铸造工艺模拟技术在铝合金铸件工艺设计及优化中的应用

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再生铝合金铸造工艺中的仿真与模拟技术应用

再生铝合金铸造工艺中的仿真与模拟技术应用

再生铝合金铸造工艺中的仿真与模拟技术应用铝合金作为一种重要的工程材料,在各个领域中的应用越来越广泛。

而再生铝合金铸造工艺作为一种环保、节能的铸造技术,逐渐受到了人们的关注。

而在再生铝合金铸造工艺中,仿真与模拟技术的应用起到了重要的作用。

本文将从模拟技术的种类、应用领域和优势等方面来探讨再生铝合金铸造工艺中的仿真与模拟技术应用。

一、模拟技术的种类在再生铝合金铸造工艺中,常用的仿真与模拟技术有数值模拟和物理模拟两种。

1. 数值模拟数值模拟是通过计算机将实际的物理过程转化为数学模型,并利用数值计算方法求解出其中的各个参数。

在再生铝合金铸造工艺中,数值模拟通常包括有限元分析、计算流体力学等方法。

有限元分析可以通过划分材料为小的有限元,对整个工艺过程中的应力、变形、温度等进行计算,从而预测铸件的形状和性能。

计算流体力学可以模拟液态铝合金在浇铸过程中的流动和凝固,进而优化铸造参数和工艺。

2. 物理模拟物理模拟是通过实验来模拟再生铝合金铸造工艺中的各种物理过程。

物理模拟主要包括铸型材料模拟(如聚苯乙烯泡沫模型)、模具材料模拟、铸造设备模拟等。

通过物理模拟,可以验证数值模拟结果的准确性,并且可以得到更真实的铸造过程和铸件性能信息。

二、应用领域再生铝合金铸造工艺中的仿真与模拟技术在各个环节都有广泛的应用。

下面主要介绍几个典型的应用领域。

1. 浇注系统设计再生铝合金铸造工艺中,浇注系统的设计直接影响到铸件的质量和性能。

利用仿真与模拟技术,可以通过优化浇注系统的结构和参数,提高铸件的充型性能,减少缩孔、砂眼等缺陷的产生。

2. 温度场分析在再生铝合金铸造过程中,温度分布的均匀性直接关系到铸件的质量。

通过仿真与模拟技术,可以模拟铸型和熔铝的传热过程,预测铸件在凝固过程中的温度场分布,为制定合理的冷却措施提供依据。

3. 塑性变形分析再生铝合金铸造过程中,塑性变形对铸件的形状和性能有着重要影响。

通过仿真与模拟技术,可以模拟铸型在充型和凝固过程中的变形情况,分析应力和应变分布,为选择合适的铸造工艺和优化模具结构提供科学依据。

《低压铸造铝合金轮毂的数值模拟与工艺优化》

《低压铸造铝合金轮毂的数值模拟与工艺优化》

《低压铸造铝合金轮毂的数值模拟与工艺优化》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展,铝合金轮毂因其轻量化、耐腐蚀性及美观性等特点,逐渐成为现代汽车的重要组成部分。

