鑄造模具模流分析
低壓鑄造模擬分析
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案例介紹:以下為這副產品的部分低壓鑄造模擬分析縮松、縮孔缺陷預測結果,下圖低壓鑄造模擬分析結果凝固所需時間,同時可以看到凝固順序,讓人直觀的知道,哪里先凝固,哪里后凝固,從而判斷縮松風險的情況。
低壓鑄造模擬分析
下圖低壓鑄造模擬分析結果中可以發現,中間很厚的位置周圍已經凝固了,可是這里還是未能凝固到位,這就意味著,它在凝固收縮時,那發得要有效的補縮,這就將會導致縮松缺陷產生。
低壓鑄造模擬
低壓鑄造分析
下圖低壓鑄造模擬分析結果表示彩色出會出現縮松缺陷,越靠近紅色區域,意味著低壓鑄造產品的縮松缺陷風險越高。
 
低壓鑄造模擬仿真
 
低壓鑄造模擬分析原理及特點
低壓鑄造是使液體金屬在壓力作用下充填型腔,以形成鑄件的一種方法。由于所用的壓力較低,所以叫做低壓鑄造。其工藝過程如下:在裝有合金液的密封容器(如坩堝)中,通入干燥的壓縮空氣,作用在保持一定澆注溫度的金屬液面上,造成密封容器內與鑄型型腔的壓力差,使金屬液在氣體壓力的作用下,沿升液管上升,通過澆口平穩地進入型腔,并適當增大壓力并保持坩堝內液面上的氣體壓力,使型腔內的金屬液在較高壓力作用下結晶凝固。然后解除液面上的氣體壓力,使開液管中未凝固的金屬液依靠自重流回坩堝中,再開型并取出鑄件,至此,一個完整的低壓澆鑄工藝完成。低壓鑄造模擬分析,低壓澆鑄分析,低壓澆鑄模擬原理,
低壓鑄造常見成型問題
低壓鑄造生產過程中,鑄件經常存在一些缺陷,如:氣孔、縮孔、縮松、夾渣等,這些缺陷產生的原因不單純是澆注工藝問題,而是由一種或幾種原因相互作用并不斷變化時產生的,本文針對具體缺陷提出相應的預防措施。這些問題都可以通過低壓鑄造模擬分析,低壓鑄造模流分析來預測解決。
縮孔與縮松缺陷的形成機理
合金在冷凝過程中由于體積的收縮而在鑄件厚大部位形成管狀、嗽叭狀或分散孔洞稱為縮孔;形成細小的孔隙稱為縮松。縮孔的相對體積與液態金屬的溫度、冷卻條件等有關。液態金屬的溫度愈高,則液體與固體之間體積差愈大,而縮孔的體積也愈大。在薄壁鑄型中澆注金屬時,型壁迅速受熱而冷卻型壁的空氣則是熱的不良導體,因此型壁越薄則受熱越快,液體金屬也越不易冷卻,金屬液冷凝后產生的縮孔也愈大。總之,液體金屬的冷凝條件,對縮孔體積的大小有顯著的影響。產生縮松的主要原因與縮孔相同,也是由于金屬凝固時的體積收縮所造成。因此在縮孔附近一般常存在著較多的縮松。
縮孔與縮松缺陷的預防方法
由于低壓鑄造是反重力鑄造,重力時刻都在阻礙補縮。因而無論對于砂型鑄造還是金屬型鑄造、同時凝固的鑄件還是順序凝固的鑄件,液面加壓控制系統質量的好壞都是決定鑄件致密性的關鍵。尤其是對于薄壁件金屬型鑄造,凝固時間本來就不長。當充型至型頂時液態金屬中固相部分已經占有相當大的比例,此時應立即急速升壓,以便克服重力的負作用,進行補縮。這對鑄件致密性是極為關鍵的。目前有些液面加壓控制系統在這關鍵時刻仍舊按充型速度緩慢加壓或壓力越高升壓速度卻越慢,其后果是貽誤了補縮的良機。當液態金屬凝固結束后,無論增壓多大都起不到補縮的作用。鑄件補縮不足可導致致密度低,容易產生縮孔與縮松。生產有時補縮壓力已經很高(可達0.2MPa),但鑄件仍有縮松缺陷,致使打壓滲漏率太高。在補縮通道合理時,這主要是因為控制系統增壓的時機沒控制好,而不是所謂“補縮壓力大小對鑄件致密性影響不大”的錯誤說法。低壓鑄造模擬分析,低壓澆鑄分析,低壓澆鑄模擬缺陷預測改善,
氣孔缺陷的分類
鑄件氣孔缺陷主要分為析出性氣孔、反應性氣孔、侵入性氣孔。在低壓鑄造中,產生氣體的根源很多,主要有如下方面:a、存在于型腔中的空氣b、濕芯中析出的水蒸氣c、烘烤燒毀粘結劑而產生的氣體d、從坩堝沖到型腔中的空氣或惰性氣體析出性氣孔主要均勻分布在內部靠近冒口處、熱節溫度較高區域,氣孔細小且分散經常同縮孔共存。反應性氣孔主要均勻分布在型壁與鑄件的接觸面上,氣孔表面光滑,呈銀白色(鑄鋼件),金屬光亮色或暗色。侵入性氣孔分布在鑄件上部,孔洞光滑。低壓鑄造模擬分析,低壓鑄造模流分析結果里有一個直接評估判斷有無氣孔風險的分析結果。
氣孔缺陷的預防方法
從鑄造熔煉工藝方面考慮可以采用下列方法預防氣孔缺陷的產生。a、任何種類的金屬熔煉時間都應盡可能縮短,以防時間過長使液態金屬吸氣量增大。b、投料時應先投入熔點低的料,依次投入熔點高的料,這樣會使金屬吸氣量小,其原因就在于爐料與空氣接觸面積和時間均減少。、液態金屬除氣后應立即扒渣、澆注,不可停留過久,以防再吸氣。   在低壓鑄造中,要特別注意鑄型的排氣。與一般澆注比較,低壓鑄造的鑄型排氣條件比較差,因用于低壓鑄造的鑄型基本上是密封的,金屬液的充型速度又比較快,不象一般澆注中能通過明冒口等措施來排氣,而低壓鑄造的鑄型只能從分型面處和排氣孔中排氣。往往因鑄型排氣不暢而澆不出成形鑄件,或者是產生“包氣”現象,或者因模具憋氣出使鑄件輪廓不清,排氣不暢會在澆注過程中產生與充型方向相反的“反壓力”。使金屬液壓在上升過程中產生波動,影響鑄件質量,因此在低壓鑄造的鑄型設計過程中,除了考慮鑄件的順序凝固外,排氣條件是不可忽視的因素。
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