低压铸造铝合金轮毂充型和凝固过程模拟及工艺优化
低压铸造模具的热处理
低压铸造模具的热处理 低压铸造是使液体金属在压力作用下充填型腔，以形成铸件的一种方法。由于所用的压力较低，所以叫做低压铸造。它的特点有：液体金属充型比较平稳；铸件成形性好，有利于形成轮廓清晰、表面光洁的毛培；铸件组织致密，机械性能高；提高了原材料的工艺收得率；因为机械化和自动化操作，劳动强度降低，生产效率大大提高。 刘氏模具低压铸造的工艺工程：将金属、升液管和铸型装配好，盖好密封盖→向密封金属液的坩埚中，通入干燥的压缩空气（或惰性气体），使金属液在压力作用下，自下而上地通过升液管而进入铸型，并在压力下凝固→解除压力，使升液管和浇注系统中未凝固的金属液流回坩埚→打开铸型，取出铸件。 那么，低压铸造模具能进行热处理吗？怎么进行热处理呢？ 答案是肯定的，低压铸造模具能进行热处理的，其目的是为了提高其物理性能。 热处理是指材料在固态下，通过加热、保温和冷却的手段，以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺。金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。 在热处理中，组织缺陷分为可以改善的缺陷或不能改善的缺陷。低压铸造模具的热处理是去应力退火，即人工时效，温度550～600℃，保温2～4h后炉冷，有时采用自然时效，指将铸件在露天放置几个月或几年；对于消除白口铸铁件可进行高温退火，温度900～950℃，保温2～5h后炉冷。 低压铸造是一种特种铸造工艺，它是巴斯加原理在铸造生产中的应用。就低压铸造的工作压力而言，它是介于压力铸造和重力铸造之间的一种新的浇注工艺。 在装有合金液的密封容器(坩埚)中，通入干燥的压缩空气(或者惰性气体)，作用在保持一定浇注温度的合金液面上，造成密封容器内与铸型型腔内的压力差，使合金在较低的充型压力(0.01～0.05MPa)作用下，沿着升液管内孔自下而上地经升液通道、铸型浇口、平稳地充入铸型中，待合金液充满型腔后，增大气压，使型腔里的合金液在较高的压力作用下结晶凝固，然后卸除密封容器内的压力，让升液管、浇道内尚未凝固的合金液依靠自身的重力回落到坩埚中，再打开铸型取出铸件。
座体铸造工艺设计及其模拟优化
铸造过程计算机辅助分析模拟综合实验题目：座体铸造工艺设计及其模拟优化 学院：机械工程学院 专业：材料成形及控制工程 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 2014年3月10日 1 / 20
目录 第一章.零件简介 (2) 1.1 零件基本信息 (2) 1.2技术要求 (5) 第二章.基于UG零件的三维造型 (6) 2.1软件简介 (6) 2.2 零件的三维造型图 (6) 第三章.铸造工艺方案的拟定 (7) 3.1工艺方案的确定 (7) 3.2型（芯）砂配比 (7) 3.3混砂工艺 (8) 3.4 铸造用涂料、分型剂及胶补剂 (8) 3.5熔炼设备及熔炼工艺 (9) 3.6分型面的选择 (6) 3.7 砂箱大小及砂箱中铸件数目的确定 (7) 3.8铸造工艺参数的确定 (7) 第四章.砂芯设计及排气 (8) 4.1芯头的基本尺寸 (8) 4.2砂芯设计尺寸见下工艺图 (9) 第五章.浇注系统设计.................... 错误!未定义书签。 5.1浇注系统的类型及选择 ............... 错误!未定义书签。
5.2浇注位置的选择..................... 错误!未定义书签。 5.3浇注系统各部分尺寸的计算 ........... 错误!未定义书签。 5.4合金铸造性能分析 ................... 错误!未定义书签。 5.5 设计计算步骤....................... 错误!未定义书签。 5.6出气孔 (14) 5.7铸件工艺出品率 (14) 第六章.模拟仿真部分 (15) 6.1充型模拟 (15) 6.2凝固模拟 (15) 第七章.结论及优化方案 (16) 第八章.小结 (16) 主要参考文献： (19) 摘要 本文通过对座体零件图的深入分析，根据零件的形状、尺寸、材料等特点，采用传统设计方法与计算机辅助设计相结合的方式对零件的铸造工艺进行设计。 分析并确定采用卧式造型合箱，底注式浇注的砂型铸造工艺方案；确定了铸铁件的凝固原则、浇注位置和分型面等；确定了座体铸铁件的铸造工艺参数并计算了其体积和重量；设计并计算了箱盖砂型铸造的浇注系统；绘制了座体砂型铸造工艺图、UG III / 20
低压铸造原理及特点
