《铸造》杂志

  201912期

试验研究铸钢 铸铁压力铸造造型材料设备与检测工艺技术专题综述
期刊基本信息

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主编:曲学良

副主编:刘冬梅

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  • 试验研究
    基于粒子聚合长大-随流运动耦合模型的夹渣运动轨迹跟踪
    柏 雪,饶 磊,苗田雨,游 凯
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    Fe-Cr-B/42CrMo复合轧辊界面组织研究
    龚思敏 1 ,丁家伟 2 ,耿德英 3 ,丁 刚 4 ,曹杰瑞 1 ,杨文成 1 ,郭长庆 1
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    高温合金单晶铸件中的杂乱共晶缺陷
    马德新 1,2 ,王?富 3
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    铸钢 铸铁
    孕育对合金铸铁活塞铸件石墨分布的影响
    潘多龙,杜天彬,封雪平,张俊新,廖治东
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    数值模拟参数对铸钢件缩孔缩松预测精度的影响
    吉晓霞,常军委,韩?兴,刘孝山,朱?琳
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    基于数值模拟的高硅钼球墨铸铁排气歧管基体组织及性能预测
    史东丽 1 ,潘多龙 2 ,高建国 1 ,余?瑾 1
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    压力铸造
    ZL205A真空调压铸造有效应力控制与性能研究
    邓攀科,杨智勇,韩建民,李卫京,孙?友
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    汽车转向节差压铸造-淬火过程应力应变场数值模拟
    田运灿,何?博,潘宇飞
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    高强韧铝硅合金变速箱中间板压铸件热处理工艺研究
    李文巧 1 ,袁海波 2 ,马?溶 1 ,陈 ? 涛 3 ,钱运亮 1 ,杨召岭 1 ,李?楠 2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    基于CAD/CAM的计价器上下盖压铸模具设计与数控加工
    吴?星 1 ,宋伟奇 2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    造型材料
    3D喷墨打印砂型/芯用双组分热硬化无机粉末粘结剂材料的研究
    邢金龙,张宏凯,张?茜
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    铸元素高密度粘土砂质量控制要点
    李希石 1,3 ,孙清洲 2,3 ,相士强 1,3
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    设备与检测
    铸造设备运行过程监测与数据可视化
    张爱斌 1 ,向观兵 2 ,田?臻 2 ,刘俊杰 1 ,计效园 2 ,姜安龙 1 ,周建新 2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    基于Moldflow的注塑模具冷却系统有限元分析
    卯声松 1 ,张矿伟 2 ,郑绪东 3 ,王程娅 3 ,汤建国 3 ,陈?焰 1
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    工艺技术
    地铁电机悬挂梁疲劳开裂分析及改进措施
    徐贵宝
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    铝合金机油盘上体密封面渣气孔缺陷分析及工艺优化
    宋翰卿 1 ,丛培军 1 ,孙畅禹 1 ,张守双 1 ,宋?来 2 ,金延竹 1
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    基于UG的滑轮木模数字化设计和制作工艺
    曹战龙 1 ,孙 慧 2 ,郭新玲 2
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
