球墨铸铁凝固共晶膨胀的微机模拟

利用球墨铸铁凝固共晶膨胀的特性可以有条件地实现无冒口铸造或控制压力冒口铸造。作者用BASIC语言在微型电子计算机上开发了模拟球墨铸铁凝固过程的程序,用数据和图象显示了温度场变化;收缩和膨胀变化;以及缩孔缩松产生的位置。为辅助铸件工艺设计提供了参考。     

关于金属型的冒口设计

金属型的浇冒口处往往涂有厚层绝热涂料以提高型的寿命,同时也降低了冒口的凝固速度,增加了冒口的补缩能力。本文提出以涂料与铸型热性能之比(λ_(2m)/b_(2m)·b_2/λ_2))~(1/2)作为冒口模数缩小系数 C,并用长短轴比例固定 a:b=1.5的椭圆形冒口代替圆柱形冒口,得出冒口简化计算公式,适于工厂实际应用。这种冒口设计简单,节约金属,并易于取出铸件,可提高生产率,减轻工人劳动强度。     

铸铁件收缩模数法冒口设计

根据均衡凝固有限补缩原理,利用铸铁件的收缩时间分数和补缩率的定量计算,提出了铸铁件收缩模数法冒口设计。     

外加电磁场作用下铸锭冒口凝固过程数值模拟研究

为了强化铸锭冒口补缩效果,在冒口区域外加电磁场,在电磁场作用下控制冒口凝固过程.通过ANSYS模拟计算外加电流强度、频率等对铸锭冒口凝固过程中电磁场与温度场分布影响规律.结果表明:感生焦耳热可有效补偿冒口热量损失,改善温度场分布,随着电流强度和电源频率的增加,冒口温度场分布越均匀,电流I=1000 A,频率f=2200...     

铸铁件冒口设计新方法

提出一种与铸铁件凝固特性相适应的冒口设计新方法，可以充分利用石墨化膨胀，防止收缩缺陷，获得合理的铸件实收率。     

铸钢件冒口离开热节动态顺序凝固补缩的计算机数值模拟

采用计算机三维热场数值计算法模拟了铸钢件-冒口系统的凝固补缩过程。结果表明，冒口安放处铸件的凝固时间延长80％以上，尤以热节处安放冒口凝固时间延长率最大。冒口放在热节上，冒口根部铸件发生缩松的可能性最大；冒口离开热节又不远离热节，冒口附近的温度梯度在形成缩松的固相率范围内都比较陡，铸件发生缩松的可能性很小。     

大型铸件凝固进程的数字模拟

本文介绍用有限差分法数字模拟大型铸件凝固进程的方法和编制通用源程序的特点。提出了计算铸件同铸型、铸型同外界的热交换和共晶合金及具有凝固温度范围的合金计算凝固率的数学模型。凝固潜热依照随时间变化的凝固率计算．型料的热性能处理为温度的函数。编制的源程序可以模拟计算可化为二维问题的各种形状的铸件及各部位同时存在不同型料的铸型．文中还对两种大型螺旋桨的模型（普通冒口和保温冒口）做模拟计算，并与实测结果进行了比较．     

铸件冒口尺寸的优化设计

本文提出了铸件最优冒口尺寸的准则，并用直接寻查法优化设计圆柱形单冒口的一种方法。本方法由于把铸件凝固进程的凝固前沿和热节点的移动以及动态凝固收缩作为优化过程的限制条件，因此与传统的模数法相比，具有较高的准确性。计算中采用交替方向的隐式差分格式。编制的源程序通用于共晶型合金和固溶型合金，也通用于使用多种型料的铸型。     

空心钢锭凝固过程缺陷的模拟研究

利用有限元软件Pro CAST对65t空心钢锭底注式凝固过程进行了数值模拟。根据实验条件和实验结果,分析确定了最终凝固位置在距离内壁35%壁厚处时的内壁界面换热系数为400 W/m2·K.采用相同的锭型、浇注方式和边界条件对4.2 t Mn18Cr18N空心钢锭进行了模拟研究,分析了不同浇注温度和浇注速度下的凝固过程。结果表明,在浇注温度为1 415℃,浇注速度为25 kg/s条件下,实现了顺序凝固,最终凝固位置在冒口内,钢锭内没有出现宏观缩孔疏松,冒口根部下方靠近钢锭内壁处存在条状的显微缩松。     

铸造工艺中纤维复合型保温冒口套效果好

铸造用冒口套是在生产铸件时置于冒口部位起保温作用的一种绝热材料。这种材料能延续钢水冷凝时间,从而起到强化冒口补缩能力的作用。铸造工艺中所设置的冒口,主要作用是在浇注过程中储存足够数量的液态金属,使铸件在冷却和凝固过程中发生体积收缩时能够连续不断地得到补充,以获得优质致密的铸件。但长期以来,普通砂型冒口的型腔和铸型其它部分的材料都是相同的,因此冒口周围的散热速     