第一节概述 在二十世纪初期，国外开始研究并应用低压铸造工艺，同时期，英国https://www.360docs.net/doc/491189813.html,ke登记了第一个低压铸造专利，主要用于巴氏合金的铸造。法国人制定了用于铝合金和铜合金的计划，并首先在铝合金铸造生产中得到推广使用。 第二次世界大战爆发后，随着航空工业的发展，英国广泛地采用低压铸造生产技术要求较高的航空发动机的气缸等轻铝合金铸件，并采用金属性低压铸造，大量生产高硅铝合金铸件。北美的汽车工业和电机工业又广泛采用金属型低压铸造生产汽缸、电机转子等重要铸件。这样，低压铸造工艺迅速扩散到通用机械、纺织机械、仪表和商业产品的领域。 我国从五十年代开始研究低压铸造，但发展一直比较缓慢。随着汽车工业的发展，和大量新技术的采用，在上世纪末和本世纪初，低压铸造在我国得到快速发展，国产低压铸造机的功能和性能，及使用的稳定性和可靠性已经接近或达到国际先进水平，被大量用于汽车轮毂、汽车缸盖等铸件的生产。 第二节低压铸造原理及特点 低压铸造是使液体金属在压力作用下充填型腔，以形成铸件的一种方法。由于所用的压力较低，所以叫做低压铸造。其工艺过程如下：在装有合金液的密封容器（如坩埚）中，通入干燥的压缩空气，作用在保持一定浇注温度的金属液面上，造成密封容器内与铸型型腔的压力差，使金属液在气体压力的作用下，沿升液管上升，通过浇口平稳地进入型腔，并适当增大压力并保持坩埚内液面上的气体压力，使型腔内的金属液在较高压力作用下结晶凝固。然后解除液面上的气体压力，使开液管中未凝固的金属液依靠自重流回坩埚中，再开型并取出铸件，至此，一个完整的低压浇铸工艺完成。低压铸造工艺过程演示如下： 低压铸造过程动画演示
低压铸造独特的优点表现在以下几个方面： 1．低压铸造的浇注工艺参数可在工艺范围内任意设置调整，可保证液体金属充型平稳，减少或避免金属液在充型时的翻腾、冲击、飞溅现象，从而减少了氧化渣的形成，避免或减少铸件的缺陷，提高了铸件质量； 2．金属液在压力作用下充型，可以提高金属液的流动性，铸件成形性好，有利于形成轮廓清晰、表面光洁的铸件，对于大型薄壁铸件的成形更为有利； 3．铸件在压力作用下结晶凝固，并能得到充分地补缩，故铸件组织致密，机械性能高； 4．提高了金属液的工艺收得率，一般情况下不需要冒口，使金属液的收得率大大提高，收得率一般可达90％。 5．劳动条件好；生产效率高，易实现机械化和自动化，也是低压铸造的突出优点。 6．低压铸造对合金牌号的适用范围较宽，基本上可用于各种铸造合金。不仅用于铸造有色合金，而且可用于铸铁、铸钢。特别是对于易氧化的有色合金，更显示它的优越性能，即能有效地防止金属液在浇注过程中产生氧化夹渣。 7．低压铸造对铸型材料没有特殊要求，凡可作为铸型的各种材料，都可以用作低压铸造的铸型材料。与重力铸造和特种铸造应用的铸型基本相同，如砂型（粘土砂、水玻璃砂、树脂砂等）、壳型、金属型、石墨型、熔模精铸壳型、陶瓷型等都可应用。总之，低压铸造对铸型材料要求没有严格限制。 第三节低压铸造工艺设计
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
?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
COMSOL Multiphysics钢铁铸造工艺的优化
COMSOL Multiphysics钢铁铸造工艺的优化 在所有的工业生产方法中, 主要目标之一是速度的优化。对于法国不锈钢制造商Ugitech S.A.公司来说，主要的目标就是在保证质量的前提下让连铸机尽可能快速的不间断运转。然而，如果过早将方形钢坯切分，钢坯断面可能还没有完全固化，含有1.5吨的熔融金属井中的钢水会流入立式连铸机中，会造成毁灭性的灾难。通过数学模拟，Ugitech公司正在对所生产的150种钢的浇铸温度和浇铸速度进行优化。 固化壳的形成 在铸造过程中，熔融钢水进入锥形铜管模具，并通过外部水循环进行强制冷却。在这个过程中，固化壳结构要能承受熔融金属形成的静压力。在成型之后，要进行三次水喷洒过程来增加壳的强度，同时要进行旋转防止膨胀。最终钢坯通过热辐射冷却下来（图1）。 图1 铸造过程仿真结果。钢水进入水冷模，并通过传导对流过程实现冷却和固化。 一旦固化壳形成，就可以通过一系列的水喷洒过程实现冷却，而不用依靠热辐射自然冷却。 熔融金属井的长度对于钢绞线的切割位置非常重要。图中反映了钢绞线的温度分布。 首先通过建模研究的问题是关于钢水早期的固化过程，在这个过程中会导致钢表面出现裂缝和凹陷状振痕等缺陷。随着壳体冷却，开始收缩并在某些位置出现空隙，如图2。这些缺陷的位置对钢绞线有着重要影响，而且控制缺陷是非常精细的过程。如果表面裂缝出现的太早，减弱了壳体部分热量，这时熔融钢液表面开始固化，内部缺陷随之开始出现。如果裂缝太细，会导致模具形成很尖的锥形，导致钢液与铜模之间的摩擦力增加，过分摩擦力会导致模具下部壳体出现突出。
图2 检查空隙出现情况的模型（左），以及结晶过程中热流和温度模拟结果。 空隙不仅影响热流动和铸体的冷却，还对连铸坯表面有重要影响。 仿真首先要优化各种机器组件的尺寸，如驱动器的线圈和磁铁，并研究它们对连铸过程的影响。此外，当这两个组件产生单向移动的时候，特别在高频时在结晶器的另一侧平面形成非常复杂的波纹，单向振动会导致声音失真以及振型改变。 要研究当钢水流过连铸器时钢结晶器中的物理过程，只有通过多物理场模拟才能实现。研究人员选择COMSOL Multiphysics的传热模块和结构力学模块来计算在固化过程中钢坯表面的变形情况，并与实验数据进行对比验证。 接触条件和相变 模型实际包含两个部分。第一部分是纯热传导模型，可以预测温度和结晶器中的相变，然后第二部分是热机械模型用来深入分析模具和钢坯接触面情况，并解释结晶表面缺陷，如图2。 钢坯和模具之间的非线性接触条件是创建模型过程中一个比较棘手的问题，而且钢水成坯过程还涉及到相变问题。要研究这些问题，首先要找到每一个钢的热物理参数并添加到模型中。