飞轮铸件铸造工艺过程的数值模拟与工艺改进

【简介】感谢网友“魚在危險游泳”参与投稿，今天小编在这给大家整理了飞轮铸件铸造工艺过程的数值模拟与工艺改进（共9篇），我们一起来阅读吧!

篇1：飞轮铸件铸造工艺过程的数值模拟与工艺改进

飞轮铸件铸造工艺过程的数值模拟与工艺改进

运用铸造工艺模拟软件Z-CAST对飞轮铸件的铸件的铸过程进行数值模拟,研究了铸件充型和凝固过程的温度场,预测在此过程中可能出现的缺陷,提出浇注系统改进工艺方案.结果表明,采用薄、宽的`内浇道设计符合实际生产的要求,消除了飞轮铸件的缩孔缺陷,提高了铸工艺出品率.

作 者：米国发 和双双  作者单位：河南理工大学 刊 名：航天制造技术 英文刊名：AEROSPACE MANUFACTURING TECHNOLOGY 年，卷(期)： “”(3) 分类号：V4 关键词：Z-CAST   飞轮   数值模拟  

篇2：压力铸造工艺过程

压力铸造工艺过程

压铸模锻工艺是一种在专用的压铸模锻机上完成的工艺。它的基本工艺过程是：金属液先低速或高速铸造充型进模具的型腔内，模具有活动的型腔面，它随着金属液的冷却过程加压锻造，既消除毛坯的缩孔缩松缺陷，也使毛坯的内部组织达到锻态的破碎晶粒。毛坯的综合机械性能得到显著的提高。另外，该工艺生产出来的毛坯，外表面光洁度达到7级（Ra1.6），如冷挤压工艺或机加工出来的表面一样，有金属光泽。所以，我们将压铸模锻工艺称为“极限成形工艺”，比“无切削、少余量成形工艺”更进了一步。压铸模锻工艺还有一个优势特点是，除了能生产传统的铸造材料外，它还能用变形合金、锻压合金，生产出结构很复杂的零件。这些合金牌号包括：硬铝超硬铝合金、锻铝合金，如LY11、LY12、6061、6063、LYC、LD等）。这些材料的抗拉强度，比普通铸造合金高近一倍，对于铝合金汽车轮毂、车架等希望用更高强度耐冲击材料生产的部件，有更积极的意义。

一、压铸简介

压力铸造简称压铸，是一种将熔融合金液倒入压室内，以高速充填钢制模具的型腔，并使合金液在压力下凝固而形成铸件的铸造方法。压铸区别于其它铸造方法的主要特点是高压和高速。①金属液是在压力下填充型腔的，并在更高的压力下结晶凝固，常见的压力为15―100MPa。②金属液以高速充填型腔，通常在10―50米/秒，有的还可超过80米/秒，（通过内浇口导入型腔的线速度―内浇口速度），因此金属液的充型时间极短，约0.01―0.2秒（须视铸件的大小而不同）内即可填满型腔。压铸机、压铸合金与压铸模具是压铸生产的三大要素，缺一不可。所谓压铸工艺就是将这三大要素有机地加以综合运用，使能稳定地有节奏地和高效地生产出外观、内在质量好的、尺寸符合图样或协议规定要求的合格铸件，甚至优质铸件。

1、压铸机

（1） 压铸机的分类压铸机按压室的受热条件可分为热压室与冷压室两大类。而按压室和模具安放位置的不同，冷室压铸机又可分为立式、卧式和全立式三种形式的压铸机。热室 压铸机 立式 冷室 卧室 全立式

（2） 压铸机的主要参数 a合型力（锁模力） （千牛）KN b压射力 （千牛）――KN c动、定型板间的最大开距―mm d动、定型板间的最小开距―mm e动型板的行程――――mm f大杠内间距（水平*垂直）―mm g大杠直径――mm h顶出力――KN i顶出行程―――mm j压射位置（中心、偏心）―mm k一次金属浇入量（Zn、Al、Cu）――Kg l压室内径（Ф）――mm m空循环周期――s n铸件在分型面上的各种比压条件下的投影面积注：还应有动型板、定型板的安装尺寸图等。