低压铸造技术作为制造铝合金轮毂的主要方法之一,其工艺优化对于提高产品质量、降低成本及提升生产效率具有重要意义。

本文旨在通过数值模拟的方法对低压铸造铝合金轮毂的工艺进行优化研究,以期为实际生产提供理论支持。

二、低压铸造技术概述低压铸造技术是一种将熔融金属液注入铸型中,通过控制压力差来实现金属液充填和凝固的铸造方法。

该技术广泛应用于铝合金轮毂等金属制品的制造过程中。

其优点包括充填平稳、减少夹杂、提高材料利用率等。

三、数值模拟方法为优化低压铸造铝合金轮毂的工艺,本文采用数值模拟方法进行研究。

该方法通过建立物理模型和数学模型,运用计算机软件进行模拟分析,从而预测和优化实际生产过程中的工艺参数。

在数值模拟过程中,首先建立低压铸造铝合金轮毂的物理模型,包括铸型、浇口、充填路径等。

然后,根据实际生产过程中的物理现象,建立数学模型,包括流体动力学模型、热传导模型等。

最后,运用计算机软件进行模拟分析,预测充填过程、温度场分布、凝固过程等。

四、工艺优化研究通过对低压铸造铝合金轮毂的数值模拟分析,可以得到充填过程、温度场分布等关键信息。

基于这些信息,可以对工艺进行优化研究。

首先,优化充填过程。

通过调整浇口大小、位置及数量,优化金属液的充填路径和速度,以实现平稳充填,减少夹杂和气孔等缺陷。

其次,优化温度场分布。

通过调整模具温度、浇注温度及保温时间等工艺参数,使金属液在凝固过程中获得合适的温度梯度和凝固速度,从而提高轮毂的机械性能和表面质量。

五、实验验证与结果分析为验证数值模拟结果的准确性及工艺优化的有效性,进行实际生产实验。

将优化后的工艺参数应用于实际生产过程中,对轮毂的质量、性能及生产成本进行评估。

实验结果表明,经过数值模拟与工艺优化,低压铸造铝合金轮毂的充填过程更加平稳,夹杂和气孔等缺陷明显减少。

铝合金铸造工艺优化技术的应用与发展

铝合金铸造工艺优化技术的应用与发展

铝合金铸造工艺优化技术的应用与发展摘要:铝合金因其良好的外观、轻质、优良的加工性能和良好的物理化学性能而被用于许多行业。

然而,铝合金的凝固温度范围很广,很容易在铸造过程中出现缩孔和缩松或氧化等缺陷,这就要求严格控制和优化铝合金铸造过程中的参数和工艺,以确保铝合金铸件的质量。

关键词:优化技术;铝合金铸造工艺;应用与发展引言:铝及其合金的良好外观、轻质、良好的可加工性、良好的物理和机械性能以及良好的耐腐蚀性,使铝和铝合金成为许多应用中最经济和实用的材料。

由于凝固温度范围大,铝合金在凝固过程中很容易会出现收缩和收缩空隙等缺陷,铝合金在熔化过程中容易氧化,产生氧化夹杂物,最终形成铸件的缺陷。

1铝合金铸造工艺优化技术的实践应用研究在铸造铝合金时,铸造工艺的设置和铸造过程的控制是决定性的,直接决定了最终产品的质量。

例如,充型温度会影响铝合金铸件的内壁形状:如果充型温度高,铸件内部和厚壁上出现偏析或缩松的可能性会增加。

太低的充型温度会导致薄壁质量的变差和现浇不足或是冷隔等缺陷的出现。

下面的文章分析了优化铝合金铸造工艺的最重要的几点。

(1) 铝合金铸造工艺进行合理的选择。

在实际的工业生产中,很多铝合金铸件虽然结构特点比较简单,但很多零件的厚度不均匀,加之受热节点的位置比较多,所以对零件的表面和内部质量要求很高,工艺控制也很困难。

对于中型和大型的薄壁铝合金铸件,工艺的选择是决定性的[1]。

(2) 合理选择浇注系统的位置。

铝合金铸造的整体组织要求很高,应审慎选择浇造系统的位置,以避免收缩和气孔等缺陷。

前罩必须在内浇口和横浇口的流动中开到法兰的较小的一端,以实现快入浇不冷隔以及平稳充型,达到铸件的顺序凝固,保证法兰的机械性能良好[2]。

(3)对铸件进行三维建模。

铝合金铸件的三维建模的目的是为优化工艺参数和控制工艺性能提供一个平台和模板。

应该注意的是,在工艺建模中,保温棉、模具和型芯是工艺组件的一部分,具有不同的特性,所以建模时应尽可能保证工艺的每个部分与实际位置和尺寸相匹配。

《低压铸造铝合金轮毂的数值模拟与工艺优化》范文

《低压铸造铝合金轮毂的数值模拟与工艺优化》范文

《低压铸造铝合金轮毂的数值模拟与工艺优化》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展,铝合金轮毂因其轻量化、高强度、耐腐蚀等优点,已成为现代汽车的重要组成部分。

低压铸造作为一种先进的铸造技术,在铝合金轮毂的生产中得到了广泛应用。

然而,铸造过程中涉及到众多工艺参数,如何通过数值模拟与工艺优化提高铸造质量,减少生产成本,成为行业关注的焦点。

本文将通过数值模拟方法对低压铸造铝合金轮毂的工艺过程进行深入研究,并探讨其工艺优化方法。

二、低压铸造铝合金轮毂的数值模拟2.1 数值模拟方法数值模拟是利用计算机对铸造过程进行仿真模拟,通过建立物理模型、数学模型和求解模型,分析铸造过程中的流动、传热、凝固等物理现象。