Ugitech公司的研究人员利用三阶多项式将多年积累的热导率数据添加到COMSOL Multiphysics模型中，但是在临界温度范围内的数据，他们建立了40-100个格点数据的表格，让COMSOL自动插值来推断。 Ugitech公司的研究人员利用COMSOL Multiphysics模型来研究各种冷却条件，在不影响产品质量的前提下提高浇铸速度，并提高最终产品的性能。研究人员说：“这是一个非常微妙的问题，我们不想拿我们的顾客做实验。”在汽车和核工业市场中，最终用户会对钢质量作出判断和评价。因此，加过过程改革需要进行充分的思考和规划，而建模模对于理解和揭示改革提供了非常有价值的可行性参考。 利用模型研究人员也可以评价浇铸机的改进方案。一时间，生产工程师们都向研究人员询问为了便于维护他们想把二次冷却设备移动几个厘米是否可行。对于加工过程来说，即使一些非常小的改动，都有可能产生很大的影响，何况是在这么昂贵的机器上做实验。最终研究人员通过数学模拟证实移动冷却装置不会产生严重的后果。 还有一件事情，模拟帮助避免了一个重大事故。生产人员想在固化安全线1m以后的地方对钢坯进行切割。研究人员模拟结果显示，这会导致切割到熔融金属井部分，会带来灾难性的后果。利用COMSOL仿真，Ugitech公司的研究人员可以更加精确的调整安全线位置，如图3所示。
铝合金车轮低压铸造工艺讲解
铝合金车轮低压铸造工艺 目录 铝合金车轮低压铸造工艺 1 低压铸造工艺 1.1 低压铸造原理 1.2 低铸汽车铝合金轮的工艺特点 1.3 汽车铝轮低压铸造工艺设计 1.4 汽车铝轮低压铸造模具设计 1.5 铝轮低压铸造工艺过程 1. 模具检查 2. 模具喷砂 3. 模具的准备 4. 模具涂料 5. 涂料性能和配比 6. 涂料的选择 7. 模具的预热和喷涂 1.6 开机前的准备工作 1. 保温炉的准备 2. 陶瓷升液管的准备 3. 设备和工艺工装的准备
1.7 铝车轮低压铸造液面加压规范 1. 加压规范的几种类型 2. 铝车轮低压铸造加压规范的设定 3. 设计铝轮低铸加压曲线的步骤 4. 铝轮低铸工艺曲线实例 1.8 铸件缺陷分析，原因及解决办法 1. 疏松（缩松）的形成与防止 2. 缩孔的形成与防止 3. 气孔的形成与防止 4. 针孔的形成与防止 5. 轮毂的变形原因及防止 6. 漏气的产生原因及防止 7. 冷隔（冷接，对接），欠铸（浇不足，轮廓不清）的形成与防止 8. 凹（缩凹，缩陷）的形成与防止 铝合金车轮低压铸造工艺 铝合金车轮制造技术是多种多样的，而铝车轮的铸造工艺，目前主要有两种：一种是金属型重力铸造，一种是低压铸造。我们主要是做汽车铝合金车轮，制造工艺采用的 是低压铸造。我们教材面向的对象主要是我们公司的员工，所以对工艺技术的介绍是有针对性的，介绍的方法也是不一样的。 1 低压铸造工艺 1.1 低压铸造原理 低压铸造是将铸型放在一个密闭的炉子上面，型腔的下面用一个管(叫升液管)和炉膛里的金属液相通。如果在炉膛中金属液面上加入带压力的空气，金属液会从升液管中
铸造工艺的数值模拟优化
! 收稿日期：２００６－０１－１６；修回日期：２００６－０７－１９ 作者简介：胡红军（１９７６－），男，重庆工学院讲师，主要研究铸造ＣＡＤ／ＣＡＥ软件研究和开发。Ｅ－ｍａｉｌ：ｈｈｊ＠ｃｑｉｔ．ｅｄｕ．ｃｎ。 铸造工艺的数值模拟优化 胡红军，杨明波，龚喜兵，李国瑞 （重庆工学院材料科学与工程学院，重庆４０００５０） 摘 要：为了研究和预测铸造工艺对铸件质量的影响，设置合理的军用汽车转向臂的铸造浇冒口系统和工艺参数。应用铸 造模拟软件对转向臂的三种不同工艺方案进行凝固模拟，根据凝固模拟结果显示的缺陷及内部缩松情况，提出改进工艺方案并对其进行凝固模拟，选择最佳方案应用于生产。研究表明，３＃是最合理的浇冒口布置方式，最优的浇注温度８２５℃，浇注时间１５ｓ，采用水平分型。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。 关键词：凝固模拟；军用汽车转向臂；铸造工艺优化；浇冒口系统；缩孔；铸造模拟软件中图分类号：ＴＧ２５０．６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４－２４４Ｘ（２００６）０６－００５１－０３ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｃａｓｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｅｓｂａｓｅｄｏｎｃｏｍｐｕｔｅｒｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ＨＵＨｏｎｇ－ｊｕｎ，ＹＡＮＧＭｉｎｇ－ｂｏ，ＧＯＮＧＸｉ－ｂｉｎｇ，ＬＩＧｕｏ－ｒｕｉ （ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００５０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｔｕｄｙａｎｄｐｒｅｄｉｃｔｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｃａｓｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｎｃａｓｔｉｎｇｓｑｕａｌｉｔｙ，ｔｈｅｒａｔｉｏｎａｌｐｏｕｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｒｅｓｅｔ．