基于ProCAST的铜合金通海阀铸造工艺优化

目的结合ZCuAl7-7-4-2合金的铸造特性,研究复杂薄壁铸件通海阀的铸造成形工艺,探究初始浇注方案下的充型、凝固规律,优化工艺并提出合理的铸造工艺方案。方法根据通海阀的结构特点,设计出底注雨淋式浇注系统,并利用流体力学理论和截面积比值法确定浇注系统的具体参数,使用ProCAST软件研究不同工艺参数、冒口尺寸对铸件质量的影响,以得到最优的浇注方案。结果在底注雨淋式浇注系统的充型过程中,金属液温度分布均匀、流速平稳,凝固顺序合理,所得铸件缺陷较少,其中疏松缩孔体积为0.63 mm3,且集中分布在阀盖处。优化浇注温度和浇注速度能够有效减少铸造缺陷,优化出的最佳浇注工艺参数组合如下:浇注温度为1180℃,浇注速度为3.5 kg/s。结合该模拟结果改进冒口尺寸后,彻底消除了铸件的铸造缺陷。结论优化工艺参数和浇注系统设计能够有效提高铸件的生产质量,便于铸件的一次成形,对实际生产提供指导。

基于ProCAST铝合金压板铸造工艺优化设计

利用铸造模拟软件ProCAST对承力索座压板凝固过程进行模拟,通过对铸件成形过程当中的速度场与温度场的变化规律进行分析,得出铸件内部缺陷所在位置及产生的原因,对铸造工艺进行优化设计。通过公式计算,将内浇口的横截面积增大到135 mm^(2),直浇道的高度增加到120 mm。对优化后的方案进行模拟验证,结果表明:优化浇注系统的结构和横截面积,确保了铝液在充型凝固时,有良好的补缩通道使高温铝液对缺陷部位能够及时进行补缩,从而消除铸件内部缺陷,使产品合格率得到大幅提高;通过使用ProCAST软件,不仅大大缩短了试验周期,降低了生产成本,也为产品后续的改进提供了理论依据,实现了良好的经济效益。

基于ProCAST的铝合金罩盖重力铸造成型的模拟优化

铝合金罩盖外形复杂,综合性能和质量要求高。基于ProCAST软件对铝合金罩盖重力铸造成型进行仿真分析,对铝合金罩盖结构和重力铸造成型参数进行优化,并对优化前后铸件进行对比。结果表明:铝合金罩盖铸件体收缩率较大,需要设计冒口补缩且铸件需要进行热处理;铝合金罩盖重力铸造成型的加强筋连接汇合处的缩孔和缩松较多、凝固特性较差;优化的铝合金罩盖结构和重力铸造成型参数可以改善铸件的壁厚及缩孔缩松。

基于ProCAST的同步皮带齿轮铸造工艺设计及优化

针对同步皮带轮进行精密铸造工艺设计、仿真及优化,使用ProCAST软件分别对初始的3种浇注方案的充型过程、凝固过程进行模拟,分析充型过程的模拟结果、缺陷分布,确定最佳浇注方案。结果表明,优化浇注方案的最大缩松率为3.70%,缩松、缩孔的总体积低至0.59 cm^(2),保证了产品质量。

不锈钢支架熔模铸造工艺优化

通过ProCAST软件对除草机不锈钢支架进行熔模铸造的数值模拟,预测铸件缩孔缺陷分布情况,并对其浇注系统进行改善。利用正交试验对铸件的工艺参数进行研究,通过分析获得工艺参数的最佳方案。对该结果进行数值仿真以及实际铸造,发现铸件缺陷明显减少,这为不锈钢支架的生产提供了参考。

ProCAST软件在铸造凝固模拟中的应用

为研究铸造工艺对铸件质量的影响,利用计算机进行了铸件的凝固模拟.介绍了有限元软件Pro-CAST的组成模块、功能以及应用,在应用实例中利用ProCAST软件模拟预测了铸件砂铸工艺中产生的宏观缩孔缺陷.研究表明:铸件中存在模拟预测的宏观缩孔缺陷;对浇注系统和冒口设置参数进行了优化,优化后的工艺提高了铸件产量,降低了成本;模拟结果表明,铸造模拟软件ProCAST能够准确地预测铸件在充型凝固过程中可能产生的缺陷.