在低压铸造铝合金轮毂的数值模拟中,主要采用流体动力学、传热学等相关理论,建立铸造过程的数学模型。

2.2 模拟过程及结果分析通过数值模拟,可以观察到铝合金在低压铸造过程中的流动情况、温度分布、凝固过程等。

模拟结果可以帮助我们了解铸造过程中可能出现的缺陷,如气孔、缩松等,并分析其产生原因。

此外,还可以通过模拟结果优化工艺参数,提高铸件的质量。

三、工艺优化3.1 工艺参数优化在低压铸造过程中,工艺参数对铸件的质量具有重要影响。

通过对铸造温度、压力、浇注速度等工艺参数进行优化,可以提高铸件的充型能力、减少气孔和缩松等缺陷。

此外,合理的模具设计也是提高铸件质量的关键。

3.2 优化措施针对铝合金轮毂的低压铸造过程,可以采取以下优化措施:(1)合理设计模具结构,确保铸件在凝固过程中受到均匀的冷却和压力作用;(2)优化铸造温度和压力,确保铝合金液在模具中充分填充,同时避免过高的温度和压力导致铸件产生缺陷;(3)控制浇注速度,避免因速度过快导致铝合金液卷入气体或因速度过慢导致铸件出现缩松等缺陷;(4)采用先进的合金材料和冶炼技术,提高铝合金的充型能力和抗气孔、缩松等缺陷的能力。

四、实例分析以某汽车厂低压铸造铝合金轮毂为例,通过数值模拟发现铸件在凝固过程中存在气孔和缩松等缺陷。

《2024年低压铸造铝合金轮毂的数值模拟与工艺优化》范文

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《低压铸造铝合金轮毂的数值模拟与工艺优化》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展,铝合金轮毂因其轻量化、高强度、耐腐蚀等优点,已成为现代汽车的重要部件。

低压铸造作为一种先进的铸造工艺,在铝合金轮毂的生产中得到了广泛应用。

本文将针对低压铸造铝合金轮毂的数值模拟与工艺优化进行探讨,旨在提高产品质量、降低成本、优化生产过程。

二、低压铸造工艺概述低压铸造是一种将熔融金属在低于大气压的条件下充填铸型的铸造方法。

在铝合金轮毂的生产中,低压铸造具有充型平稳、气孔少、组织致密等优点。

然而,该工艺涉及到多个参数的设定与控制,如熔融金属的温度、模具温度、充型压力等,这些参数的合理设置对产品质量具有重要影响。

三、数值模拟技术的应用为了优化低压铸造工艺,数值模拟技术被广泛应用于铝合金轮毂的生产过程中。

通过建立物理模型和数学模型,利用计算机软件对铸造过程进行模拟,可以预测并优化充型过程、凝固过程以及产品的组织性能。

数值模拟技术可以帮助我们分析各个工艺参数对产品质量的影响,从而为工艺优化提供依据。

四、工艺优化措施1. 优化熔融金属的温度:通过数值模拟,我们可以分析不同熔融金属温度下充型过程的稳定性以及产品的组织性能。

在保证产品性能的前提下,选择合适的熔融金属温度,以降低能耗、提高生产效率。

2. 优化模具温度:模具温度对产品的组织性能和尺寸精度具有重要影响。

通过数值模拟,我们可以分析不同模具温度下产品的凝固过程,从而找到最佳的模具温度范围。

3. 优化充型压力:充型压力是低压铸造的关键参数之一。

通过数值模拟,我们可以分析不同充型压力下充型过程的稳定性以及产品的气孔率。

在保证充型平稳的前提下,选择合适的充型压力,以降低产品气孔率、提高产品性能。

4. 工艺流程优化:通过数值模拟分析各工序的相互关系及对产品质量的影响,对工艺流程进行优化,减少生产周期、提高生产效率。

五、实践应用与效果通过将数值模拟技术应用于低压铸造铝合金轮毂的生产过程中,我们成功实现了工艺优化。

铝合金铸件铸造工艺优化研究

铝合金铸件铸造工艺优化研究

铝合金铸件铸造工艺优化研究发布时间:2021-08-11T16:30:45.150Z 来源:《科学与技术》2021年第29卷第9期作者:黄敬勇[导读] 铝合金铸件普遍应用于工业领域,受多方面因素影响,铝合金铸件生产过程中存在多种缺陷黄敬勇艾迪斯(天津)汽车零部件有限公司 301700摘要:铝合金铸件普遍应用于工业领域,受多方面因素影响,铝合金铸件生产过程中存在多种缺陷,若对其未加以解决,影响最终经济效益。