Ｔｈｒｅｅｋｉｎｄｓｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅｈａｖｅｂｅｅｎａｐｐｌｉｅｄｗｉｔｈｔｈｅｈｅｌｐｏｆｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｒｅ－ｓｕｌｔｓａｎｄａｐｐｅａｒａｎｃｅｄｅｆｅｃｔｓａｎｄｉｎｎｅｒｓｈｒｉｎｋａｇｅｐｏｒｏｓｉｔｙｏｆｔｈｅｃａｓｔｉｎｇｓｉｎｔｒｉａｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｈａｖｅｂｅｅｎｂａｓｅｄｕｐｏｎｔｏｂｒｉｎｇｆｏｒ－ｗａｒｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｓａｎｄｓｅｌｅｃｔａｎｏｐｔｉｍａｌｐｒｏｊｅｃｔｕｓｅｄｉｎｂａｔｃｈｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｎｏ．３ｃａｓｔｉｎｇｓｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓｒｅａｓｏｎａｂｌｅ，ｔｈｅｍｏｓｔｒｅａｓｏｎａｂｌｅｐｏｕｒｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓ８２５℃，ｐｏｕｒｉｎｇｔｉｍｅｉｓ１５ｓ．Ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｃａｎｈｅｌｐｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｓｔｓｔｏｏｐｔｉｍｉｚｅｃａｓｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｂｙｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇｃａｓｔｉｎｇｄｅｆｅｃｔｓｄｕｒｉｎｇｍｏｌｄｆｉｌｌｉｎｇａｎｄｓｏｌｉｄｉ－ｆｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｅｓａｎｄｉｎｓｔｒｕｃｔｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｃａｓｔｉｎｇ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｓｔｅｅｒｉｎｇａｒｍｃｏｍｐｏｎｅｎｔｕｓｅｄｉｎｈｅａｖｙｍｉｌｉｔａｒｙｔｒｕｃｋ；ｃａｓｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ；ｐｏｕｒ－ｉｎｇａｎｄｒｉｓｅｒｓｙｓｔｅｍ；ｓｈｒｉｎｋａｇｅ；ｃａｓｔｉｎｇｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｏｆｔｗａｒｅ 铸造数值模拟是要通过对铸件充型凝固过程的数值计算，分析工艺参数对工艺实施结果的影响，便于技术人员对所设计的铸造工艺进行验证和优化，以及寻求工艺问题的尽快解决办法。为技术人员设计较合理的铸件结构和确定合理的工艺方案提供了有效的依据，从而避免传统的依靠经验进行结构设计和工艺制定的盲目性，节约试制成本［１－４］。 １ 铸造过程充型数值模拟方法 军用汽车转向臂的几何实体造型采用ＵＧ软件建 立，在得到三维几何数据后，利用ＵＧ软件的反向出模模块，通过设定铝合金收缩率、铸件起模斜度、浇注系统的位置和分型面等，作为凝固模拟的几何模型。由于金属液充型过程数值模拟技术所涉及的控制方程多而复杂，需要根据连续性方程、动量方程及能量方程，并进 行速度场、压力场的反复迭代，计算量大而且迭代容易发散，致使其难度很大。通过不断完善数值计算方法，如有限差分法和ＳＯＬＡ－ＶＯＦ体积函数法，开发出一些实用软件。该产品的凝固模拟就是采用ＭＡＧＭＡ软件。作为整个模拟的核心部分，ＣＡＥ的数值模拟效果最终将影响模拟的真实与否。在液态金属浇注过程中，热传导过程计算是数值模拟的主要内容。处理热传导问题采用傅里叶定律（式１），式２是根据能量守恒定律推导的方程［５－８］。 ｑ＝－λ !ｔ !ｎ （１）ρｃ!ｔ!τ＝!!ｘ（λ!ｔ!ｘ）＋!!ｙ（λ!ｔ!ｙ）＋!!ｚ（λ!ｔ !ｚ）＋ｑｖ （２）其中ｑ为热流密度，λ为导热系数，ｔ为温度（函数）， ｎ为温度传递方向上的距离，Τ 为温度，ρ为密度，ｃ为质! ２００６年１１月兵器材料科学与工程 ＯＲＤＮＡＮＣＥＭＡＴＥＲＩＡＬＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｖｏｌ．２９Ｎｏ．６Ｎｏｖ．，２００６ 第２９卷第６期
桥壳铸造工艺设计规范
