雙升液管液面懸浮低壓鑄造機(jī)的研發(fā)與應(yīng)用

-1- 1前言 1.1低壓鑄造機(jī)的發(fā)展趨勢及研究狀況 低壓鑄造最早由英國人e.f.lake于1910年提出并申請專利。其目的是解決 重力鑄造中澆注系統(tǒng)充型和補(bǔ)縮的矛盾。在重力鑄造中為了充型平穩(wěn)，避免氣孔、夾 渣。一般都采用底鑄式，因此鑄型內(nèi)溫度場分布不利于冒口補(bǔ)縮。低壓鑄造則巧妙地 利用坩堝內(nèi)氣壓，將金屬液由下而上充填鑄型，在低氣壓下保持下澆道與補(bǔ)縮通道合 二為一，始終維持鑄型溫度梯度與壓力梯度的一致性，從而解決了重力鑄造中充型平 穩(wěn)性與補(bǔ)縮的矛盾，而且使鑄件品質(zhì)大大提高。低壓鑄造由于有較高的補(bǔ)縮壓力和溫 度梯度，有效地提高了厚大斷面鑄件的致密性。這一技術(shù)至今仍被應(yīng)用于厚大斷面鑄 件的鑄造。 鑄造是人類掌握比較早的一種金屬熱加工工藝，已有約6000年的歷史。中國約 在公元前1700～前1000年之間已進(jìn)入青銅鑄件的全盛期，工藝上已達(dá)到相當(dāng)高的

低壓鑄造升液管的研究與應(yīng)用_米國發(fā)

對用不同穩(wěn)定劑制備的兩組鈦酸鋁陶瓷材料進(jìn)行抗熱震性試驗(yàn),采用掃描電鏡及能譜分析探討鈦酸鋁陶瓷的組成與抗熱震性之間關(guān)系。試驗(yàn)結(jié)果表明,添加mgo、y2o3作為穩(wěn)定劑的鈦酸鋁陶瓷材料具有良好的抗熱震性能,試樣經(jīng)750℃循環(huán)60次而無表面破損,可以滿足鋁合金低壓鑄造升液管的使用要求。

文章重點(diǎn)論述鋁合金車輪低壓鑄造機(jī)一機(jī)雙模技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用。

基于低壓鑄造生產(chǎn)要求,對石膏型制備與烘干工藝、合金熔煉與澆注工藝進(jìn)行研究,升液管預(yù)熱有利于均勻噴涂涂料,升液管口平面上放置石棉墊板和過濾網(wǎng)片可提高服役壽命。旨在為薄壁葉片和大型復(fù)雜薄壁鑄造鋁合金鑄件的生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

介紹了大型鋁鑄件低壓鑄造技術(shù),采用樹脂砂制芯、組芯,選用合理的工藝參數(shù),充分利用機(jī)械設(shè)備,并且設(shè)計(jì)和制造金屬工裝,提高了生產(chǎn)效率,減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度,鑄件的良品率大幅提升。

通過固-液兩相試驗(yàn)來模擬實(shí)際調(diào)漿過程,根據(jù)不同攪拌機(jī)制下物料在槽內(nèi)的分布規(guī)律,總結(jié)累積濃度方差、區(qū)間濃度方差、離底懸浮能力以及有效作用范圍等參數(shù)及概念來表征物料的懸浮特性,并以此對典型軸流式流場與徑流式流場作用于兩相介質(zhì)的功效進(jìn)行系統(tǒng)的分析,對常用附件(導(dǎo)流筒、擋板)的添加對懸浮效果的影響進(jìn)行了總結(jié)。指出物料懸浮過程是由離底懸浮能力與有效作用范圍共同決定的過程。同樣操作條件下,物料懸浮水平較低時(shí),攪拌體系的懸浮能力主要由離底懸浮能力決定;在實(shí)現(xiàn)較好離底懸浮時(shí),有效作用范圍的影響逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位。