涨紧轮铸造工艺数值模拟

为缩短生产周期,降低生产成本,同时达到提高涨紧轮铸件质量的目的,利用Pro CAST软件对矿用涨紧轮铸造方案进行模拟优化.研究表明:在冒口根部安放保温套,可以减缓冒口内金属液的凝固使该处热节上移,同时延缓铸件上部金属液的凝固,促进自下而上顺序凝固的实现.从而使冒口根部的缩孔缩松缺陷脱离铸件上表面,底部的缩孔缩松缺陷大部分成堆分布于铸件底部轴心处.因此,对于涨紧轮,通过Pro CAST模拟,证明侧底面切线引入式浇注并且铸体带保温套的铸造工艺为最优方案.     

大型锻造用钢锭凝固疏松缺陷的数值模拟

利用有限元软件ProCast对大型锻造用钢锭的非稳态浇注过程和凝固过程进行了数值模拟。对两种不同的浇注工艺方案,通过温度场和固相场,分析了采用双包浇注时不同浇注温度对凝固过程和疏松形成规律的影响。结果发现：后浇包的浇注温度低,加快了钢锭上部的凝固,降低了冒口的补缩能力,导致疏松缺陷偏下,数值模拟与实验结果基本吻合。而方案2模拟的疏松缺陷向冒口处上移92mm,更有利于钢锭锻造过程中对疏松缺陷的消除。     

铸铁件均衡凝固与冒口设计

本文从铸铁件收缩量的不确定性和收缩速度的可变性出发,通过对铸件收缩和膨胀的动态叠加、冒口与铸件接触热节的分析,指出铸件表观收缩时间就是冒口补缩作用中止时间。为此,冒口不必要晚于铸件凝固,冒口不应该放在铸件的几何热节上。传统的顺序凝固原则,是按热节圆比例放大的方法确定厚大铸铁件的冒口,其中存在错误。本文根据均衡凝固原则、有限补缩的方法,推荐了厚大铸铁件的顶冒口尺寸系列。经生产验证,稳定可靠,取得了显著的经济效果。     

湿砂型球铁件锥形冒口的设计

用缩管法设计球铁铸件冒口时，为了既保证铸件质量，又节约金属，提高工艺出品率，采用了向下逐渐增大冒口直径，即所谓锥形冒口，本文介绍了球铁锥形冒口的设计方法及其需注意的问题，并用Ｃ语言设计编制了计算机程序     

用直接差分法进行凝固过程数值解析的研究

本文论述了直接差分法对于凝固过程数值计算的适用性.为了使这种方法应用于具有复杂形状和复杂边界条件的铸件系统,本文编制了剖分与数据自动形成的预处理程序及凝固数值计算的通用程序.并将用直接差分法进行数值计算的结果与数学解析解进行比较,说明其在保证收敛的条件下具有实用上所需的精度以及计算时间短、成本较低等优点.本文最后用直接差分法对带有冒口的纯铝圆柱形铸件进行了凝固解析,计算结果与实验值相比,误差在6%以下.因此可以认为,直接差分法是进行凝固数值计算很有前途的方法.本文在设计二维凝固解析程序的基础上,指出了开发三维凝固解析程序的必要性.     

基于ProCAST的大型铝合金横梁铸造过程模拟及工艺方案优化

采用铸造工艺模拟软件ProCAST对大型铝合金横梁砂型重力铸造充型和凝固过程进行了模拟，预测了铸造缺陷产生的区域并分析了原因。在此基础上，通过合理调整浇冒口系统的设计，并在局部区域配合使用冷铁增强冷却效果，消除了缩孔、缩松缺陷，优化了铸造工艺方案，为工艺实施奠定了基础。     

冒口及冒口设计

阐述了冒口补缩的机理，对其评定方法和冒口补缩的效率进行了分析，并提出了冒口设计的具体方案。     

模数法计算齿轮铸钢件冒口的CAD

本文从提高钢水的利用率出发,采用模数法对齿轮铸钢件冒口进行CAD设计,并用冒口延续度、冒口最大金属液补给重量及铸件收得率等三个指标对冒口尺寸进行校验,从而保证了冒口尺寸的正确.     

旋转体类铸钢件的冒口设计程序

本主导出了几种典型冒口结构的冒口计算式,以及旋转体铸件的模数计算方法。在此基础上编制了一种实用的冒口设计程序,举例说明了程序的使用方法。本设计程序已在大庆总机械修理厂生产中实际采用。     

精铸涡轮叶片浇冒口形状优化技术研究

基于大型铸造仿真软件ProCAST和UG软件平台,采用形状优化技术,通过对涡轮叶片原浇冒口工艺参数优化,实现了涡轮叶片浇冒口形状及工艺参数的自动化设计。结果表明:该技术有效提高了浇冒口工艺设计精度,缩短设计周期,提高了叶片质量,为实际生产提供了量化参考依据。