桥壳铸造工艺设计规范 1 适用范围 本标准适用于铸钢桥壳工装、模具、检具等设计制图及铸造工艺设计工作规范。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括戡误的内容）或修订版均不适用于本标准。然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T 6414-1999 《铸件尺寸公差与机械加工余量》 JB/T 5106-1991 《铸件模样型芯头基本尺寸》 GB/T 11351-1989 《铸件重量公差》 3术语和定义 3.1铸件的最小壁厚：在一定的铸造条件下，铸造合金液能充满铸型的最小厚度。 3.2铸件的临界壁厚：当铸件的厚度超过了一定值后，铸件的力学性能并不按比例地随着 铸件厚度的增大而增大，而是显著下降，存在一个临界厚度。 3.3铸钢件相对密度：浇注钢液重量与铸件三个方向最大尺寸的乘积之比。因而往往小于 铸件密度。 3.4吃砂量：模样与砂箱壁、箱顶（底）、和箱带之间的距离。 4铸造工艺设计原则 4.1铸造工艺设计必须满足产品铸件质量和对环保的要求，有利于实现优质、高产、低耗， 改善劳动条件，安全生产，提高生产标准化、通用化、系列化水平； 4.2铸造工艺设计必须能够提供清晰、完整、正确、统一的资料输出：过程流程图、铸造 材料清单、过程潜在失效模式及后果分析（PFMEA）、控制计划、铸造工艺图、铸造工艺卡、作业指导书等。 5铸造工艺设计程序 5.1铸件结构工艺和铸件的先期质量策划 5.1.1 铸造产品的设计阶段，应组成产品设计人员和铸造工艺设计人员的项目小组进行设计潜在失效模式及后果分析，分析的主要内容应包括铸件质量对产品结构的要求，铸造工艺对产品结构的要求及铸造工艺对环保的要求是否全部满足。 5.1.2 铸件质量对产品结构的要求 5.1.2.1 铸件的最小壁厚（见表1）
铸造工艺设计优化
铸造工艺设计模拟优化CASTsoft在核屏蔽箱体铸钢件的生产应用 市沙湾长兴铸钢有限责任公司（614900）罗建君 北方恒利科技发展（100089）宋彬 摘要：本文介绍北方恒利科技开发的铸造工艺设计及模拟优化CASTsoft CAD/CAE在核屏敝箱体铸钢件工艺设计及优化方面的应用，同时介绍了水玻璃七0砂型(石灰石水玻璃砂型)在核屏敝箱体铸钢件上的应用；证明了用先进的科学技术，合理的铸造工艺，控制生产关健环节，采用铬铁矿砂作坭芯面砂能生产出要求较高的探伤核屏敝铸钢件。 关键词：铸造工艺设计 CASTsoft 铸造工艺模拟浇注温度工艺优化核屏蔽铸钢件水玻璃七0砂型漂珠保温冒口套 The casting process simulation and optimization CASTsoft in the nuclear shielding box of steel casting production applications Leshan City, Sandy Bay, Changxing Cast Steel Co., Ltd.（614900）Luo Jianjun Beijing North Fangheng Li Technology Development Co., Ltd. (100089) Song Bin Abstract ：This article describes the casting process design and simulation and optimization of Beijing North the Hengli Technology Co., Ltd. developed CASTsoft CAD / CAE in the design and optimization of the nuclear shielding box for Steel Casting, also introduced water glass 70 sand (limestone water glass sand) on the nuclear shielding box steel castings; proved that advanced science and technology, casting process, production of key aspects of the use of chromite sand Cement core surface sand can produce higherflaw nuclear shielding steel castings. Keywords:Casting Process Design CASTsoft Casting process simulation Pouring temperature Process optimization Nuclear shielding of steel castings Floating Beads
铸造工艺总汇-低压铸造
