重力鑄造
關注創建者：配角 創建時間：2021-11-20
重力鑄造的視頻教程
007ProCAST入門到精通-重力鑄造
ProCAST原廠工程師講解 ProCAST2021版本演示(2013-2021界面變化不大) 該課程談不上進階，但入門有余。 購買課程，加作者QQ提供技術支持服務。 作者，配角
￥200 2小時18分鐘 29播放
查看
重力鑄造的實例教程
金屬型鑄造工藝，在機械制造領域的應用不斷擴大，其中以鋁合金鑄件應用最為廣泛。因此本文重點探討和簡述鋁硅系合金鑄件的金屬型結構及澆注系統的相關問題。
鋁合金重力鑄造有其固有的特點。金屬型冷卻速度快，對鑄件有較強的激冷效果，鑄件晶粒細化，組織致密，有較高的綜合力學性能，尺寸精確，表面光潔，質量得到提高，影響鑄件質量的不確定因素有所降低，特別適合大批量的生產。結構良好的金屬型，可做到最大限度地減少加工余量和冒口尺寸，而工藝出品率和毛坯利用率，較普通的砂型重力鑄造有所提高，使鑄件的成本相對下降，可改善普通砂型鑄造對環境的污染狀況和工人的勞動條件。綜上所述，盡管目前鋁合金的鑄造有很多的鑄造工藝，但金屬型重力鑄造工藝，因其靈活性、通用性及較低的成本仍具有特定的優勢，占有一定的位置。
1．金屬型的澆注系統
在金屬型型腔結構良好的基礎上，澆注系統設計的正確與否，對鑄件的質量及工藝出品率將產生重要的影響。
澆注系統的設計原則如下：
（1）鑄型內熱分布合理，便于定向凝固，使鑄件得到充分補縮。
（2）澆注系統應盡量縮短，簡單而又不失其功能完整性。
（3）金屬液經澆注系統應平穩地注入型腔，不應有沖擊、渦流、飛濺，有效阻止金屬液的二次氧化。
（4）在澆注過程中應利于型腔排氣和撇渣。
（5）在確保質量的前提下，最大限度地提高工藝出品率并為鑄件的清理工序創造有利條件。
（6）應是開放式澆注系統。
任何形式的鑄造工藝，只要是重力鑄造，它定向凝固的表現是自下而上的結晶凝固，充分利用上面設置的冒口對鑄件進行補縮。
展開 金屬型模具熱平衡狀態是影響鑄件質量及模具壽命的關鍵因素,模具的溫度場決定了模具承受熱應力的程度.運用有限元分析軟件ProCAST對金屬型重力鑄造中模具溫度場進行了連續鑄造過程的熱分析,研究了自然冷卻條件和強制冷卻條件對模具溫度場的影響.結果表明,多周期循環澆注時,隨著循環澆注次數的增加,溫度是不斷變化的,當循環澆注7次后,模具內部建立了相對穩定的溫度梯度,模具逐漸達到了熱平衡狀態.
作 者： 汪煦 趙玉濤 蘇大為 周堃 WANG Xu ZHAO Yu-tao SU Da-wei ZHOU Kun
作者單位： 江蘇大學材料科學與工程學院,江蘇鎮江,212013
刊 名： 鑄造
英文刊名： CHINA FOUNDRY
年，卷(期)： 2008 57(12)
分類號： TG249.3-39
關鍵詞： 金屬型重力鑄造 模具 充刑模擬 熱平衡 溫度場
ProCAST在金屬型重力鑄造充型和模具溫度場中的應用.pdf
展開 重力鑄造澆注系統的氣泡追蹤 Bubble tracking in a gravity die casting ingate system
公司：HYDRO Aluminum，作者：Andreas Buchholz
創立于 1903 年的 Hydro Aluminum, 是全世界最大的高純鋁生產公司，也是全世界第三大的綜合鋁制品生產公司，公司總人數達三萬六千人，在全世界四十個國家均設有辦事處。本文應用 FLOW-3D CAST，討論在重力鑄造過程中，進料區域的卷氣形成原因。
模具本體說明
澆注系統
澆口設計
澆口由流道底部與鑄件相連，每個澆口的中間位置設計氣泡聚集區。
模具本體的連接位置說明
問題描述
1. 鑄件凝固后在gate1與 gate2之間的區域發生縮孔缺陷
2. 希望以FLOW-3D CAST 了解縮孔發生的原因
檢討
鑄件縮孔發生的原因
1. 凝固過程中鑄件收縮造成縮孔
? FLOW-3D CAST 凝固分析確認了該位置的孔洞并非凝固形成的縮孔。
2. 氫氣析出造成氣孔
? 成型前對材料進行了前處理，排除這個因素。
3. 砂芯產生氣體造成氣孔
? 如果是砂芯產生氣體，氣體位置應該是均勻分布，而非聚集一處。
4. 澆注過程中卷入氣體
?
