颜色的方法严格控制并监测蜡料中的水含量。此法简单、方便、可行,可用于蜡料生产中水含量的监测。