縮松
關注創建者：匿名 創建時間：2021-08-16
縮松的實例教程
(s-9C)"Z/cm in taut aluminum alloy.The new criterion is,,accurate than the old
預測縮松的產生是鑄件凝固過程數值模擬在生產實際中具體應用的一個重要方面,它可以優化鑄造工藝,提高鑄件的合格率,具有直接的經濟效益.因此,預測縮松方法得到了廣泛的研究,如:溫度梯度法,導流法,固相A.;梯度法,壓力梯度法:'等.這些方法在實際應用中都取得了較好的效果,尤其是'111天法得到了廣泛應用,長期以來人們在鑄鋼件凝固過程數值模擬中一直使用此判據預測縮松的產生.這是因為它不但具有一定的準確性,而且計算比較簡單.fdla'ent V等將G,厲用于預測鋁合金凝固時產生的縮松,取得了較好的效果,其凡二0.851"1 0Suri V K等將'A/ R法發展為Porosity% = 9. 34 x ( G/丫頂)'一"55),并用此公式預測鋁合金中的縮松度"I.但是,在實際應用中,GAIR方法對于不同形狀的鑄件會得到不同的結果,也就是說G1,1-R對于鑄件的幾何形狀具有一定的敏感性.例如,雖然在鑄件的不同部位有著相同的GI驪,但是,是否產生縮松,情況不盡相同.在凝固時壓力高的部位不產生縮松,而壓力低的部位產生了縮松.這是因為縮松產生與否與凝固過程中金屬液所受的壓力有關15-8].而對于低壓鑄造,壓力對縮松的影響顯得尤為重要.因此,有必要將金屬液在凝固過程中所受的壓力引人縮松的判據中,以便得出一種不隨鑄件的幾何形狀和鑄件部位的改變而影響預測準確性的縮松預測方法,即新縮松判據的準確性不應隨著鑄件的幾何形
狀和部位的不同而改變.
展開 縮松缺陷的解決方案是影響產品成本的重要因素，它直接影響鑄件的工藝出品率、生產效率。鑄件的補縮效果與鑄件材料和結構有直接的關系。雖然根據材料的凝固特點，灰鑄鐵件較易補縮，球墨鑄鐵件較難補縮，但如果沒有補縮通道，即使是灰鑄鐵，其補縮也較難實現。例如HT250材料的制動盤結構簡單，由于沒有補縮通道，常常產生縮松缺陷；而若有較好的補縮通道，球鐵曲軸也不易產生縮松缺陷。常用的消除或者減小縮松缺陷的方法一般有:冒口補縮、熔煉澆注工藝調整控制、冷鐵激冷以及采用冷卻筋、散熱片和導熱率高的型砂、芯砂局部加速冷卻等。以下是筆者公司使用這些方法解決縮孔縮松缺陷的實例。
1.胃口補縮
冒口補縮是優先考慮的方法，也是應用最廣泛的方法。在設計澆注系統時即須通過合理選擇鑄件、冒口頸、冒口三者的模數關系，達到用冒口補縮的目的；但由于鑄件形狀的復雜性，理論計算與實際情況有較大差異，冒口、冒口頸的大小要經過不斷地調整才能達到預期目標。
目前，保溫冒口和發熱冒口得到了廣泛應用。保溫冒口、發熱冒口不但能夠減小或消除縮松缺陷，還可以提高工藝出品率10%以上，尤其在生產中、大件時使用保溫或發熱冒口經濟性更好。
筆者公司生產轎車曲軸、叉車轉向橋鑄件時都使用保溫發熱冒口，在遇到解決縮松(孔)很困難的情況時，推薦的方法也是使用保溫發熱冒口。例如，生產轎車發動機球鐵軸承蓋時，因縮松很難消除，使用鑄件本體冒口，工藝出品率只有30%，而使用保溫冒口，出品率提高到了50%以上，有比較高的經濟性。
2 熔煉及澆注工藝的調整和控制