4．真空灌浆 为提高浆料的充填能力，应在真空条件下灌浆。 5．熔模脱除和石膏型烘干 6. 石膏型焙烧 石膏型焙烧的主要目的是去除残留于石膏型中的模料、结晶水以及其它发气物，同时完成石膏型中一些组成物的相变过程，使其体积稳定。常见的焙烧工艺见图3。焙烧炉可用天然气炉、电阻炉。 图3 石膏型焙烧工艺 7．合金熔炼及浇注 (1) 合金熔炼 石膏型精密铸造以铝合金为主，一般适用于砂型铸造的铝合金亦能用于石膏型精铸，其中以铝硅类合金用得最多。为获得优质的铝铸件，一定要采用最有效的精炼除气工艺和变质处理方法。 (2) 浇注工艺参数 金属液的浇注温度和石膏型温度两者应合理配合，以取得优良铸件质量，石膏型温度可控制在150～300℃之间，铝合金浇注温度一般可低于其它铸造方法，控制在700℃左右，对大型薄壁铸件浇注温度可适当提高。 8.铸件清整 对大型复杂薄壁铝精铸件必须进行大量细致的清理、修补和校正等工作。 8.低压铸造 8.1概述 低压铸造是便液体金属在压力作用下充填型腔，以形成铸件的一种方法。由于所用的压力较低，所以叫做低压铸造。其工艺过程（见图1）是：在密封的坩埚（或密封罐）中，通入干燥的压缩空气，金属液2在气体压力的作用下，沿升液管4上升，通过浇口5平稳地进入型腔8，并保持坩埚内液面上的气体压力，一直到铸件完全凝固为止。然后解除液面上的气体压力，使开液管中未凝固的金属液流坩埚，再由气缸12开型并推出铸件。
图1 低压铸造的工艺示意图 1一保温炉2一液体金属3一坩埚4一升液管5一浇口6一密封盖7一下型8一型腔9一上型10一顶杆11一项杆板12一气缸13一石棉密封垫 低压铸造独特的优点表现在以下几个方面： 1．液体金属充型比较平稳； 2．铸件成形性好，有利于形成轮廓清晰、表面光洁的铸件，对于大型薄壁铸件的成形更为有利； 3．铸件组织致密，机械性能高； 4．提高了金属液的工艺收得率，一般情况下不需要冒口，使金属液的收得率大大提高，收得率一般可达90％。 此外，劳动条件好；设备简单，易实现机械化和自动化，也是低压铸造的突出优点。 8.2低压铸造工艺设计 低压铸造所用的铸型，有金属型和非金属型两类。金属型多用于大批、大量生产的有色金属铸件，非金属铸型多用于单件小批量生产，如砂型，石墨型，陶瓷型和熔模型壳等都可用于低压铸造，而生产中采用较多的还是砂型。但低压铸造用砂型的造型材料的透气性和强度应比重力浇注时高，型腔中的气体，全靠排气道和砂粒孔隙排出。 为充分利用低压铸造时液体金属在压力作用下自下而上地补缩铸件，在进行工艺设计时，应考虑使 铸件远离浇口的部位先凝固，让浇口最后凝固，使铸件在凝固过程中通过浇口得到补缩，实现顺序凝固。常采用下述措施： 1．浇口设在铸件的厚壁部位，而使薄壁部位远离浇口； 2．用加工裕量调整铸件壁厚，以调节铸件的方向性凝固； 3．改变铸件的冷却条件。
铸造工艺作业指导书
铸造工艺 作业指导书 文件编号：Q/KV-WD-15 编制：日期： 审核：日期： 批准：日期： 颁布日期：2012.10.15 实施日期：2012.10.30
1.0主题内容与适用范围 本规范规定了阀体、套管头、油管头等附件的铸造操作程序及要点。 本规范适用于公司外协阀体、套管头、油管头等附件的铸造操作程序的铸造，铸件。 2.0引用标准 MSS SP-55《阀门、法兰、附件和其他管件用铸钢件表面无规则测定的目视检验方法的质量标准》 GB7233-87《铸钢件超声波探伤及质量评级方法》 GB5677-85《铸钢件射线照相及底片等级分类方法》 GB9444-88《铸钢件磁粉探伤及质量评级方法》 GB9444-88《铸钢件渗透探伤及缺陷显示痕迹评级方法》 GB/T16253-1996eqvIso4991:1994《承压钢铸件》 GB/T11352-89《一般工程用铸造碳钢件》 GB/T3077-1999《合金结构钢》 ASTM A370《钢制产品力学性能试验标准试验方法和定义》 ASTM E709《磁粉检验的标准指南》 3.0检验目的：本规范旨在定义昆山爱贝阀业有限公司的铸件的检验和组装票标准。 这些指导方针以及PSCS，将被本公司的供货商和相关工作人员运用于首件检查，采购、进料检验，组装以及最终的稽核中。最终目的是为制造最好的零配件和组装件。 4.0范围：本规范适用于昆山爱贝阀业有限公司运用于各种铸件制品及其样品试制、生产，以及和外协单位的成品、部品及其表面的喷涂。 5.0职责：本规范由工程部负责制定，品保部负责实施和维护。 6.0测试量具及工具：游标卡尺、郑尺、高度尺。 7.0高压阀门是采油、采气井口装臵的主要零部件之一，其本体结构如图1所示。技术要求：铸件不得有裂纹、缩孔和夹杂等铸造缺陷，经70MPa的水压试验，不允许有渗漏现象；非加工表面需进行荧光粉探伤，不允许有裂纹存在；加工面需进行湿磁粉探伤，不允许有夹杂、气孔、裂纹存在。 2012.10.15发布第1页共8页 2012.10.30实施
低压铸造工艺规程
1、目的和范围 1.1规范锶变质汽车车轮低压铸造的操作工艺。 1.2本规程适用于铝合金轮毂低压铸造工序。 2、流程 3、生产前准备 3.1设备准备 3.1.1保温炉在使用前，要逐步分阶段升温至700～720℃。 3.1.2将预热好的升液管小心装入保温炉，并密封紧固。 3.1.3检查铸造机油路、油缸及冷却有无漏油，温控、液压系统工作是否正常。 3.1.4低压机供气压力不低于0.4Mpa ，供水压力不低于0.35Mpa 。 3.1.5低压机供气的压缩空气的露点≤－45℃。 3.2工具量具准备 3.2.1涂料按比例配比好，使用前要充分搅拌，配比后超过八小时禁止使用。 3.2.2检查烤模器通风要均匀，否则应修理或更换。 3.2.3涂料喷枪须先检查有无泄漏，有泄漏的喷枪严禁使用。 3.2.4专用检验器具是否齐备，有无损坏。 3.2.5扁铲、铁棒、铝锤、钢丝刷、烤枪、取件夹、过滤片、钢印等工具须准备齐全。 3.3文件准备 3.3.1工艺规程须准备好。 3.3.2低压模具使用跟踪卡，压铸监控记录表、低压铸造工艺卡片、作业准备验证表是否准备齐全。
