大型钢锭铸锻一体化数值模拟

对363 t的SA508-Ⅲ钢锭进行了铸锻一体化数值模拟仿真。首先在铸造仿真软件中建立钢锭铸造过程的仿真模型并完成计算分析,然后将铸造结果导入锻造仿真软件中,建立锻造成形的仿真模型并完成计算分析。分析表明:通过铸锻一体化数值模拟仿真,明确了缩孔缩松、碳偏析、晶粒等在锻造过程中的演化规律,预测了缩孔缩松和碳偏析在锻件中出现的部位。

高强韧铝铸件铸锻一体技术及其应用

某新能源汽车用骨架铸件采用高强韧铝合金零件实现“以铝代钢”,针对其尺寸、结构、重量及技术要求特点,进行了基于新型铸锻一体工艺的研究。通过实际试制、检测,装机测试满足了使用需求,为相关行业轻量化提供了新方案。

汽车轮毂铸锻一体化制造工艺

为生产高性能、低成本、重量轻的汽车轮毂,铝合金材料得到广泛应用;为降低部件的重量,结构轻量化技术被普遍应用于产品设计阶段。传统轮毂铸造工艺对零件性能有所提高,但对其内部组织的改善并不明显。铸锻一体化成形工艺则可以减少甚至消除铸造缺陷,提高工件性能,与铸造工艺相比,该工艺成形出的铝合金轮毂性能接近锻造的铝合金轮毂,质量高,重量轻,且比锻造工艺成本低、工艺简单。文章以17in.铝合金汽车轮毂为对象,采用拓扑优化方法对轮毂进行轻量化设计,并采用有限元仿真与实验相结合的方法,对铝合金轮毂的铸锻一体化成形工艺进行深入研究。通过FORGE软件对铝合金汽车轮毂铸锻一体化成形工艺的主要影响因素,即模具温度、活塞压射压力、锻造速度进行有限元仿真,得到不同参数对成形过程的影响规律。

铸锻一体化成形技术与装备研究

由于铸造和锻造是在同一套模具内进行,该技术具有设备投入少、生产工序少、生产效率高和生产成本相对较低等优点。铸锻一体化成形技术适合生产形状较为复杂且对强度和组织致密度要求较高的各类金属零件,如各种受力结构件、耐磨耐压的气密性零件等。基于此,结合以往的工作经验,本文先介绍铸锻一体化成形工艺及其技术优势,进一步分析铸锻一体化成形技术与装备,后分析铸锻一体化成形试验。

大型钢锭铸锻一体化液芯锻造数值模拟及工艺实践

为了提高大型锻件的生产效率、降低生产成本,利用THERCAST和FORGE软件包,以09MnNiD钢材料为对象,对倒锥度19 t钢锭的凝固、液芯锻造全过程进行计算机数值模拟,预测液芯率及相应时间节点。根据模拟结果制定了19 t级大型钢锭铸锻一体化液芯锻造生产工艺,并将制定的工艺应用于生产实践。实践结果表明,采用数值模拟仿真分析指导大型钢锭铸锻一体化,实现液芯锻造工艺的制定,达到传统锻件的技术水平,钢锭在模时间减少了90%以上,钢锭利用率提高了10%,吨钢平均可节约天然气300 m^3以上。通过精细化的生产组织、精确控制液芯率、钢锭超高温热送及液芯锻造,实现了余热利用,减少加热火次,提高锻造效率,节能节材增效显著。

钢锭铸锻一体化开坯工艺数值模拟

针对13 t的12Cr2Mo1V钢锭开坯后探伤不合格问题,提出了铸锻一体化开坯数值模拟分析方法。首先在THERCAST软件中完成钢锭的浇铸和凝固过程的仿真分析,然后通过数据共享将铸造数据结果导入到锻造分析软件FORGE中,完成最终的开坯仿真分析。分析表明:通过铸锻一体化开坯数值模拟分析方法,有效地预测了锻件疏松出现的部位。钢锭最初的疏松出现在中心部位,其Niyama值较大,随着锻造过程的进行,中心部位的疏松区域逐渐消失,其Niyama值变小。通过调整开坯过程的重要工艺参数,如锻造比、相对送进量、温度控制等,制定合理的开坯工艺来减轻或消除疏松、缩孔影响,使显微空隙及疏松通过锻压焊合。

铸锻复合一体化成形6061铝合金的组织和力学性能

采用铸锻复合一体化成形6061铝合金,研究启锻时间对6061铝合金的凝固、补缩、显微组织和力学性能的影响。结果表明：靠近锻压冲头面6061铝合金为流线变形组织,中间部位晶粒则被压扁压实,靠近下模部分的合金晶粒在模具激冷作用下得到细化。当启锻时间为3-4 s时,锻压作用能够对合金进行强制性补缩和压实组织,并产生塑性变形,避免了缩孔、裂纹和组织疏松等缺陷出现。随着启锻时间的延长,热处理前后铸锻件的抗拉强度和伸长率先增大再趋于平缓和减小,当启锻时间为4 s时,6061铝合金铸锻件的拉伸力学性能达到最高,未热处理的抗拉强度和伸长率分别为211.1 MPa和17.6%,热处理后的抗拉强度和伸长率分别为368.9 MPa和11.5%。

锻压变形量对铸锻成形A356铝合金组织及性能的影响

采用铸锻一体化成形技术制备A356铝合金汽车制动器卡钳,研究锻压变形量对卡钳的组织与力学性能的影响。结果表明,锻压变形量越大,锻压对模腔内凝固合金的强制性补缩效果越好,卡钳厚大部位的收缩裂纹越小,显微组织塑性变形越明显,卡钳的抗拉强度和伸长率越高。当变形量达到11.1%时,锻压能够完全压实愈合卡钳厚大部位的收缩裂纹,显微组织产生明显的塑性变形,枝晶晶粒破碎细化。当锻压变形量为17.3%时,锻压后卡钳的抗拉强度和伸长率分别为315.1MPa和6.4%,比未锻压卡钳的抗拉强度和伸长率分别增大了18.6%和30.6%。

金属材料铸锻复合成形技术的研究进展

铸造可以成形形状复杂的零件,但铸件的力学性能普遍较低;锻造可以成形力学性能较高的零件,但锻件的形状复杂度受到很大的限制。铸锻复合成形技术将铸造和锻造相结合,取长补短,可成形高性能复杂形状零部件。介绍了几种典型铸锻复合成形工艺,包括铸锻联合工艺、双重挤压铸造、铸挤锻复合工艺、压铸锻造双控技术、铸锻一体化成形技术等。重点介绍了铸锻一体化成形技术的研究进展,并对铸锻复合成形技术的前景进行了展望。

启锻时间对铸锻成形A356铝合金组织与性能的影响

采用铸锻一体化成形技术制备A356铝合金汽车制动器卡钳,研究了启锻时间对卡钳的组织与力学性能的影响。结果表明,随着启锻时间的延长,锻压对模腔内凝固合金的强制性补缩效果越好,显微组织塑性变形越明显,卡钳的抗拉强度和伸长率越高。当启锻时间大于3 s时,锻压工艺能够完全压实愈合收缩缩孔和裂纹,使显微组织产生明显的塑性变形,破碎细化枝晶晶粒。锻压后A356铝合金汽车制动器卡钳的抗拉强度和伸长率分别为318.5 MPa和6.6%,比未锻压卡钳的抗拉强度和伸长率分别提高了19.9%和34.7%。