    专题综述
    东南亚模具行业的现状及发展趋势
    鲍琳琳,李美婷
    [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
  • 试验研究
    基于粒子聚合长大-随流运动耦合模型的夹渣运动轨迹跟踪
    柏 雪,饶 磊,苗田雨,游 凯
    夹渣缺陷显著破坏了铸件基体的连续性,在服役过程中极易造成局部应力集中,从而促进疲劳裂纹的萌生和扩展,因此对铸件内夹渣位置及形态的准确预测对产品的失效分析具有重要的意义。本文基于分散粒子随流运动数学模型,在粒子随流运动过程中考虑粒子的聚合长大现象,构建了铸型充型和铸件凝固全过程的粒子聚合长大-随流运动耦合数学模型。以铝合金手轮铸件为例,研究了外来夹渣粒子在铸型内运动、聚合长大的全过程,并对铸件中夹渣最终的分布特征及形态特征进行了统计分析。结果表明,采用粒子聚合长大-随流运动耦合模型可准确地跟踪铸件成形过程中粒子的运动轨迹,可为提高铸件夹渣预测精度提供理论参考。
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    Fe-Cr-B/42CrMo复合轧辊界面组织研究
    龚思敏 1 ,丁家伟 2 ,耿德英 3 ,丁 刚 4 ,曹杰瑞 1 ,杨文成 1 ,郭长庆 1
    采用电渣结晶器熔铸包覆高碳中锰Fe-Cr-B合金熔液与电磁感应预热42CrMo低合金钢辊芯相结合的固-液复合材料制备方法制备了高碳中锰Fe-Cr-B/42CrMo复合轧辊。运用OM、SEM、EDS、XRD研究了铸态下复合轧辊复合界面的显微组织特征,运用洛氏硬度计测试了复合界面两侧的硬度。结果表明:复合界面由极细的层片状珠光体组成;界面附近包覆层一侧主要由共晶组织和一种细小、致密的蜂窝状组织组成。其中,共晶硼化物为M 2 B,蜂窝状组织的硬质相为M 3 (C,B)碳硼化物;界面附近辊芯一侧主要由大量的细层片状珠光体、少量的块状铁素体和网状晶界碳化物组成。复合界面的铸态显微组织特征与其形成过程中两侧合金元素的相互扩散密切相关。其中,C、Mn、Cr、Mo和B从包覆层一侧向辊芯一侧进行了扩散,而Fe元素则由辊芯一侧向包覆层一侧进行了扩散。
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    高温合金单晶铸件中的杂乱共晶缺陷
    马德新 1,2 ,王?富 3
    对镍基高温合金铸态组织中的γ/γ′共晶体及其形成机制进行了研究。发现含有碳元素的高温合金如CM247LC的γ/γ′共晶析出分为三种模式,分别为在γ相上形核生成γ基共晶、在MC碳化物上形核生成MC 基共晶和从液体中形核形成自由共晶。其中后两种模式形成的γ/γ′共晶体的晶向是杂乱随机的,从而在单晶基体组织中形成大角度的晶界。对不含碳元素的高温合金如CMSX-4,其γ/γ′共晶的析出只有两种模式,即在γ相上形核和从液体中自由形核结晶,分别形成与γ相一致或完全无关的晶体取向。不管哪种合金,其铸态组织都含有随机杂乱取向的共晶组织,使得宏观上为单晶的铸件在微观上却是多晶体。
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    铸钢 铸铁
    孕育对合金铸铁活塞铸件石墨分布的影响
    潘多龙,杜天彬,封雪平,张俊新,廖治东
    试验研究了孕育剂种类、添加量以及孕育方法对高强度合金铸铁活塞石墨分布情况的影响。结果表明:含Sr孕育剂对于高强度合金铸铁活塞的石墨化有较好的促进作用,有效改善了石墨等级和分布的均匀性。选取适当的孕育量并采取倒包随流孕育,在高强度合金铸铁活塞上取得了良好的效果。
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    数值模拟参数对铸钢件缩孔缩松预测精度的影响
    吉晓霞,常军委,韩?兴,刘孝山,朱?琳
    采用ProCAST软件对ZG13Cr9Mo2Co1NiVNbNB铸钢件进行了铸造过程数值模拟研究和缩孔缩松预测,通过解剖试验得到冒口内实际缩孔缩松分布。研究了不同模拟参数对冒口内缩孔缩松预测精度的影响,得到预测的缩孔缩松与实测结果较为吻合的最优计算参数。
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    基于数值模拟的高硅钼球墨铸铁排气歧管基体组织及性能预测
    史东丽 1 ,潘多龙 2 ,高建国 1 ,余?瑾 1
    高硅钼球墨铸铁排气歧管需要有稳定一致的本体金相组织和力学性能才能在使用过程中拥有高温稳定性。美国的ProCAST软件已经拥有了球墨铸铁组织中石墨球数及珠光体含量的分析功能,进而预测本体的力学性能。本文通过对高硅钼球墨铸铁排气歧管铸造工艺的流体场、温度场以及微观组织的耦合模拟运算,分析出排气歧管在铸态的基体组织,进而对力学性能进行预测。通过分析得出结论, 采用适当的铸造工艺完全可以使高硅钼球墨铸铁排气歧管在铸态满足本体金相组织和本体力学性能的要求。