如果鑄件只有很小的微觀縮松或者顯微縮松，可以考慮通過調整和控制熔煉澆注工藝來解決。要注意的是，這種方法只適用于縮松或者顯微縮松比較輕微，x射線檢查沒有發現每個鑄件都有這種缺陷，也就是出現縮松缺陷的鑄件比例不高時。
2.1化學成分方面的控制
（1）適當提高CE。
展開 結合該產品結構，此缺陷處于兩個面的交接處，屬于該產品的熱節部位，因此，我們初步斷定此類缺陷為縮松缺陷。
三、試驗
3.1實驗一
3.1.1首先先對原工藝使用MAGMA軟件進行模擬分析，如圖4，模擬結果在圖示藍色位置出現縮松缺陷，其傾向較大，且與上述位置吻合。
3.2.2形成鑄件縮孔和縮松的總體積可用下式表示：
V（縮總）=V(液縮)+V（凝縮）-V(石脹)+V（壁移）
由于鐵液的澆注溫度直接影響到V（液縮）的大小，澆注溫度太高，將增大V（液縮）的值，會增大縮松的趨勢[1]。因此，我們在將澆注溫度適當降低，降至1400℃進行澆注，試驗結果較之前有所改善，但部分產品仍存在縮松問題。使用MAGMA模擬結果如圖5。
從試驗結果與模擬結果來看，縮松傾向較之前有所較小。
3.2實驗二：
3.2.1對整個凝固過程的溫度場變化進行模擬分析，在凝固后期，該部位位于最后凝固的部位，且無任何部位對其進行補縮。其澆口處通道關閉較早。見圖6。
3.2.2針對上述情況，將該工藝布置調整，將小端朝上進行模擬試驗，圖7
此更改后工藝，鐵水首先充滿凹面剎面，然后再通過砂芯充滿凸面剎面，因此，對比原來凸面進鐵水的正對澆口部位的小端根部熱解變小，縮松傾向也減小。
從模擬來看，在剎面根部部位其溫度場較圖5均勻。從模擬結果（圖8）看，其縮松趨勢明顯改善。
展開 壓鑄件存在縮孔縮松問題是一個普遍的現象,有沒有徹底解決這個問題的方法?答案應該是有的,但它會是什么呢?
1.壓鑄件縮孔縮松現象存在的原因
壓鑄件縮孔縮松現象產生的原因只有一個,那就是由于金屬熔體充型后,由液相轉變成固相時必然存在的相變收縮.由于壓鑄件的凝固特點是從外向內冷卻,當鑄件壁厚較大時, 內部必然產生縮孔縮松問題.
所以,就壓鑄件來說,特別是就厚大的壓鑄件來說,存在縮孔縮松問題是必然的,是不可以解決的.
2.解決壓鑄件縮孔縮松缺陷的唯一途徑
壓鑄件縮孔縮松問題,不能從壓鑄工藝本身得到徹底解決,要徹底解決這個問題,只能超越該工藝,或者說是從系統外尋求解決的辦法.
這個辦法又是什么呢?
從工藝原理上說,解決鑄件縮孔縮松缺陷,只能按照通過補縮的工藝思想進行.鑄件凝固過程的相變收縮,是一種自然的物理的現象,我們不能逆這種自然現象的規律,而只能遵循它的規律,解決這個問題.
3.補縮的兩種途徑
對鑄件的補縮,有兩種途徑,一是自然的補縮,一是強制的補縮.
要實現自然的補縮,我們的鑄造工藝系統中,就要有能實現”順序凝固”的工藝措施.很多人直覺地以為,采用低壓鑄造方法就能解決鑄件的縮孔縮松缺陷,但事實并不是這么回事.運用低壓鑄造工藝,并不等于就能解決鑄件的縮孔縮松缺陷,如果低壓鑄造工藝系統沒有設有補縮的工藝措施,那么,這種低壓鑄造手段生產出來的毛坯,也是可能百分之一百存在縮孔縮松缺陷的.
由于壓鑄工藝本身的特點,要設立自然的”順序凝固”的工藝措施是比較困難的,也是比較復雜的.最根本的原因還可能是, ”順序凝固”的工藝措施,總要求鑄件有比較長的凝固時間,這一點,與壓鑄工藝本身有點矛盾.