铸件生产浇铸过程中浇铸方式选择及系统位置设计,与最终凝固成效密切相关。

基于此,本文主要以铝合金筒体铸件低压铸造工艺优化,实现定向凝固和有效补缩目标,消除铸件内部形成的缺陷。

关键词:铝合金铸件;铸造工艺;优化策略铝合金凭借自身多项优势特征,广泛应用于工业领域,不仅具备较强的抗拉强度、优良塑性和韧性,而且其经济性较佳,热处理后切削加工性能优良,可用于制造形态复杂机械零件中。

低压铸造主要是指将铸型安设于密封坩埚上方,并持续性在坩埚内部通入压缩空气,在液体金属表面产生一定压力,最终金属液通过升液管道进入填充铸型中的工艺。

铝合金筒体铸件是用于承装航空燃油箱体,需承受较大的压力,工作环境十分复杂,对筒体质量要求较高。

一、铝合金铸造成型方法针对铝合金而言,其铸造成型方法较多,主要根据铸件实际状况决定。

首先,铝合金砂型铸造。

铝合金铸件生产过程中,针对表面及实际尺寸精度要求并非较高或小批量零件,可选取砂型铸造,特别针对外部形态复杂,内部存在弯曲管道铸件。

依照砂型、砂芯等建立强度中,其自身粘结力形成基本原理不同,将其可划分为三种类型,即物理固结、化学粘结、机械粘结。

其次,铝合金金属型铸造。

相较于砂型金属型热容量、传热系数较大,且使用年限较大,加速合金液凝固速度,进而减少气孔、疏松等质量缺陷,可大幅度提高铸件质量。

铝合金金属型铸造多选取两种浇铸方式,即底注式、顶注式,前者充型过程具有平稳性,档渣成效较大,但铸件侧壁易形成氧化夹渣,以及凝固过程同时进行,难以实现顺序凝固,增加缩松缺陷风险;后者可实现顺序凝固,但其易产生氧化、激溅等质量缺陷。

《低压铸造铝合金轮毂的数值模拟与工艺优化》范文

《低压铸造铝合金轮毂的数值模拟与工艺优化》范文

《低压铸造铝合金轮毂的数值模拟与工艺优化》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展,铝合金轮毂因具备轻量化、耐腐蚀性强、抗冲击性良好等优势,得到了广泛的应用。

其中,低压铸造工艺是一种广泛应用于铝合金轮毂生产的制造技术。

本文将针对低压铸造铝合金轮毂的数值模拟与工艺优化进行深入探讨,旨在提高产品质量、生产效率和降低生产成本。

二、低压铸造工艺简介低压铸造是一种利用低压差使熔融金属填充铸型并结晶成型的铸造工艺。

在铝合金轮毂的生产过程中,低压铸造技术以其高填充性、高密实性和较低的成本得到了广泛应用。

在低压铸造过程中,模具处于封闭状态,使合金熔体在低于大气压的条件下充满模具,从而实现金属液体的均匀填充和高质量的轮毂生产。

三、数值模拟在低压铸造中的应用数值模拟技术在低压铸造过程中扮演着重要的角色。

通过建立准确的物理模型和数学模型,利用数值方法模拟合金熔体的流动、热传导、传质和凝固过程,实现对整个铸造过程的模拟。

这一过程对于优化模具设计、预测产品质量、降低废品率具有重要意义。

在铝合金轮毂的低压铸造过程中,数值模拟技术可以帮助分析充型过程中的压力分布、温度变化以及合金熔体的流动行为,为工艺优化提供依据。

四、工艺优化策略为了进一步提高铝合金轮毂的制造质量和生产效率,降低生产成本,需要从以下几个方面进行工艺优化:1. 模具设计优化:根据数值模拟结果,对模具结构进行优化设计,包括进液口位置、出气孔设置、模具壁厚等参数的调整,以提高金属液体的充型能力和产品质量。