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    压力铸造
    ZL205A真空调压铸造有效应力控制与性能研究
    邓攀科,杨智勇,韩建民,李卫京,孙?友
    为控制铸件在真空调压铸造凝固成形过程中平均应力大小,避免热裂发生,利用有限元分析软件ProCAST对ZL205A铝合金进行了温度场与应力场模拟,并针对浇注温度、模具预热温度、换热系数和模具壁厚等铸造应力影响因素展开研究,得到合理的铸造工艺,并进行试验验证,测试铸件性能。结果表明:模具预热温度、金属型换热系数、模具厚度和金属液浇注温度对铸件的影响程度由高到低依次减小,在试验条件下得到最佳工艺参数:浇注温度为700 ℃,模具预热温度为350 ℃,模具壁厚150 mm,换热系数为1000 W/m 2 ·K。通过试验验证,该工艺所得铸件组织均匀,表面光洁,抗拉强度可达525 MPa,屈服强度达462 MPa。
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    汽车转向节差压铸造-淬火过程应力应变场数值模拟
    田运灿,何?博,潘宇飞
    针对汽车转向节结构复杂、制造困难以及实际生产工艺设计过程中很难做到对应力应变的定量分析的问题,采用ProCAST软件进行数值模拟,并通过实测温度与数值模拟结果对比,验证了温度场计算的准确性。采用热力耦合的数值模拟方法,对汽车转向节差压铸造-空冷-淬火过程进行动态数值模拟,得到了铸件的温度/应力/应变的动态变化及分布规律。采用蓝光扫描仪对汽车转向节铸件的轮廓进行测定,利用Geomagic Control拟合软件对铸件实际变形进行分析。数值模拟与实测得到铸件的最大变形量分别为2.85 mm和3.25 mm,铸件变形分布规律基本一致。本研究为避免汽车转向节铸件出现大的残余应力区、预设反变形量、改善铸造工艺提供了量化参考依据。
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    高强韧铝硅合金变速箱中间板压铸件热处理工艺研究
    李文巧 1 ,袁海波 2 ,马?溶 1 ,陈 ? 涛 3 ,钱运亮 1 ,杨召岭 1 ,李?楠 2
    为了提高铝硅合金变速箱中间板压铸件力学性能,采用正交实验方法研究了高强韧压铸铝合金Silafont36的热处理工艺。结果表明:影响抗拉强度和屈服强度的因素依次为固溶温度、时效时间、时效温度和固溶时间;影响伸长率的因素依次为时效温度、固溶温度、固溶时间和时效时间。经实验和生产验证,变速箱中间板采用的最佳热处理工艺参数为495 ℃×2 h +180 ℃×3.5 h;同时发现,压铸工艺参数中的真空度对铸件伸长率有显著影响。
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    基于CAD/CAM的计价器上下盖压铸模具设计与数控加工
    吴?星 1 ,宋伟奇 2
    以某计价器上、下盖的压铸模设计及制造为例,分析了该铸件的成形工艺,详细介绍了该铸件压铸模的分型面、浇注系统及排溢系统、脱模机构、冷却系统等设计,叙述了该铸件的模具结构与工作过程,剖析了其压铸模的数控加工工艺流程和技巧。实践证明,该铸件的模具结构设计及数控加工工艺合理,模具的CAD/CAM一体化设计缩短了铸件开发周期,确保了铸件质量,对同类压铸模的机构设计和数控加工具有实用参考价值。
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    造型材料
    3D喷墨打印砂型/芯用双组分热硬化无机粉末粘结剂材料的研究
    邢金龙,张宏凯,张?茜
    开发了一种3D喷墨打印铸造砂型(芯)用双组分热硬化无机粉末粘结剂材料,探究了组分A的粘度及表面张力对喷墨状态的影响,同时探究了该双组分热硬化无机粉末粘结剂材料在打印生产过程中的砂型强度、发气量、打印头的损伤情况以及VOC排放量控制等方面的表现。结果表明,该材料打印生产的砂型强度满足要求,发气量较低,打印生产时VOC排放量低,对打印头的损伤较小。
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    铸元素高密度粘土砂质量控制要点
    李希石 1,3 ,孙清洲 2,3 ,相士强 1,3