2、压铸合金压铸件所采用的合金主要是有色合金，至于黑色金属（钢、铁等）由于模具材料等问题，目前较少使用。而有色合金压铸件中又以铝合金使用较广泛，锌合金次之。下面简单介绍一下压铸有色金属的情况。

（1）、压铸有色合金的分类 受阻收缩 混合收缩 自由收缩 铅合金 ――0.2-0.3% 0.3-0.4% 0.4-0.5% 低熔点合金 锡合金 锌合金――0.3-0.4% 0.4-0.6% 0.6-0.8% 铝硅系--0.3-0.5% 0.5-0.7% 0.7-0.9% 压铸有色合金 铝合金 铝铜系 铝镁系――0.5-0.7% 0.7-0.9% 0.9-1.1% 高熔点合金 铝锌系 镁合金――0.5-0.7% 0.7-0.9% 0.9-1.1% 铜合金

（2）、各类压铸合金推荐的浇铸温度 合金种类 铸件平均壁厚≤3mm 铸件平均壁厚>3mm 结构简单 结构复杂 结

构简单结构复杂

铝合金 铝硅系 610-650℃ 640-680℃ 600-620℃ 610-650℃

铝铜系 630-660℃ 660-700℃ 600-640℃ 630-660℃

铝镁系 640-680℃ 660-700℃ 640-670℃ 650-690℃

铝锌系 590-620℃ 620-660℃ 580-620℃ 600-650℃

锌合金 420-440℃ 430-450℃ 400-420℃ 420-440℃

镁合金 640-680℃ 660-700℃ 640-670℃ 650-690℃

铜合金 普通黄铜 910-930℃ 940-980℃ 900-930℃ 900-950℃

硅黄铜 900-920℃ 930-970℃ 910-940℃ 910-940℃

注：①浇铸温度一般以保温炉的金属液的温度来计量。 ②锌合金的浇铸温度不能超过450℃，以免晶粒粗大。

二、压铸模

压铸模是压铸生产三大要素之一，结构正确合理的模具是压铸生产能否顺利进行的先决条件，并在保证铸件质量方面（下机合格率）起着重要的作用。由于压铸工艺的特点，正确选用各工艺参数是获得优质铸件的决定因素，而模具又是能够正确选择和调整各工艺参数的前提，模具设计实质上就是对压铸生产中可能出现的各种因素预计的综合反映。如若模具设计合理，则在实际生产中遇到的问题少，铸件下机合格率高。反之，模具设计不合理，例一铸件设计时动定模的包裹力基本相同，而浇注系统大多在定模，且放在压射后冲头不能送料的灌南压铸机上生产，无法正常生产，铸件一直粘在定模上。尽管定模型腔的光洁度打得很光，因型腔较深，仍出现粘在定模上的现象。所以在模具设计时，必须全面分析铸件的结构，熟悉压铸机的操作过程，要了解压铸机及工艺参数得以调整的可能性，掌握在不同情况下的充填特性，并考虑模具加工的方法、钻眼和固定的形式后，才能设计出切合实际、满足生产要求的模具。刚开始时已讲过，金属液的充型时间极短，金属液的比压和流速很高，这对压铸模来说工作条件极其恶劣，再加上激冷激热的交变应力的冲击作用，都对模具的使用寿命有很大影响。模具的使用寿命通常是指通过精心的设计和制造，在正常使用的条件下，结合良好的维护保养下出现的自然损坏，在不能再修复而报废前，所压铸的模数（包括压铸生产中的废品数）。实际生产中，模具失效主要有三种形式：①热疲劳龟裂损坏失效；②碎裂失效；③溶蚀失效。致使模具失效的因素很多，既有外因（例浇铸温度高低、模具是否经预热、水剂涂料喷涂量的多少、压铸机吨位大小是否匹配、压铸压力过高、内浇口速度过快、冷却水开启未与压铸生产同步、铸件材料的种类及成分Fe的高低、铸件尺寸形状、壁厚大小、涂料类型等等）。也有内因（例模具本身材质的冶金质量、坯料的锻制工艺、模具结构设计的合理性、浇注系统设计的.合理性、模具机（电加工）加工时产生的内应力、模具的热处理工艺、包括各种配合精度和光洁度要求等）。模具若出现早期失效，则需找出是哪些内因或外因，以便今后改进。 ① 模具热疲劳龟裂失效压铸生产时，模具反复受激冷激热的作用，成型表面与其内部产生变形，相互牵扯而出现反复循环的热应力，导致组织结构二损伤和丧失韧性，引发微裂纹的出现，并继续扩展，一旦裂纹扩大，还有熔融的金属液挤入，加上反复的机械应力都使裂纹加速扩展。为此，一方面压铸起始时模具必须充分预热。

