基于DOE的大型下架体铸钢件铸造工艺优化研究

特大型旋回破碎机下架体铸件生产中产生大量的缩孔缩松缺陷,无法满足质量要求。经研究认为,该铸件产生的缩孔缺陷主要由铸件的内圈冒口类型、内圈和外圈冒口是否添加补贴及补贴类型、浇注温度等因素决定。采用Taguchi试验设计(Design of experiment,DOE)方法,以铸件缩孔体积最小和工艺出品率最高作为试验指标,以内圈冒口类型、内圈补贴、外圈补贴和浇注温度作为影响因子,设计L_9(3~4)正交试验方案,通过ProCAST软件对9组试验方案进行模拟并分析结果,获得了该铸件的最优铸造工艺为内圈用4个圆柱形发热冒口补缩、内圈和外圈均添加补贴、在1 560℃浇注。实际浇注验证结果表明,采用DOE法对该大型铸钢件的铸造工艺优化在最大程度上减少了缩孔缩松的产生,同时也提高了铸造工艺出品率。

强制风冷在大型铸钢件砂芯上的应用

通过活动横梁铸件简化模型研究了冷铁、自然风冷和强制风冷对厚壁回转体大型铸钢件凝固时间和砂芯温度场的影响。砂芯采用强制风冷铸件凝固时间最短,而采用冷铁不能缩短铸件凝固时间。通过对比不同冷却条件砂芯的温度场发现无强制冷却砂芯和冷铁砂芯分别在13 h和12 h出现热饱和现象,随后砂芯中心到铸件的温度梯度转为负值,砂芯向铸件输送热量;而砂芯采用自然风冷和强制风冷时从砂芯中心到铸件建立了正的温度梯度,能有效吸收铸件凝固期间释放的热量而改善其冷却条件;强制风冷对流换热系数高,冷却作用明显。对活动横梁铸件原始工艺改进,砂芯采用强制风冷;模拟结果与原始工艺相比缩孔位置上移,表明冒口补缩能力增强;同时砂芯实测温度场与模拟温度场相吻合,验证了模拟结果的可行性,由于砂芯在高温热作用下的时间短,经改进工艺所生产的活动横梁铸件中心孔表面无机械粘砂。

基于DOE优化电连接器外壳压铸工艺

为了减少电连接器外壳端盖压铸件的缩孔体积,在综合考虑各种因素对铸件质量影响的条件下,以缩孔体积为试验指标,基于DOE方法,利用Pro CAST软件对压射速度、充型速度、浇注温度和模具温度进行了仿真分析.结果表明,对缩孔体积影响程度从大到小依次为压射速度、浇注温度、充型速度和模具温度.当工艺参数取最优值时,缩孔体积主要分布在排溢系统和浇注系统中.当按照最佳工艺参数进行生产时,铸件内部未产生缩孔和缩松,且铸件质量符合检验技术要求.

板类件冒口优化设计的模拟研究

基于ProCAST铸造工艺模拟软件,采用冒口生长算法,并结合贪吃蛇算法的快速优化过程,对板类铸件冒口设计进行了优化,并与传统的模数设计法进行了比较。模拟分析结果表明,不同厚度的板状件,经过5到6次计算,可获得最优解,同时冒口体积减小46%以上,工艺出品率普遍提高了20%左右,铸件体积V_C与冒口体积V_R之间的关系可表示为V_C=(2.4~2.6)V_R。针对40 mm板状件的浇注试验结果表明,优化设计的冒口能满足铸件不存在缩孔缺陷的铸造要求,冒口的体积为模数法的48%,工艺出品率可提高22%,同时凝固时间缩短了550 s。

非晶合金凝固过程模拟与界面换热关系

为了准确模拟块体非晶合金凝固过程的温度场,对浇注温度为840℃的非晶合金凝固期间的温度场进行了数据采集.根据界面换热模型与热量守恒定律建立了液固相与铜模之间的界面换热关系式,从而实现了对非晶凝固温度场的模拟.结果表明,合金与铜模之间的界面换热系数随温度的增加而增大.合金在液态阶段降温曲线的模拟值与实测值基本吻合,且当凝固温度降至500℃后,二者偏差也较小.利用界面换热模型并结合实测温度场可以表征非晶合金凝固时的界面换热关系.

铲板槽帮铸件缩孔与变形问题的研究

采用数值模拟方法预测了刮板输送机铲板槽帮铸件的缩孔位置和在侧板底部产生的凸起变形,通过凝固温度场和温度梯度分析了铸件变形原因。研究表明,当温度场在同一水平位置上相当、温度梯度较小时,铸件的变形量最小。并根据变形机理及铸件结构对铲板槽帮铸件的原铸造工艺进行了改进,改进了浇注系统、冒口和冷铁工艺,按改进后的工艺生产出来的铲板槽帮铸件达到了技术要求。

P20塑料模具钢的冶炼工艺实践

通过严格控制出钢C含量和电弧炉出钢温度,LF精炼炉采取白渣操作的方式深脱硫,浇注过程中严格控制辅具材料的清洁程度,保证浇注材料烘烤到位等操作,成功冶炼出了符合要求的P20塑料模具钢钢锭。

钢包在LF炉使用中的改进

钢包在LF炉使用过程中常出现氩气吹不通,渣线侵蚀严重,透气砖更换频率较高等问题,对LF用钢包的透气砖位置、氩气吹气量及透气砖狭缝宽度进行合理改造,提高了氩气吹通率,减少了渣线侵蚀等问题,为公司降低了冶炼成本。

改善浇注工艺,提升钢锭利用率

通过对传统浇注工艺的改进,研究新的浇注工艺,并且通过具体的优化实例,验证其方案的可行性。