    使用铸元素获取高质量高密度粘土砂首先应选用优质的原材料,没有优质的原材料就不会获得高质量型砂,优质原材料是获得高质量粘土砂的基础。其次,粘土砂处理系统工艺复杂,每一个工艺过程都担负着相应的工艺任务,影响着型砂的质量,具有完善的砂处理系统是获得高质量粘土砂的必要条件。其三,砂处理系统每一个工艺过程均需要有相应的工艺设备来实现,选择性能优良、工作可靠的工艺设备是获得高质量粘土砂的保障。在此基础上,加强砂处理系统的管理与控制,即可获得高质量粘土砂。
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    设备与检测
    铸造设备运行过程监测与数据可视化
    张爱斌 1 ,向观兵 2 ,田?臻 2 ,刘俊杰 1 ,计效园 2 ,姜安龙 1 ,周建新 2
    针对铸造企业采用人工监测与记录方式监测困难、数据记录效率低、数据可视化效果差、数据利用率低等问题,设计开发了一套设备监测与数据可视化系统。该系统采用基于B/S架构的设计模式,根据系统的总体要求和性能需求分析,设计了系统构架、概念结构和功能模块结构,包括设备数据监测、历史数据分析、报警管理、设备管理四个功能模块,并应用于百慕高科铸造企业。应用结果表明,该系统可实现对各类设备运行状态的监测,能达到良好的数据可视化效果,提高工作效率和数据记录的准确性。此外,通过设备运行历史数据与工艺数据的对比分析,也提升了数据利用率。
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    基于Moldflow的注塑模具冷却系统有限元分析
    卯声松 1 ,张矿伟 2 ,郑绪东 3 ,王程娅 3 ,汤建国 3 ,陈?焰 1
    某汽车拉杆装饰罩因注塑模具的冷却系统设计不当,造成产品出现明显的顶白缺陷。通过建立模具冷却系统的数学模型和汽车拉杆装饰罩注塑模具的三维模型,并利用Moldflow软件对该模具冷却系统进行了有限元仿真分析。结果表明,原模具冷却系统布局不合理,塑件平均温度为64.3 ℃,塑件凹槽处温度为100.5 ℃,表面温度分布不均,温度梯度大,产品全部存在顶白缺陷。对冷却系统布局进行调整修改后,塑件平均温度为46.5 ℃,凹槽处温度为68.32 ℃,缺陷部位温度较整改前下降32.18 ℃。保持注塑工艺条件不变,连续抽样3 000件产品,产品缺陷消失,提高了产品质量和合格率。
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    工艺技术
    地铁电机悬挂梁疲劳开裂分析及改进措施
    徐贵宝
    从宏观特征、微观组织等方面,分析了地铁直线电机悬挂装置用关键薄壁铸钢件发生开裂的原因,发现孔洞和显微缩松是裂纹源,在震动交变载荷作用下,导致了裂纹的形成和扩展,使工件产生低应力高周疲劳失效开裂。基于工艺方案模拟的结构,优化了悬挂梁的铸造工艺,并通过提升材料性能、加强过程控制等改进措施,消除了关键部位的孔洞裂纹源,解决了疲劳开裂问题,提高了铸件质量与使用寿命,确保了行车安全。
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    铝合金机油盘上体密封面渣气孔缺陷分析及工艺优化
    宋翰卿 1 ,丛培军 1 ,孙畅禹 1 ,张守双 1 ,宋?来 2 ,金延竹 1
    针对重力浇注铝合金机油盘上体密封面渣气孔缺陷,进行了形成原因以及浇注工艺分析。采用提高浇注速度、增设随型冒口、改变内浇道尺寸以及增加法兰面加工余量等措施,优化了工艺参数,并通过铸造工艺模拟以及生产验证确定了最终铸造工艺方法。此方法解决了机油盘上体加工面渣气孔缺陷,提高了铸件质量,降低了废品率。
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    基于UG的滑轮木模数字化设计和制作工艺
    曹战龙 1 ,孙 慧 2 ,郭新玲 2
    结合多年生产经验,对大、中、小滑轮木模和芯盒制作工艺进行了分析。并利用UG软件对滑轮进行模样三维造型,优化了木模制作工艺,改善了滑轮模样的质量,提高了生产效率。
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    专题综述
    东南亚模具行业的现状及发展趋势
    鲍琳琳,李美婷
    模具是支撑各国制造业发展的重要基础。近年来,随着汽车、基建等下游需求快速增加,全球制造业逐步向成本较低的东南亚地区转移,模具需求量将会大幅增加。但东南亚地区的模具行业尚未形成覆盖全部品种、各层次水平的完整的本土生产能力,这为我国模具企业向该地区出口提供了有利契机。本文从我国模具出口东南亚的可能性和必要性出发,通过介绍东南亚模具行业现状,结合下游市场重要需求数据,为国内模具企业提供市场参考信息,并通过分析东南亚部分主要推广平台的市场份额和有效性,从线上线下两方面提出切实可行的市场开拓建议。
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