3.4模具准备 3.4.1调整模具及限位，要求无错模，限位到位。 3.4.2开合模具检验运行是否自如,顶杆顶出.复位是否正常. 3.4.3试压过滤片合适：合模后与分流锥有1～2mm的间隙3.4.4将模具烘烤至380～450℃。 3.5铝液准备 3.5.1铝液化学成分符合表一要求。 表一：保温炉内的化学成份 3.5.2测氢密度≥2.45g/CM3。 3.5.3铝液温度在685℃-710℃范围内。 3.5.4保温炉加铝水前、后必须扒渣，加完铝水前，清理保温炉内铝液的浮渣、炉壁挂渣、升液管和热电偶保护套侧面的渣要清干净；加铝后用漏铲将铝液表面的浮渣轻扒至炉门口，再将渣扒到铝渣槽内，严禁在炉内上下翻动铝液扒渣。 3.5.5合格铝液在保温炉内储存时间≤4小时，超过4小时要求重新检测保温炉内铝液化学成份和含氢量，达到要求，才可使用；否则禁止使用。 4、铸造操作 4.1根据工艺卡片要求调整参数 4.2调机合格正常生产时，每个铸件须放过滤片，过滤片须平放，不得放歪。 4.3铸造过程中随时检查模具涂料情况，涂料严重脱落或表面严重粗糙不平，应及时下机处理模具。 4.4模具连续生产不得超过9个班次，达到9个班次时，必须停机拆模，由模修班重新清理准备；
铸造工艺设计说明书
“永冠杯”第三届中国大学生铸造工艺设计大赛 参赛作品 铸件名称：B件---铰接支架 自编代码：AB33510A 方案编号：
目录 摘要 (1) 1 零件简介 (2) 1.1零件名称及用途 (2) 1.2零件的技术要求 (2) 1.3零件的结构 (2) 2铸造工艺方案 (3) 2.1材料选择 (3) 2.2工艺方案的选择 (3) 2.3工艺参数的确定 (5) 2.3.1铸件的尺寸公差 (5) 2.3.2铸件的质量公差 (5) 2.3.3机械加工余量 (5) 2.3.4模样的起模斜度 (5) 2.3.5铸造收缩率 (5) 2.3.6最小铸出孔 (5) 2.4浇注系统的设计 (6) 2.4.1浇注系统的选择 (6) 2.4.2浇注系统尺寸的计算 (6) 2.4.3浇注系统设计的校核 (8) 2.5砂芯设计 (9) 2.5.1砂芯设计的要点 (9) 2.5.21#砂芯 (10) 2.5.32#砂芯 (11) 2.6冒口设计 (12) 2.6.1冒口设计的说明 (12) 2.6.2冒口的尺寸计算 (12) 2.7出气孔的设计 (13)
3砂箱的设计 (13) 4铸件充型及凝固过程数值模拟 (14) 4.1ViewCast 模拟软件 (14) 4.2充型过程模拟 (14) 4.3铸造凝固过程数值模拟 (17) 4.4铸造工艺改进方案 (18) 结论 (19) 参考文献 (20) 附图1 ——铸造工艺图 附图2 ——合箱图 附图3 ——铸造工艺卡片 附图4 ——砂箱图
摘要 该铸件为驾驶室右铰接支架，通过分析零件的结构特点和性能要求，选用粘土砂湿型手工造型方法，采用两箱造型，确定了浇注位置和分型面等工艺方案，使零件整体位于下箱。确定了机械加工余量、起模斜度、铸件收缩率等工艺参数。根据各铸造工艺参数用Pro/Engineer软件画出铸件的三维实体图。根据零件的形状特征，选用两个竖直放置的砂芯，1#砂芯采用盖板砂芯的形式固定。选用了封闭式底注式浇注系统，采用了两个内浇道，用奥赞公式计算了浇注系统各部分的截面面积和尺寸，根据工艺方案在铸件顶部放置了两个用于补缩的暗冒口。用Viewcast软件对铸件进行充型过程和凝固过程数值模拟，根据模拟结果对工艺方案优化。最后达到充型过程平稳，没有缩松缩孔的效果。 关键词：球墨铸铁；工艺优化；浇注系统；数值模拟；
低压铸造
低压铸造 1 概述 低压铸造是便液体金属在压力作用下充填型腔，以形成铸件的一种方法。由于所用的压力较低，所以叫做低压铸造。其工艺过程（见图1）是：在密封的坩埚（或密封罐）中，通入干燥的压缩空气，金属液2在气体压力的作用下，沿升液管4上升，通过浇口5平稳地进入型腔8，并保持坩埚内液面上的气体压力，一直到铸件完全凝固为止。然后解除液面上的气体压力，使开液管中未凝固的金属液流坩埚，再由气缸12开型并推出铸件。 图1 低压铸造的工艺示意图 1一保温炉2一液体金属3一坩埚4一升液管5一浇口6一密封盖7一下型8一 型腔9一上型 10一顶杆11一项杆板12一气缸13一石棉密封垫 低压铸造独特的优点表现在以下几个方面： 1．液体金属充型比较平稳；
2．铸件成形性好，有利于形成轮廓清晰、表面光洁的铸件，对于大型薄壁铸件的成形更为有利； 3．铸件组织致密，机械性能高； 4．提高了金属液的工艺收得率，一般情况下不需要冒口，使金属液的收得率大大提高，收得率一般可达90％。 此外，劳动条件好；设备简单，易实现机械化和自动化，也是低压铸造的突出优点。 2 低压铸造工艺设计 低压铸造所用的铸型，有金属型和非金属型两类。金属型多用于大批、大量生产的有色金属铸件，非金属铸型多用于单件小批量生产，如砂型，石墨型，陶瓷型和熔模型壳等都可用于低压铸造，而生产中采用较多的还是砂型。但低压铸造用砂型的造型材料的透气性和强度应比重力浇注时高，型腔中的气体，全靠排气道和砂粒孔隙排出。 为充分利用低压铸造时液体金属在压力作用下自下而上地补缩铸件，在进行工艺设计时，应考虑使 铸件远离浇口的部位先凝固，让浇口最后凝固，使铸件在凝固过程中通过浇口得到补缩，实现顺序凝固。常采用下述措施： 1．浇口设在铸件的厚壁部位，而使薄壁部位远离浇口； 2．用加工裕量调整铸件壁厚，以调节铸件的方向性凝固； 3．改变铸件的冷却条件。 对于壁厚差大的铸件，用上述一般措施又难于得到顾序凝固的条