展開 但是一旦采用鋁合金，縮松（Mirco-porosity）缺陷就可能形成；一旦形成縮松缺陷，零件的機械性能可能會發生問題（例如：疲勞壽命…等）。
理論導讀
鋁合金凝固過程（Solidification process of aluminum alloys）
縮松的形成原因
1.氣體造成的縮松
2. 收縮造成的縮松
FLOW-3D CAST 縮松計算原理
驗證一、CTIF Plate 溫度場計算驗證
操作畫面：
鑄造過程中數值模擬與實驗結果驗證對比
驗證二：汽缸頭（Cylinder head）鑄造對比
FLOW-3D CAST 模具熱循環（Thermal die cycling）模擬
FLOW-3D CAST 充型階段（Filling phase）模擬
FLOW-3D CAST 凝固過程中溫度分布
FLOW-3D CAST 冷卻過程中溫度驗證
FLOW-3D CAST 模擬結果與實測結果對比（模具內放置熱電偶 Thermo couple）
FLOW-3D CAST 縮松（Micro-porosity）分析結果
FLOW-3D CAST 縮松模擬結果對比
展開 
縮松的最新內容
data-initial-src="https://img.jishulink.com/202605/attachment/d1e1c5c5ccc0468896e4d75465ccd89a.png">
</figure>
</figure><p class="ql-align-center"><span style="color: rgb(160, 160, 160);">有無冷卻-縮孔縮松及熱節模擬結果對比
//img.jishulink.com/202605/attachment/8a1917d3a1cc40cab161bdee21eaaedd.png">
</figure>
</figure><p class="ql-align-justify"><br></p><p>在模擬分析結果上，團隊<span style="color: rgb(212, 20, 20);">主要從氣體含量、縮孔縮松
FLOW-3D CAST 提供詳細的鑄件填充及凝固和模具熱平衡信息，并追蹤工藝過程中各種缺陷，如縮孔、縮松、表面夾渣、卷氣、困氣、沖砂、冷隔、澆不足、機械性能、熱應力和變形等，也可以分析砂型及金屬型溫度分布和其他特殊功能。
壓鑄模塊集成常規壓鑄、半固態壓鑄、擠壓鑄造與應力變形分析，構建全面靈活的解決方案，助力全球制造業實現更高質量與更高效率的工藝升級。
對比縮孔縮松結果看到，增加冷卻系統后，縮孔體積明顯降低，其他位置縮孔同樣有所改善。
冷卻前（左）后（右）縮孔縮松結果對比
同時，通過溫度場對比分析可以發現，未加冷卻時模具存在明顯熱點，而優化后溫度分布趨于均衡，從而提升了成型穩定性。
智鑄超云卷氣壓力結果
智鑄超云氣體含量結果
智鑄超云縮孔縮松結果
根據精準的診斷結果，針對泄漏問題（主要源自氣孔），梅工給出了明確的解決方向：在鑄件末端（卷氣易聚集區域）增加渣包，并將渣包連接至有效的排氣系統。這是解決卷氣、減少氣孔最直接有效的方法之一。
FLOW-3D CAST 提供詳細的鑄件填充及凝固和模具熱平衡信息，并追蹤工藝過程中各種缺陷，如縮孔、縮松、表面夾渣、卷氣、困氣、沖砂、冷隔、澆不足、機械性能、熱應力和變形等，也可以分析砂型及金屬型溫度分布和其他特殊功能。
</p><p><br></p><p>從早期的設計階段開始，用戶即可直觀地發現各類典型鑄造缺陷，如裹氣、縮松縮孔、冷隔等缺陷，從而避免高昂的下游修模成本。
但是一旦采用鋁合金，縮松（Mirco-porosity）缺陷就可能形成；一旦形成縮松缺陷，零件的機械性能可能會發生問題（例如：疲勞壽命…等）。
理論導讀
鋁合金凝固過程（Solidification process of aluminum alloys）
縮松的形成原因
1.氣體造成的縮松
2.
本期海克斯康直播講堂請到了金屬制造工藝鏈仿真專家李仁軍為我們帶來Simufact金屬制造工藝鏈仿真解決方案及新功能介紹，通過從自由鍛過程對鑄造件縮孔縮松的影響，鈑金成形殘余應力對焊接變形的深遠影響，以及成形與熱處理混合加工的仿真策略，從鑄造到成形、從成形到焊接，逐步引出工藝鏈式仿真分析的必要性，最后將展示基于實際掃描幾何的焊接結構仿真與重力補償的全新功能，深入介紹Simufact金屬制造工藝鏈仿真解決方案
圖2 減震塔澆注系統
2.2 溢流槽、排氣道設計
溢流槽用于儲存液-氣接口前端混有氣體和涂料殘渣的冷污金屬液，與排氣道配合，能夠迅速引出模腔內的其氣體，減小充型過程中卷氣的發生，同時也能轉移縮孔、縮松、渦流包氣和產生冷隔的部位。但是，要發揮溢流槽的作用，溢流必須根據金屬液在模腔中的流動特征，在合理位置接受前沿冷污金屬液并將其保留在溢流槽中，因此，溢流槽也需要合適的尺寸。