另外，在压铸生产过程中模具必须保持在一定的工作温度范围中，以免出现早期龟裂失效。同时，要确保模具投产前和制造中的内因不发生问题。因实际生产中，多数的模具失效是热疲劳龟裂失效。 ② 碎裂失效在压射力的作用下，模具会在最薄弱处萌生裂纹，尤其是模具成型面上的划线痕迹或电加工痕迹未被打磨光，或是成型的清角处均会最先出现细微裂纹，当晶界存在脆性相或晶粒粗大时，即容易断裂。而脆性断裂时裂纹的扩展很快，这对模具的碎裂失效是很危险的因素。为此，一方面凡模具面上的划痕、电加工痕迹等必须打磨光，即使它在浇注系统部位，也必须打光。另外要求所使用的模具材料的强度高、塑性好、冲击韧性和断裂韧性均好。③熔融失效前面已讲过，常用的压铸合金有锌合金、铝合金、镁合金和铜合金，也有纯铝压铸的，Zn、Al、Mg是较活泼的金属元素，它们与模具材料有较好的亲和力，特别是Al易咬模。当模具硬度较高时，则抗蚀性较好，而成型表面若有软点，则对抗蚀性不利。但在实际生产中，溶蚀仅是模具的局部地方，例内浇口直接冲刷的部位（型芯、型腔）易出现溶蚀现象，以及硬度偏软处易出现铝合金的粘模。

压铸生产中常遇模具存在的问题注意点：

1、浇注系统、排溢系统例

（1）对于冷室卧式压铸机上模具直浇道的要求： ① 压室内径尺寸应根据所需的比压与压室充满度来选定，同时，浇口套的内径偏差应比压室内径的偏差适当放大几丝，从而可避免因浇口套与压室内径不同轴而造成冲头卡死或磨损严重的问题，且浇口套的壁厚不能太薄。浇口套的长度一般应小于压射冲头的送出引程，以便涂料从压室中脱出。 ② 压室与浇口套的内孔，在热处理后应精磨，再沿轴线方向进行研磨，其表面粗糙≤Ra0.2μm。 ③ 分流器与形成涂料的凹腔，其凹入深度等于横浇道深度，其直径配浇口套内径，沿脱模方向有5°斜度。当采用涂导入式直浇道时，因缩短了压室有效长度的容积，可提高压室的充满度。

（2）对于模具横浇道的要求 ① 冷卧式模具横浇道的入口处一般应位于压室上部内径2/3以上部位，以免压室中金属液在重力作用下过早进入横浇道，提前开始凝固。 ② 横浇道的截面积从直浇道起至内浇口应逐渐减小，为出现截面扩大，则金属液流经时会出现负压，易吸入分型面上的气体，增加金属液流动中的涡流裹气。一般出口处截面比进口处小10-30%。 ③ 横浇道应有一定的长度和深度。保持一定长度的目的是起稳流和导向的作用。若深度不够，则金属液降温快，深度过深，则因冷凝过慢，既影响生产率又增加回炉料用量。 ④ 横浇道的截面积应大于内浇口的截面积，以保证金属液入型的速度。主横浇道的截面积应大于各分支横浇道的截面积。 ⑤ 横浇道的底部两侧应做成圆角，以免出现早期裂纹，二侧面可做出5°左右的斜度。横浇道部位的表面粗糙度≤Ra0.4μm。

（3）内浇口 ① 金属液入型后不应立即封闭分型面，溢流槽和排气槽不宜正面冲击型芯。金属液入型后的流向尽可能沿铸入的肋筋和散热片，由厚壁处想薄壁处填充等。 ② 选择内浇口位置时，尽可能使金属液流程最短。采用多股内浇口时，要防止入型后几股金属液汇合、相互冲击，从而产生涡流包气和氧化夹杂等缺陷。 ③ 薄壁件的内浇口厚件要适当小些，以保证必要的填充速度，内浇口的设置应便于切除，且不使铸件本体有缺损（吃肉）。