链轮体铸钢件的铸造工艺优化
铸钢是重要的工程材料，广泛应用于国民经济发展的各个工业部门，在各个行业中占有重要地位，但铸钢收缩率大，在凝固过程中容易产生缩孔、缩松、裂纹等缺陷，严重影响铸件的质量。铸件的凝固过程是一个复杂的高温、动态、瞬时的变化过程，缩孔、缩松等铸造缺陷相继在这个过程中出现[1-2]。以往在生产各类铸件时，主要凭借技术人员的经验进行铸造工艺设计和铸件质量分析，铸造水平长期停留在凭经验生产的阶段。对于大批量生产的铸件，一般先试生产3-5件，对铸造工艺进行分析、改进，再试制，再分析、改进，确认合适工艺后才进行批量生产，造成生产成本高，铸件质量不稳定等一系列问题。传统铸造工艺设计方法已不能满足现代市场经济发展的需要，通过计算机模拟技术可以在生产前预测缺陷产生的位置、大小，并通过计算机技术进行优化，缩短了产品制造周期，提高了企业效益[3-4]。 本文以链轮体铸钢件为研究对象，铸件轮廓尺寸为准1700mm×244mm，质量约为1338kg，材质为ZG270-500，铸件不得有气孔、裂纹、砂眼、缩孔、缩松等影响强度的缺陷，其三维模型如图1所示。对链轮体的3种铸造工艺进行了凝固模拟，通过对比分析，确定出了比较理想的工艺方案。 1方案Ⅰ、Ⅱ及模拟结果 1.1方案Ⅰ 方案Ⅰ制作工艺为：①用开放式浇注系统，漏包浇注，通过直浇道、横浇道把钢水引到铸型中部，再通过内浇道注入型腔。铸钢件铸造性能差，流动性差[2]，钢液分2路同时引入型腔，各组元截面面积比例大体为∑F包∶∑F直∶∑F橫∶∑F內=1∶(1.8～2.0)∶(1.8～2.0)∶2.0。包孔直径准50mm，由此计算出∑F直=70.69cm2、 链轮体铸钢件的铸造工艺优化 米国发，王有超，王锦永，崔红保 （河南理工大学材料科学与工程学院，河南焦作454003） 摘要：运用V-Cast软件对链轮体铸钢件铸造工艺凝固过程进行了模拟，分析了缺陷形成的原因。在此基础上，通过V-Cast软件不断调整补贴、冒口、浇注系统、冷铁的尺寸和结构，并进行凝固模拟，最终获得了合适的工艺。结果表明：方案Ⅲ中冒口、浇注系统的尺寸和位置是合适的，实现了顺序凝固，消除了缩孔、缩松缺陷，保证了铸件质量。 关键词：链轮体；V-Cast软件；铸造工艺；数值模拟 中图分类号：TG244+.3文献标识码：A文章编号：1001-3814(2010)15-0046-04 Optimization of Casting Process for Chain Wheel Body Steel Casting MI Guofa,WANG Youchao,WANG Jinyong,CUI Hongbao (College of Material Science and Engineering,Henan Polytechnic University,Jiaozuo454003,China) Abstract：V-Cast software was utilized to analyze the casting process for chain wheel body steel casting and simulate the casting solidification processes in order to find out the reasons for the defects．Based on this,by V-Cast simulation software,and changing the size and structure of riser,subsidy and gating system,the solidification process for casting was simulated constantly for process optimization．The results show that the shrinkage and porosity are eliminated．The size and placement of the riser and gating system in schemeⅢare reasonable.The quality of the casting is ensured．Key words：chain wheel body;V-Cast software;foundry technique;numerical simulation (a)铸件顶面(b)铸件底面 图1铸件三维实体模型 Fig.13-D solid mass model of casting 收稿日期：2009-07-16 基金项目：河南省杰出人才创新基金（0621000700） 作者简介：米国发（1966-），男，北京人，教授，博士，主要从事凝固理 论、技术与新材料的研究；电话：0391-*******； E-mail:peter@https://www.360docs.net/doc/491189813.html,