可能原因1. 澆注過程中在澆道區域造成氣體被『吸入』金屬液內。
可能原因2. 金屬液在澆道流動過程中將氣體『帶入』鑄件。
展開 ProCAST重力砂型鑄造仿真案例操作 ￥9.9
導入模型（導入模型的存在路徑必須為英文路徑），然后建立砂箱，模擬鑄造的砂型，注意：砂箱的頂部必須和進澆口保持平齊。其次檢查模型問題，有問題可通過軟件進行自動修復。
2. 按從左到右的順序進行操作，檢查模型問題，有問題進行自動修復。
a檢查并修復面聯通的問題，本文無問題。
b檢查并在體交叉處剪切，本文無問題。
c裝配，將砂箱和鑄件的進澆處裝配為同一面。
d劃分面網格，對鑄件和砂箱的網格分別進行劃分處理，鑄件網格尺寸設置為8mm，砂箱尺寸設置為2mm，劃分面網格。如圖所示面網格數量為21830。
e檢查面網格問題，進行自動修復。
f生成體網格，數量為204660，最終網格數量為226490，網格數量適中。
Cast模塊（從左至右進行參數設置，重力方向-材料屬性-換熱系數-邊界條件-檢查-計算）
a重力方向為+X方向，因為是重力鑄造，所以澆鑄方向設置為鑄件從上到下的自然重力方向。
b設置材料屬性，鑄件設置為Alloy，材料選擇鋁合金，初始充型為0，初始溫度為720攝氏度，砂箱的材料為Green Sand，初始充型為100，初始溫度為25攝氏度，應為都不需要進行應力計算，所以設置為剛體減小運算量。
C設置換熱系數，由于鑄件和砂箱的材料不一致，設置換熱類型為COINC，換熱系數500.
d定義進澆口和砂箱與外界的換熱，充型時間設置為10s，充型溫度為720攝氏度，砂箱與外界和換熱設置為空冷，即自然冷卻。
e數據檢查，黃色感嘆號可忽略，紅色叉號不可忽略。
f提交計算，保存目錄不可有中文路徑，求解器根據電腦自行配置。
Viwer模塊
下圖所示的為溫度場模擬結果。
展開 鋁合金重力鑄造其中最重要的缺陷就是卷氣夾渣。而如何在設計階段去識別此次工藝設計是否存在皮下氣孔的缺陷，是我們工程技術人員所要做的工作。今天我們就用實例來分析鋁合金端蓋的皮下氣孔產生的情況，與之對應的流速關系。為我們后期設計提供良好的實踐中來的數據。
首先圖片中顯示的是鑄件工藝布置，澆口從高處落下向鑄件填充鋁液。我們一般認為，采用頂注式的鑄件，鑄件高度不應該大于150mm。而我們的鑄件加上流道高度達240mm。從理論上已然違反了鑄造工藝原則。接下去我們看看實際生產的產品：
從鑄件圖片上看，結合生產實際。鑄件在鑄造完畢后鑄件表面看不出有問題，但在拋丸之后，鑄件表面出現皮下氣孔。該皮下氣孔在機加工面時，加工面依舊存在孔洞，表明該皮下氣孔分布的區域是在鑄件表面0-3mm范圍之外，有可能在4mm的地方。下面看看模流分析的流場分布：
經過ProCAST模擬分析，圖示部分為流速大于0.5m/s的區域，小于0.5m/s已經被我隱藏掉，方便觀察鑄件最大流速區域。根據實際照片和流速過大的集中部位，我們可以得出的經驗是：澆注的瞬間流速大于0.5m/s的區域過多時，鑄件極容易產生卷氣缺陷，從而造成皮下氣孔缺陷。也就是我們可以反過來得出經驗：以后我們設計的產品，只要流速過大的區域太多，就可能有皮下氣孔的風險。