基于ProCAST的TiAl叶片缩孔缩松预测及工艺优化

应用铸造模拟软件ProCAST预测了精密铸造Ti-47Al-2Cr-2Nb合金叶片缩孔、缩松的形成情况,并与试验结果进行对照,吻合良好,表明ProCAST软件对缩孔、缩松的预测准确可靠。鉴于单独靠冒口的补缩作用无法全部消除叶片的缩孔缩松,因此通过模拟方法比较了底部铜板+型壳预热法、型壳纵向外加温度梯度法及型壳整体预热法对TiAl叶片缩孔缩松的消除效果。结果表明,最佳的工艺是模壳整体预热法,当型壳预热温度达到1000℃时,能够完全消除叶片的宏观缩孔缩松缺陷。

基于ProCAST的叶轮熔模铸造凝固过程数值模拟

运用ProCAST铸造模拟软件对某型叶轮铸造工艺过程进行了数值模拟,分析了在温度场下型壳初始温度对铸件缺陷的影响和在应力场下浇注温度、浇注速度对铸件有效应力的影响,并进行了相关的实验验证。结果表明:当型壳预热温度达到400℃时,可以消除叶轮内部的缩孔、缩松缺陷;适当地增加浇注温度,可以降低铸件的有效应力,得到质量良好的铸件。

高压蒸汽室铸钢件砂型铸造工艺模拟研究

基于高压蒸汽室铸钢件的结构特点和铸造工艺要求,设计了该铸钢件的砂型铸造初步方案,并采用ProCAST软件进行了充型和凝固收缩数值模拟研究。结果表明:充型过程平稳,未出现浇不足现象,但在蒸汽室底座厚大部位、蒸汽室顶部凸台处出现了大体积缩孔,同时铸件中产生了分散的缩松缺陷。结合模拟结果,对缺陷部位增加了冒口和冷铁,改进后的模拟结果良好,没有缩孔缺陷。

基于ProCAST的大型薄壁机匣件整体熔模铸造工艺研究

为了实现大型薄壁机匣件的整体熔模铸造和获得高质量的铸件,运用ProCAST软件对一种大型薄壁机匣件的整体熔模铸造工艺方案进行数值模拟,通过对充型、凝固过程以及温度场分布的分析,发现浇注后的铸件在内、外环侧面及支板的根部易出现缩孔、缩松缺陷。经过优化设计,通过采取在浇注系统浇冒口处包裹保温毡和提高型壳预热温度等措施,较好地避免了上述铸造缺陷的产生,提高了成品率,获得了较高致密度的机匣铸件。

ProCAST在铸造工艺优化中的应用

介绍了应用ProCAST软件在实际铸造工艺优化设计中的一些实例,应用表明该软件能准确地预测铸件的多种铸造缺陷,有利于铸造工艺的优化和铸件质量的提高。

ProCAST软件在熔模铸造工艺优化中的应用

为解决企业生产中某精铸件存在的缺陷问题,利用数值模拟软件ProCAST对其充型过程和凝固过程进行模拟,并预测缩孔和缩松的存在情况.根据数值模拟的结果对该铸件工艺方案进行相应的改进,显著降低了缩孔和缩松缺陷,并提高了产品的合格率.应用表明:铸造模拟软件能够准确地预测充型凝固过程中可能产生的缺陷,从而辅助工艺人员进行工艺优化.

基于ProCAST的大型复杂空心叶片精铸的数值模拟

重型燃气轮机的叶片尺寸厚大,形状复杂,叶身部位为空心的曲面薄壁结构,铸件极易出现缩孔、疏松缺陷。为改进其工艺方案,利用铸造模拟软件ProCAST对大型复杂空心叶片铸件铸造过程的温度场、流场及固相分数的分布情况进行了模拟,对大型复杂空心叶片的型壳预热温度进行了优化;通过采用980℃的高温型壳预热,实现了大型复杂薄壁叶片的顺利充型。模拟结果预测的缩孔、疏松形成的位置与实际浇注结果十分吻合,采取改进措施后,铸件一次浇注成功,消除了缩孔、疏松缺陷。