低壓鑄造工藝由于具有平穩(wěn)底注充型、低壓力下結(jié)晶的特點(diǎn),對于易氧化合金,能獲得高質(zhì)量、高合格率的鑄件,并能提高金屬液體利用率,因而在有

研究了樹脂砂低壓鑄造工藝?yán)碚撆c原理,結(jié)合工藝試驗(yàn)得到了鋁合金zl104渦輪泵出口管樹脂砂低壓鑄造工藝規(guī)范.采用該工藝規(guī)范制造的鋁合金zl104渦輪泵出口管已用于cz-5和cz-7運(yùn)載火箭液氧煤油液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)之中,cz-5和cz-7運(yùn)載火箭已通過了飛行考核,液氧煤油液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)工作正常.由此表明:鋁合金zl104渦輪泵出口管樹脂砂低壓鑄造工藝是合理、正確和有效的.

針對鋁合金耐壓殼體,采用金砂型低壓鑄造技術(shù)進(jìn)行鑄造工藝設(shè)計(jì),結(jié)合華鑄cae鑄造模擬軟件,驗(yàn)證并優(yōu)化鑄造工藝,確定出合理的工藝參數(shù)形成批量生產(chǎn)。檢測結(jié)果表明,金砂型低壓鑄造工藝可生產(chǎn)出高品質(zhì)的鑄件。

低壓鑄造PPT課件

結(jié)合低壓鑄造工藝中對控制模具溫度和液面壓力等要求,應(yīng)使用自動(dòng)化控制技術(shù)、plc技術(shù)和傳感器技術(shù)來實(shí)現(xiàn)低壓鑄造控制系統(tǒng)的自動(dòng)化功能。該文對設(shè)計(jì)系統(tǒng)的方案、設(shè)備選型和調(diào)節(jié)壓力等方面效能的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了深入探討,希望能夠?qū)崿F(xiàn)低壓鑄造控制系統(tǒng)的各方面功能,更好地促進(jìn)我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

1中國低壓鑄造設(shè)備的市場前景低壓鑄造工藝具有無冒口、加工余量少,屬近終成形技術(shù)。低壓鑄件致密性好、比強(qiáng)度高、表面質(zhì)量好、鑄造缺陷少,在鋁合金鑄造行業(yè)已逐步取代重力鑄造,特別適合生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)安全結(jié)構(gòu)件(例如:輪轂、行駛部件等)、發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)件(缸蓋、進(jìn)氣管等)和空調(diào)壓縮機(jī)、健身器材等高強(qiáng)度薄壁鑄件。

傳統(tǒng)的低壓鑄造方法存在效率低、無法連續(xù)生產(chǎn)、金屬液品質(zhì)及氣壓加壓壓力波動(dòng)大的缺陷,為此開發(fā)出一種基于plc和觸摸屏技術(shù)的新型連續(xù)式低壓鑄造技術(shù)。該技術(shù)將現(xiàn)有傳統(tǒng)的低壓澆注兼保溫坩堝分成3個(gè)獨(dú)立的坩堝即保溫坩堝、加壓坩堝、澆注坩堝,3個(gè)坩堝底部由過道連通,分別完成加、補(bǔ)料、液面加壓及升液澆注3個(gè)主要?jiǎng)幼?。加壓坩堝具有定量功?每次澆注前液面均保持在恒定高度,加壓時(shí)升液曲線穩(wěn)定、精確,重復(fù)性高。保溫坩堝實(shí)現(xiàn)了外部補(bǔ)料與加壓澆注互不干涉,保證了生產(chǎn)的連續(xù)性,生產(chǎn)效率顯著提高。

介紹了低壓鑄造工藝的生產(chǎn)流程、工藝設(shè)計(jì)要點(diǎn),結(jié)合裝載機(jī)變矩器鑄鋁件泵輪熱節(jié)分布分散的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),論述泵輪的低壓鑄造工藝的設(shè)計(jì)要點(diǎn)和關(guān)鍵的工藝過程參數(shù)溫度場、充型速度、充型壓力3個(gè)方面的控制技術(shù)。

