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．     

铸件冒口设计的原则及方法

本文归纳了铸件冒口设计的五条原则。分析了铸钢件不同冒口设计的理论依据和计算公式，强调冒口离开热节动态顺序凝固的适用性。介绍了铸铁件均衡凝固冒口设计的理论及应用实例。     

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。     

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     

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     

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。     

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.     

湿型铸件凝固进程数值模拟

建立了湿型铸件凝固进程数学模型，提出了模拟湿型中水分汽化热吸收 的等效温度法。对湿态粘土砂型中纯铝铸件凝固进程进行了数值模拟和实测研究。结果表明，湿型中水分含量对铸件凝固进程有明显影响，铸件凝固时间 随湿型水分含量的增加而减少，壁厚为４ｃｍ的纯铝铸件在水分含量１６％的 湿型中的凝固时间仅为在２％水分含量的湿型中的一半。     

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。     

基于MAGMASOFT的大型铝合金叶轮铸造工艺模拟

设计了一种大型铝合金叶轮铸件的砂型铸造工艺方案。应用铸造模拟软件MAGMASOFT,对铸件的充型过程、卷气缺陷分布及温度场分布状况进行模拟计算。通过分析认为铸件产生缺陷的主要原因是口环处冒口设计不合理,提出应在口环处冒口加设保温套增加冒口的补缩作用。模拟验证结果表明,优化工艺后铸件缩孔、缩松问题得到有效解决。     

大链轮铸钢件的铸造工艺优化

运用华铸CAE模拟技术对大链轮铸钢件的铸造工艺的凝固过程进行了模拟,分析了缩松、缩孔等缺陷形成的原因。在此基础上,通过华铸CAE模拟技术不断调整补贴、冒口、浇注系统的尺寸和结构,并进行凝固模拟,最终获得了合适的工艺。结果表明:应用CAE模拟技术可有效地预测铸造充型凝固过程中可能出现的缩孔、缩松缺陷,并能辅助优化铸造工艺,保证铸件质量,提高工艺出品率,节约大量实验成本。     

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。     

铸造过程的CAE数值模拟技术

铸件充型凝固过程数值计算以铸件和铸型为计算域，包括熔融金属流动和传热数值计算，浇注系统设计，模具设计等．铸造过程数值模拟技术是利用计算机技术来改造和提升传统铸造技术，现阶段的铸造CAE（Computer Aided Erlgineering）软件能够准确地预测铸件在充型凝固过程中可能产生的缺陷，进行工艺优化，缩短实验周期，提高铸件质量，降低生产成本．     

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.     

应用均衡凝固理论实现铜渣模无冒口铸造

铸件的凝固收缩形式不仅取决于材质种类 ,而且铸件结构也对其产生直接影响 ,甚至可以改变其收缩特性[1,7] .通过分析铜渣模产品工艺结构及工艺特征参数 ,为避免传统工艺方法中产生的工艺出品率低、废品率高 ,工艺参数在实际生产中难以控制及铸件清理劳动效率低等缺点、难点 ,改进造型及浇注过程中关键工艺参数 ,实现铜渣模无专设冒口铸造生产 .     

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.     

球墨铸造铁缩松的形成机理与防止方法

本文从文献分析得出了球铁缩松的形成机理,从机理出发得到了若干生产工艺上应遵循的原则。作者用实验部分地验证了所提出的机理,而工艺原则都在实验中得到了证实,从而归纳了一系列结论。这些结论提出了某些与当前生产上应用的完全相反的观点,主要的有:球墨铸铁虽有比较大的缩松倾向,但仍具有自身补缩的可能性;球铁可以不用冒口而消除缩松,其条件是刚度大的铸型、同时凝固、在外壳完全封闭下凝固;顺序凝固也可以消除宏观缩松,但铸件质量比不用冒口时为差;球铁铸件内除常见的宏观缩松外,在肉眼不能发现缩松的所谓“健全”部分,实际上是不健全的,其中有微观缩松;球铁的体积收缩值是一个条件性的数值,它随铸型条件不同而变;用金属型来生产球铁铸件是一个比较合适的方法。     

平衡补缩铸造工艺原理

介绍了平衡补缩铸造方法，并通过对铸件凝固时间所进行的理论推导与分析，解决了平衡补缩铸造工艺中铸件体收缩时间与冒口金属补缩时间达到平衡的关键问题，可消除铸件缩松及组织疏松等铸造缺陷，提高铸件机械性能和使用寿命。     

熔模铸造双相不锈钢铸件缺陷分析及解决措施

针对铸件容易产生的充型不完整和产生气孔的缺陷,采用熔模铸造法试制双相不锈钢铸件.结果表明,通过控制金属液出炉温度和模壳温度并在铸件凝固时强化冷却,能防止上述缺陷的产生.应用试制工艺生产的铸件外观质量良好.