2. 工艺参数优化:通过调整铸造温度、压力、速度等工艺参数,实现合金熔体的均匀填充和高质量的轮毂生产。

同时,优化冷却系统和热处理工艺,提高产品的力学性能和耐腐蚀性。

3. 材料选择与控制:选用优质的铝合金材料和适当的合金成分,以获得良好的机械性能和抗腐蚀性能。

同时,严格控制材料的成分和杂质含量,以确保产品质量。

4. 生产环境与质量控制:建立严格的生产环境与质量控制体系,包括检测设备的配置与使用、工艺流程的标准化等措施,确保产品质量和生产过程的稳定性。

铝合金铸造工艺优化技术与发展探究

铝合金铸造工艺优化技术与发展探究

铝合金铸造工艺优化技术与发展探究发布时间:2023-02-06T01:59:45.294Z 来源:《工程建设标准化》2022年9月第18期作者:吕文生[导读] 铝合金浇注技术经过长时间的发展,已经形成相对健全的体系,应用在生产活动中,可以满足行业在零件加工方面的要求。

吕文生中国航发哈尔滨东安发动机有限公司黑龙江哈尔滨 150066摘要:铝合金浇注技术经过长时间的发展,已经形成相对健全的体系,应用在生产活动中,可以满足行业在零件加工方面的要求。

在我国工业领域发展中,对产品精度要求提升,做好零件加工的误差控制,可以提升产品整体质量。

本文研究铝合金铸造,结合铸造工艺在使用中的技术情况,整理铸造方面的信息,为铸造产品生产时间控制与质量提升提供参考内容。

关键词:铝合金;铸造工艺;性能;技术;应用铝合金铸造所用的零件必须具备较好的物理化学性能,外观优良,满足我国工业部门对零件提出的要求。

目前,我国铝合金铸造工艺已经发展到相对成熟的水平,但是因铝合金凝固温度所处的区间较大,浇注活动中缩孔的问题仍然存在,会降低产品的质量。

因此,在铝合金铸造活动中,需要选择最优的浇注工艺,使用计算机进行仿真控制,由此可以得到机械部件外形,基于机械性能需要对机械部件内部结构进行调整,使铝合金铸造工艺得到提升,可以制造出力学性能突出、受力大的机械部件。

一、铝合金铸造工艺性能(一)收缩性温度会对液态金属的体积形成影响,温度处于常温区间,液态金属的体积会出现下降趋势。

铝合金浇注收缩性能是较为重要的部分,在铝合金液态凝固和固态时,均会因温度下降出现不同程度的收缩。

铝合金铸造工艺的使用中,通过自动装配或金属膜的压铸手段,可以实现低能耗、大规模的生产,从浇灌一直到固化,最终硬化处会出现微观的缩松(由收缩导致),可以通过肉眼观察到[1]。

(二)流动性合金溶液主要包含金属氧化物,外部基本因子一般指浇注压力和锻造温度,对于同一类型金属液晶体特异性较大,会选择碳-硫化分析器进行测评。

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•铸造工艺模拟技术在铝合金铸件工艺设计及优化中的应用•发布时间:2011-6-17 10:03:54 来源:中国铸造网文字【大中小】浏览人数:183
•摘要:利用北京北方恒利科技发展有限公司开发的铸造模拟软件CAStsoft/CAE对铝合金铸件的凝固过程和充型过程进行模拟。

通过对凝固过程的温度场和铸造缺陷的分析,依据分析结果对工艺进行改进,最后设计出合理的铸造工艺。

铸造过程计算机模拟可以减少或取消新产品的工艺实验,能够有效地避免可能出现的铸造缺陷,保证工艺的可靠性,缩短新产品的试制周期。

关键词:铸造模拟凝固过程温度场铝合金前罩铸件
传统的铸造工艺设计方法往往依赖于直觉经验,在铸件结构较为简单和铸造类似铸件时,经验可能起到一定的作用;在浇铸大型、复杂铸件且无相关经验时,只能通过反复工艺实验来确定工艺;当工艺存在重大失误时,可能使得工艺方案被彻底推翻。