從ProCAST的氣孔分析模型中，我們也能精確找到皮下氣孔的發生部位。
來源：ProCAST鑄造模擬
展開 
重力鑄造的最新內容
Cast模塊（從左至右進行參數設置，重力方向-材料屬性-換熱系數-邊界條件-檢查-計算）
a重力方向為+X方向，因為是重力鑄造，所以澆鑄方向設置為鑄件從上到下的自然重力方向。
</p><p><br></p><p>引導式工藝模板針對金屬模重力鑄造、砂模重力鑄造、熔模鑄造、高壓鑄造、低壓鑄造和傾斜澆注工藝仿真提供了 5 個簡單步驟。Inspire Cast 的創新體驗讓用戶在經過數小時的培訓后即可提升產品質量并設計出更好的產品。
冷卻和冒口系統設計中的應用
由Flow Science China提供并討論了使用此功能對半汽輪機汽缸，如圖3，進行重力鑄造的冷卻和冒口系統設計。零件的外部尺寸為2.83×2.34×1.10米，總體積約為0.95立方米，如下所示。鑄造材料為碳鋼，澆注溫度為1530°C。
圖3 鑄件
首先，對沒有冷卻和冒口的鑄件進行凝固模擬。
汽缸蓋常見的鑄造缺陷
二、傾轉鑄造（Tilt casting）工藝說明
傾轉鑄造是重力鑄造的一種，澆注系統以澆盆連接到模具，并且兩者都緩慢旋轉，使得金屬以很小的湍流進入型腔。目標是通過限制湍流來減少孔隙度和夾雜物。
為了滿足更高的強度和伸長率要求，需要進行T6熱處理，并使用具有較高延展性的合金，例如EN AC-AlSi8Cu3，然后采用CPS鑄造或重力鑄造，且該方案也更具成本效益，具體如圖6。
本文應用 FLOW-3D CAST，討論在重力鑄造過程中，進料區域的卷氣形成原因。
模具本體說明
澆注系統
澆口設計
澆口由流道底部與鑄件相連，每個澆口的中間位置設計氣泡聚集區。
鑄造工藝CAE仿真分析，工藝類型：壓鑄、砂型鑄造、低壓鑄造、重力金屬型鑄造、熔模鑄造等；免費模流分析，出具分析報告(電子版)。
分析需要提供的資料:材料牌號、鑄造工藝、模具材料、數模文件(要求格式*. stl 文件包括：體腔、澆口杯、模具、澆道系統、文件獨立保存）
微信：yupeng785218（注明：模流分析）
鑄造工藝CAE仿真分析，工藝類型：壓鑄、砂型鑄造、低壓鑄造、重力金屬型鑄造、熔模鑄造等；免費模流分析，出具分析報告(電子版)。
分析需要提供的資料:材料牌號、鑄造工藝、模具材料、數模文件(要求格式*. stl 文件包括：體腔、澆口杯、模具、澆道系統、文件獨立保存）
微信：yupeng785218（注明：模流分析）
鑄造工藝CAE仿真分析，工藝類型：壓鑄、砂型鑄造、低壓鑄造、重力金屬型鑄造、熔模鑄造等；免費模流分析，出具分析報告(電子版)。
壓鑄技術現發展已經比較成熟,鑄 造的種類有很多種,比如壓力鑄造、真空鑄造、消失模鑄 造、反重力鑄造、擠壓鑄造、離心鑄造等多種加工方式,根 據零件的不同特征可以選用不同的加工工藝生產。 隨著 壓鑄機械和壓鑄材料在近幾年取得的重大發展,壓鑄這一 制造工藝的優點收到人們的青睞。 在2008年就已經有企 業開始采用鑄造的加工工藝,但是由于當時材料和設備的 限制,鑄造一直沒有得到發展。