基于ProCAST二次开发的叶片LMC凝固特征模拟

燃气涡轮单晶叶片往往具有空心的复杂曲面结构和缘板、叶冠等横截面的突变,非常容易形成杂晶等缺陷。液态金属冷却(LMC)作为一种新型的定向凝固工艺有望解决这一问题,但是尚需用数值模拟进行辅助优化。文中建立了LMC数理模型,通过对ProCAST二次开发建立了浸入过程动态复合边界条件,实现了叶片LMC工艺下的温度场和枝晶参数的数值模拟,考察了工艺对温度梯度、糊状区形态、缺陷指数等凝固特征的影响。LMC能够得到比传统工艺更高的温度梯度和更小的糊状区宽度,在叶片厚大部位能够缩短局域凝固时间,得到更细的枝晶。同时,由于LMC的糊状区形态有利于单晶组织在缘板的推进,抑制了杂晶形核,因而提高了许用拉速,有利于提高生产效率和进一步细化组织、避免雀斑偏析和等轴晶转变(CET)趋势。

前处理软件与ProCAST的接口连接方式

针对ProCAST软件建模和网格划分能力不强的问题,讨论了前处理软件与ProCAST的3种接口方式。以模拟低压铸造铝合金轮毂的网格划分为例,编写数据转换程序,实现了Pro/E、ANSYS等前处理软件与ProCAST软件的联接,解决了复杂?精细铸件无法在MeshCAST中划分有限元网格的问题。分析比较网格划分的质量,结果表明,采用Pro/E建模划分网格,经数据转换程序导入ProCAST再进行模拟分析是最为有效、快捷的工作方式,可以显著提高铸造模拟计算的精度和速度。

基于ProCast的高压水泵壳熔模铸造工艺研究

运用ProCast软件对某铝合金水泵壳的熔模铸造方案进行模拟优化。通过对充型和凝固过程的温度场与应力场的分析,发现在水泵壳的进水管根部拐角壁厚处易出现缩松、缩孔缺陷,而在泵壳与端盖连接的法兰部位则常伴有热裂纹的产生。经过优化设计,通过降低浇注温度,提高型壳预热温度以及在浇注系统浇冒口处采取保温措施等,较好地避免了上述铸造缺陷的发生,提高了成品率,获得了理想的铸件。

基于ProCAST涡壳体铸件精铸过程数值模拟研究

氧泵壳体为涡壳体铸件,形状复杂,壁厚差较大,铸造凝固过程中易出现疏松缩孔等缺陷,铸造难度较大。为了缩短试制周期,节约生产成本,优化工艺方案,采用Pro CAST软件对该铸件的充型、凝固过程进行了模拟分析,并对疏松缩孔缺陷进行了预测,优化了浇注工艺参数。结果表明,铸件充型平稳,实现了顺序凝固,疏松缺陷较少。确定了浇注温度1 450℃、型温850℃的浇注工艺,并通过试验证明了模拟计算的正确性,浇注出的铸件冶金质量满足技术条件要求。

基于Pro/E预处理的ProCAST有限元网格生成方法

对铸件模型进行有效的网格划分是进行铸造过程数值模拟研究的前提和关键,在使用ProCAST的前处理模块进行复杂铸件网格划分过程中就时常遇到困难。介绍了一种基于Pro/E与ProCAST有限元网格传递的网格生成方法,在Pro/E平台上完成实体模型的创建和面网格划分工作,而后通过提取ANSYS命令流文件中的节点和单元信息将面网格模型传递到ProCAST前置处理模块中进行后续处理。这极大地克服了ProCAST网格划分的局限性,网格生成质量好,成功率高,为大型复杂铸件的网格模型生成提供了一种新的途径。

基于ProCAST软件叶轮离心铸造计算机模拟前处理

采用ProCAST软件,对典型铜铸件叶轮的离心铸造充型和凝固过程计算机模拟进行前期处理。通过对PRO/E与ProCAST接口方式的探讨,叶轮工艺的设计,以及模拟相关参数准确的设置,从而为后续的计算机模拟过程打下一个良好的基础。

基于ProCAST数值模拟ZL205A热裂行为的研究

研究了ZL250A合金在铸造过程中的热裂行为,运用Pro CAST软件,通过建立适合的温度场、应力场模型,对该材料铸件的热裂部位进行模拟预测。结果表明,本研究所用温度场、应力场模型可以准确地预测热裂出现的部位,并与实验结果相吻合。此外,模拟结果还可以分析热裂部位的应力、温度、凝固体积分数与时间的关系,这对于理解ZL205A合金的热裂行为,提高ZL205A合金铸造成品率具有重要意义。