通过工艺反复实验来确定工艺的方法,可能导致先前制作的模具报废,对于大型铸件来说模具费用会相当高,这会造成重大经济损失,同时严重影响新产品的试制,延长新产品的试制周期。

近年来铸造过程计算机模拟技术得到飞速发展,使得通过铸造模拟来确定铸造工艺成为可能,铸造过程计算机模拟可以减少或取消新产品的工艺实验,能够有效地避免可能出现的铸造缺陷,保证工艺的可靠性,缩短新产品的试制周期。

本次分析采用的软件是北京北方恒利科技发展有限公司的CASTSOFT/CAE软件。

通过模拟分析发现工艺存在的问题,采取工艺改进措施后再次进行模拟,直到铸造工艺趋向合理。

1. 铸造工艺方案设计
1.1铸造工艺方法的选择:
由于前罩(材料:ALSi10Mg)属于中大型薄壁铝合金铸件,结构虽然比较简单,但厚薄不均,热节位置较多,铸件最薄的地方为4mm,最厚大的地方为80×110×120,外轮廓尺寸为618×346×618,此零件表面质量和内部质量要求比较高。

用砂型重力铸造难以保证顺利充满和厚大部位不产生疏松,特别是法兰处的质量,同时可能形成气孔和渣孔,表面质量较差,难以通过压力测试和质量要求;考虑前罩质量、批量的要求和低压铸造工艺具有金属液充型平稳、铸件在压力下结晶,生产的铸件缩松、气孔、夹杂少的优点,结合我厂铸造现场生产能力,最后选用金属型低压铸造的工艺方案。

模具选用:QT60-2,型芯选用:45#钢,模具温度:300℃,型芯温度:300℃,浇注温度:720℃。

1.2浇注系统位置的选择:
前罩(材料:ALSi10Mg)前罩法兰较小一端径向和法向都比较厚和方便开模,且整体组织要求高,不允许有缩松、气孔等铸造缺陷,为了使得铸件实现顺序凝固且保证法兰处的力学性能,在法兰较小一端开设入流内浇口和横浇口,在法兰处共
开设6道内浇口,保证快速入浇不冷隔和充型平稳,通过厚大内浇口在压力下对其进行补缩。

2. 三维建模
2.1铸件的三维建模:
采用Pro-E软件对铸件进行三维建模,并在铸件的基础上加浇注系统,保温棉,模具,型芯,且保温棉,模具,型芯为装配体。

2.2保温棉、模具、型芯的三维建模:
由于在工艺模拟时,保温棉、模具、型芯属于工艺装配体部件且各部件材料及属性都不一样,三维建模保证建模工艺部件与实际生产工艺部件的位置、大小一致,要求保温棉、模具、型芯与铸件间面贴合。

由于铸件的一些地方是不规则的曲面所以保温棉、模具、型芯的形状也为不规则曲面形状即为随形保温棉、模具、型芯,同时由于保温棉、模具、型芯不连续相互间孤立、分散,所以在建模时也应分散分布,相互间不相连,而在工艺模拟时要求同种材料工艺部件组合成一个整体,生成一个STL文件。

加浇注系统铸件三维模型如图1所视;加浇注系统、保温棉、模具、型芯的工艺三维模型如图2所视:
3. 工艺模拟及工艺优化的工作流程图(图3)

3.1前处理:
本次模拟时,铸件、铸型及冷铁网格剖分的网格尺寸为4mm×4mm×4mm,共剖分网格3,427,710个。

3.2铸造模型构建及模拟计算:
按工艺要求添加低压铸造相应的工艺参数。

参数设置如下:①铸件材料为ALSi10Mg。

②模具材料为QT60-2。

③型芯的材料为45#钢。

④浇注温度为720℃。

时间(S)压力(MPa)速度(MPa/S)升液22 0.0286 0.0013
充型 5 0.038 0.0018
增压 2 0.055 0.0085
保压 6 0.055
卸压110 0
3.3铸造工艺结果显示及工艺合理评定:
通过凝固过程、温度场及缩孔、缩松的判定可以看到铸件有多处存在缩孔,其中在上端法兰各热节处存在严重缩孔缺陷。