（4）溢流槽 ① 溢流槽要便于从铸件上去除，并尽量不损伤铸件本体。 ② 溢流槽上开设排气槽时，需注意溢流口的位置，避免过早阻塞排气槽，使排气槽不起作用。 ③ 不应在同一个溢流槽上开设几个溢流口或开设一个很宽很厚的溢流口，以免金属液中的冷液、渣、气、涂料等从溢流槽中返回型腔，造成铸件缺陷。

2、铸造圆角（包括转角）铸件图上往往注明未注圆角R2等要求，我们在开制模具时切忌忽视这些未注明圆角的作用，决不可做成清角或过小的圆角。铸造圆角可使金属液填充顺畅，使腔内气体顺序排出，并可减少应力集中，延长模具使用寿命。（铸件也不易在该处出现裂纹或因填充不顺而出现各种缺陷）。例标准油盘模上清角处较多，相对来说，目前兄弟油盘模开的最好，重机油盘的也较多。

3、脱模斜度在脱模方向严禁有人为造成的侧凹（往往是试模时铸件粘在模内，用不正确的方法处理时，例钻、硬凿等使局部凹入）。

4、表面粗糙度成型部位、浇注系统均应按要求认真打光，应顺着脱模方向打光。由于金属液由压室进入浇注系统并填满型腔的整个过程仅0.01-0.2秒的时间。为了减少金属液流动的阻力，尽可能使压力损失少，都需要流过表面的光洁度高。同时，浇注系统部位的受热和受冲蚀的条件较恶劣，光洁度越差则模具该处越易损伤。

5、模具成型部位的硬度 铝合金：HRC46°左右 铜：HRC38°左右加工时，模具应尽量留有修复的余量，做尺寸的上限，避免焊接。 压铸模具组装的技术要求：

1、模具分型面与模板平面平行度的要求。

2、导柱、导套与模板垂直度的要求。

3、分型面上动、定模镶块平面与动定模套板高出0.1-0.05mm。

4、推板、复位杆与分型面平齐，一般推杆凹入0.1mm或根据用户要求。

5、模具上所有活动部位活动可靠，无呆滞现象pin无串动。

6、滑块定位可靠，型芯抽出时与铸件保持距离，滑块与块合模后配合部位2/3以上。

7、浇道粗糙度光滑，无缝。

8、合模时镶块分型面局部间隙

9、冷却水道畅通，进出口标志。

10、成型表面粗糙度Rs=0.04，无微伤。

篇3：活性污泥3号模型对实际工艺的模拟与分析

活性污泥3号模型对实际工艺的模拟与分析

将活性污泥3号模型(ASM3)与Takács二沉池模型以及反应池流态模型相结合,构建了活性污泥系统模型,并采用Visual Basic 6.0语言编写了计算机模拟程序.将此程序应用于分段进水A/O脱氮工艺中试工艺,分别对其进行了稳态模拟和动态模拟,并取得了与实测值较为接近的结果.同时利用模型分析了运行控制参数对出水水质的`影响,模拟结果与实际状况吻合.

作 者：赵玲 彭党聪 朱南文 Zhao Ling Peng Dangcong Zhu Nanwen  作者单位：赵玲,Zhao Ling(上海交通大学,环境科学学院,上海,40;西安建筑科技大学,环境与市政工程学院,陕西,西安,710055)

彭党聪,Peng Dangcong(西安建筑科技大学,环境与市政工程学院,陕西,西安,710055)

朱南文,Zhu Nanwen(上海交通大学,环境科学学院,上海,200240)

刊 名：环境科学与管理 英文刊名：ENVIRONMENTAL SCIENCE AND MANAGEMENT 年，卷(期)： 32(11) 分类号：X703 关键词：ASM3   分段进水A/O脱氮工艺   稳态模拟   动态模拟   运行控制参数  

篇4：TC4钛合金锻件锻造过程数值模拟和工艺优化

TC4钛合金锻件锻造过程数值模拟和工艺优化

利用刚(粘)塑性有限元法对某TC4钛合金锻件的锻造过程进行了数值模拟.分析了变形过程中锻件的'变形情况以及应力场和损伤值的分布,进而对变形过程中出现的裂纹、折叠等锻造缺陷的成因进行了数值分析.对修改下模型腔尺寸后锻件的变形过程进行了模拟,得出了最佳工艺尺寸.