采用pc-6d濃度測量儀研究了無擋板rushton槳攪拌槽內(nèi)石英砂-水兩相體系的固液懸浮過程,測量了不同槳葉安裝高度和槳徑比時(shí)的臨界懸浮轉(zhuǎn)速,分析了槳葉安裝高度、槳徑比以及攪拌轉(zhuǎn)速對固相濃度分布和功率消耗的影響。結(jié)果表明,無擋板時(shí)的臨界懸浮轉(zhuǎn)速和功率準(zhǔn)數(shù)比有擋板時(shí)小,且隨槳葉安裝高度的增大而增大,隨槳徑比的增大而減小;對于無擋板固液懸浮,c=t/5、d=t/3時(shí)的懸浮性能最好,增大槳徑比和攪拌轉(zhuǎn)速均不能明顯改善固液懸浮效果。

低壓鑄造工藝由于具有平穩(wěn)底注充型、低壓力下結(jié)晶的特點(diǎn),對于易氧化合金,能獲得高質(zhì)量、高合格率、高金屬液體利用率的鑄件,因而在有色合金、特別是鋁合金鑄件的生產(chǎn)中,占有的比例越來越大。但傳統(tǒng)的低壓鑄造設(shè)備及工藝,由于存在升液管使用壽命低、補(bǔ)充金屬液麻煩、生產(chǎn)效率低、液面控制系統(tǒng)復(fù)雜等問題,特別對于件小量大的鑄件,難以推廣應(yīng)用。

為探討低壓鑄造在鋁合金減震筒鑄造中的應(yīng)用,以鋁合金摩托車減震筒為例,對低壓鑄造實(shí)施過程和鑄造結(jié)果進(jìn)行分析。結(jié)果表明:低壓鑄造用于鋁合金減震筒鑄造,能夠減少減震筒鑄件的質(zhì)量缺陷,有助于提高鋁合金減震器鑄造質(zhì)量。

低壓鑄造是將模具放在密閉的保溫爐上面,型腔通過升液管與爐膛里的金屬液相通。工作時(shí)向爐膛中加入帶壓力的空氣,金屬液會從升液管中流入型腔。待金屬液凝固后,將爐膛中的壓縮空氣釋放,未凝固的金屬液從升液管中流回到爐中。變矩器機(jī)芯中的鋁輪、葉片采用低壓鑄造技術(shù)有四大優(yōu)點(diǎn):第一,鑄件組織致密,力學(xué)性能好;第二,工藝出品率高,目前我公司鑄造廠壓鑄件工藝出品率在93%以上,同種產(chǎn)品重力鑄造的工藝出品率在

介紹了低壓鑄造充型的原理及其工藝特點(diǎn)。著重從氣壓式低壓鑄造充型,電磁低壓鑄造充型以及計(jì)算機(jī)模擬在低壓鑄造充型過程中的應(yīng)用等三個(gè)方面論述了近年來低壓鑄造充型工藝在國內(nèi)的研究現(xiàn)狀。

論述了低壓鑄造充型模擬的數(shù)學(xué)模型,由于低壓鑄造充填速度較慢、充型平穩(wěn),因此充型計(jì)算采用層流模型。采用sola-vof算法對模型進(jìn)行求解,其中sola法用于求解流體的速度場和壓力場,vof法用于處理自由表面。采用ug軟件進(jìn)行鑄件三維造型,采用procast軟件進(jìn)行網(wǎng)格劃分,對葉輪的充型過程進(jìn)行了模擬,并通過對葉輪的澆注試驗(yàn),驗(yàn)證了低壓鑄造充型的數(shù)學(xué)模型及算法在保證模擬精度、提高計(jì)算效率上的有效性。

結(jié)合鑄件質(zhì)量問題,基于鑄造數(shù)值模擬技術(shù),分析了低壓鑄造的充型凝固過程,預(yù)測了幾種改進(jìn)工藝方案后鑄件中的缺陷分布;最終通過試制,確保了盤形殼體低壓鑄件質(zhì)量,為該件的順利生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。