从温度场、凝固过程及冷却速度的分析
可以清晰看到热节周围的温度远低于热节区的温度,早于热节凝固,使得热节最后凝固形成缩孔。

通过此次模拟可以看出先前制定的工艺存在问题。

图中所示位置形成金属液孤立熔池压力无法进行补缩,只能依靠自身补缩,图中几处可能形成集中收缩缺陷缩孔或缩松情况。

4. 实际生产和现场加工
通过调整模具温度,压力曲线和留工艺飞边等方法,目前前罩工艺已优化固定,并进行批量生产,生产情况如图所示。


5. 结果与分析:
使用CASTSOFT软件可以有效地预测出工艺设计中存在的问题,能够预测出铸件可能存在的铸造缺陷,并根据此模拟结果改进、优化铸造工艺。

利用三维建模软件可以很方便地进行浇注系统、模具、型芯、保温棉等改进,同时利用CASTSOFT 软件可以对铸造工艺参数如:浇注温度、充型时间、保压压力、保压时间等的改进,改进后再次进行模拟,经过多次改进直到消除铸造缺陷。

这对于大型复杂铸件有很重要的意义,它可以减少工艺试验的次数,甚至可以取消工艺试验,保证铸件一次
试制成功。

从而大大缩短新产品的试制周期,提高企业的竞争力。

依据此次模拟结果制定的工艺用于生产后,效果良好,前后共铸造100套前罩,铸件在机械加工后没有发现铸造缺陷,加工后的高压油道在进行2.5MPa的高压试验时未发生渗漏现象。

能够满足设计要求,从而也验证工艺模拟的有效性。

6.结语:
通过此次模拟可以总结出以下几点经验①低压铸造很适合中大型复杂薄壁铸件的铸造,它不但可以保证薄壁处的顺利充型,也可以通过内浇口在压力下对铸件厚大部位进行补缩。

同时铸件是至下而上充型,所以充型平稳,不会产生二次造渣现象②使用金属型,型芯也为金属芯的工艺提高了生产效率,保证铸件表面质量,有效消除铝合金铸件的缩松现象,同时可以大大提高厚大部位处的力学性能。

③对于特别厚大的地方,由于条件所限不能通过浇注系统补缩,采用模具中通入循环冷却液的方法或采用暗冒口的方法彻底消除铸造缺陷(因低压铸造所用的冒口为暗冒口,所以冒口的尺寸要适当加大),④在采用循环冷却液的方法或采用暗冒口的方法不方便时,也可采用在热节位置留飞边来加大散热面积,达到调整凝固顺序的目的。

作者:
1、冯艳云:女1960.1出生,1984年2月沈阳职工大学机械制造专业毕业,新东北电气(沈阳)高压开关有限公司铸造研究所从事铸造工艺设计与研究,近几年主要从事中大型铝合金铸件的低压铸造工艺设计与研究.如前罩\十字罐\舱体等铝合金铸件的低压铸造工艺设计。

2、单爱峰:男,1976年生,辽宁省沈阳人,1998年毕业于内蒙古工业大学,并获工学学士学位,同年7月分配到新东北电气集团沈阳高压开关有限公司从事铸造工艺设计与研究,近几年主要从事中大型铝合金铸件的低压铸造工艺设计与研究.如前罩\十字罐\舱体等铝合金铸件的低压铸造工艺设计。

3、黑玉龙(1968-),男,黑龙江龙江县人,高级工程师,主要从事铸钢、铸铝、铸铜工艺及熔炼工作。

4、宋彬:北京北方恒利科技发展有限公司工作,从事铸造数值化模拟技术相关工作。

电话:-8009,E-mail:。

参考文献
[1] 李庆春铸件形成理论基础机械工业出版社1982年1月
[2] 李魁盛铸造工艺及原理机械工业出版社1988年
[3] 范英俊铸造手册之特种铸造机械工业出版社2003年2月
[4] 王智平底杯铸件铸造工艺模拟铸造2006(2)149-151
[5] 胡汉起金属凝固原理机械工业出版社1997年8月
[6]靳玉春,侯华,赵宇宏等材料成型过程数值模拟兵器工业出版社1997年8月
[7]柳百成等铸造工程的模拟仿真与质量控制机械工业出版社,2001年6月
[8]徐宏铸造工艺设计及模拟技术教育出版社
本文由北京北方恒利科技发展有限公司(100089)宋彬提供,转载请注明出
处。

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