作 者：牟正君 张立文 吕成 Mu Zhengjun Zhang Liwen Lü Cheng  作者单位：大连理工大学材料科学与工程学院 刊 名：航空制造技术  ISTIC英文刊名：AERONAUTICAL MANUFACTURING TECHNOLOGY 年，卷(期)：2007 “”(z1) 分类号：V2 关键词：TC4钛合金   塑性加工   数值模拟   工艺优化  

篇5：一次双急流型沙尘暴过程的数值模拟与诊断

一次双急流型沙尘暴过程的数值模拟与诊断

利用MM5模式对4月8～9日的双急流型沙尘暴天气过程进行了数值模拟和诊断分析,结果发现:此次沙尘暴过程中有强的西风动量下传,动量下传主要由北支急流完成;在沙尘暴发展旺盛阶段,南、北两支急流低层的南风和北风分量之间产生的辐散促进了高层动量下传,而高层南北两支急流南风分量的加强和贯通引导南方暖湿气流向北输送,抑制了沙尘暴的发展.南北两支急流的共同作用是造成该次沙尘暴的重要原因,北支急流产生了直接的'作用,南支急流有间接的影响.250 hPa两支MPV1正的大值位涡区与南、北两支急流有很好的对应关系,在沙尘暴区域前部,对流层高层存在对称不稳定.

作 者：程海霞 丁治英 帅克杰 CHENG Hai-xia DING Zhi-ying SHUAI Ke-jie  作者单位：程海霞,帅克杰,CHENG Hai-xia,SHUAI Ke-jie(山西省晋城市气象局,山西晋城,048000)

丁治英,DING Zhi-ying(南京信息工程大学,江苏南京,210044)

刊 名：干旱区研究  ISTIC PKU英文刊名：ARID ZONE RESEARCH 年，卷(期)： 24(4) 分类号：P445.4 关键词：双急流型   沙尘暴   数值模拟   动量下传   位涡   诊断分析  

篇6：一种改进的MSBR工艺脱氮除磷性能的仿真模拟与试验研究

一种改进的MSBR工艺脱氮除磷性能的仿真模拟与试验研究

针对6池MSBR工艺除磷效果不佳和污泥上浮问题,通过新增厌氧池、调整浓缩池位置对其进行改造,提出了一个改进的7池MSBR工艺应用活性污泥2号模型(ASM 2)分别对两种工艺进行了仿真模拟,结果表明,改进工艺具有较好的脱氮除磷性能.在此基础上对7池MSBR工艺开展了实验室试验,试验结果显示,新工艺对耗氧有机物(以COD值计)、NH4+-N、TP的'去除率分别为94.2%、81.4%和88.7%,脱氮除磷效率均高于有关文献报道的6池工艺.新工艺妥善处理了脱氮除磷等各单元之间的关系,因而强化了除磷脱氮能力.试验结果与模型模拟结果基本吻合,表明活性污泥模型对新工艺的开发具有一定的指导意义.

作 者：严晨敏 张代钧 唐然 卢培利 龙腾锐 YAN Chenmin ZHANG Daijun TANG Ran LU Peili LONG Tengrui  作者单位：严晨敏,卢培利,YAN Chenmin,LU Peili(重庆大学环境科学系,重庆,400044)

张代钧,ZHANG Daijun(重庆大学环境科学系,重庆,400044;重庆大学西南资源开发及环境灾害控制工程教育部重点实验室,重庆,400044)

唐然,龙腾锐,TANG Ran,LONG Tengrui(重庆大学城市建设与环境工程学院,重庆,400044)

刊 名：环境科学学报  ISTIC PKU英文刊名：ACTA SCIENTIAE CIRCUMSTANTIAE 年，卷(期)： 25(3) 分类号：X703.1 关键词：MSBR   活性污泥模型   除磷脱氮   模拟  

篇7：地铁隧道施工过程的数值模拟与工法比选

地铁隧道施工过程的数值模拟与工法比选

结合广州地铁六号线工程,应用三维有限差分岩土计算软件模拟了浅埋暗挖地铁隧道不同施工方案的施工过程,分析了施工所引起的地表沉降、洞周变形、支护结构受力和掌子面突起等,通过对不同施工方案的施工效应进行预测与方案的比选,以达到有效发挥掘进机的特点,提高施工效率,确保隧道围岩的.稳定性,有效控制由于开挖引起的地表和洞周变形的目的,为工程实际施工提供参考.

作 者：骆驰 漆泰岳 刘毅 张发志 LUO Chi QI Tai-yue LIU Yi ZHANG Fa-zhi  作者单位：骆驰,漆泰岳,刘毅,LUO Chi,QI Tai-yue,LIU Yi(西南交通大学,土木工程学院,成都,610031)

张发志,ZHANG Fa-zhi(中铁一局,第二工程有限公司,河北,唐山,063004)

刊 名：大连民族学院学报 英文刊名：JOURNAL OF DALIAN NATIONALITIES UNIVERSITY 年，卷(期)： 11(3) 分类号：U455.4 关键词：地铁隧道   台阶法   有限差分   数值模拟  

篇8：1月一次强降雪冰冻过程的数值模拟与分析

1月一次强降雪冰冻过程的数值模拟与分析

采用NCEP 1°×1°再分析资料和常规观测资料,利用中尺度数值模式WRF对201月25-29日发生在长江中下游地区的强降雩冰冻过程进行数值模拟,模拟结果显示:WRF模式可以较好地模拟出此次强降雪冰冻过程高低空环流形势演变特征以及降水雨雪带的分布.诊断分析结果进一步表明,西南低空急流对水汽的输送使得长江中下游地区成为很强的湿度区,为强雨雪冰冻的发生提供了充足的水汽条件.对降雪及冻雨的.云微物理过程特征分析表明,中低空-600-900 hPa逆温层的存在与降雪及冻雨的发生密切相关,固态降水粒子经0℃以上逆温层融化后形成过冷却水降落至冷的地面形成冻雨,而雪的形成过程中逆温层的温度小于0℃.

作 者：朱坤 刘华强 丁守智 俞斌辉 ZHU Kun LIU Hua-qiang DING Shou-zhi YU Bing-hui  作者单位：朱坤,ZHU Kun(解放军理工大学气象学院,南京,211101;91867部队气象台)

刘华强,LIU Hua-qiang(解放军理工大学气象学院,南京,211101)

丁守智,DING Shou-zhi(91867部队气象台)

俞斌辉,YU Bing-hui(94514部队气象台)

刊 名：暴雨灾害 英文刊名：TORRENTIAL RAIN AND DISASTERS 年，卷(期)：2009 28(2) 分类号：P456.7 关键词：暴雪   冻雨   数值模拟   云微物理过程  

篇9：黑龙江省春季一次区域暴雪过程的数值模拟与诊断分析

黑龙江省春季一次区域暴雪过程的数值模拟与诊断分析

利用常规观测资料和NCEP资料以及WRFV2.0模式模拟的结果,对2009年3月21～23日黑龙江省中南部地区的大到暴雪过程进行了分析.结果表明:WRF模式对这次大到暴雪的区域进行了很好的模拟.进一步对模式输出的`物理量进行了仔细的分析发现:中低层的西南气流为此次区域暴雪提供了充足的水汽;总螺旋度的变化对降雪的强度变化有一定的指示意义:在这次降雪过程中,MPV2的作用大于MPV1,说明条件性对称不稳定加强,有利于暴雪的形成.

作 者：王莹 张金鑫 李永生 WANG Ying ZHANG Jin-Xin LI Yong-Sheng  作者单位：王莹,WANG Ying(哈尔滨市气象局,黑龙江,哈尔滨,150080)

张金鑫,ZHANG Jin-Xin(黑龙江省气象信息中心,黑龙江,哈尔滨,150030)

李永生,LI Yong-Sheng(黑龙江省气候中心,黑龙江,哈尔滨,150030)

刊 名：黑龙江气象 英文刊名：HEILONGJIANG METEOROLOGY 年，卷(期)：2009 26(3) 分类号：P458 关键词：区域暴雪   WRF数值模拟   湿位涡   螺旋度