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1.東北大學材料科學與工程學院；2.華晨寶馬汽車有限公司摘要使用FLOW-3D軟件對3種不同結構的鑄件進行低壓鑄造充型過程模擬，分析了增壓速度和鑄件結構對充型過程中卷氣量的影響。由模擬結果分別選擇卷氣最嚴重和充型最平穩的兩種結構來進行生產試做，并對其進行了拉伸試驗研究，分析了卷氣含量對力學性能的影響。

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。

4 結論（1）在后汽缸下半鑄件鑄造工藝設計過程中，采用ProCAST 鑄造模擬軟件計算鑄件模數，計算結果準確并簡化了冒口計算過程。（2）對充型過程進行流場模擬，做到了平穩充型。（3）對凝固過程進行了詳細的模擬優化，做到了鑄件整體順序凝固，消除了縮松縮孔缺陷。 （4）采取合理的尺寸控制措施，保證了鑄件尺寸符合要求。

1.2 充型流動過程模擬分析 下環鑄造工藝參數如表2所示，模擬時采用相同的參數進行計算。 模擬時，需要對鑄件進行劃分，為了保證模擬精度與充型流動的準確性，網格尺寸至少需要小于最薄壁厚的二分之一，此處取 12 mm 圖2是下環鑄鋼件的充型流動圖，整體過程呈現一種由下而上的充型模式，并且充型過程比較平穩。

能夠通過兩種方式對連鑄工藝進行模擬：1、穩態模擬，固定模型，固態金屬以鑄造速度穿過模型區域；2、非穩態模擬，瞬態模擬，模型隨鑄造過程延伸，該區域延伸采用MiLE算法-Mixed lagrangian –Eulerian。 消失模鑄造消失模鑄造模擬需要考慮泡沫燃燒區域和產生的壓力對充型過程的影響，以及燃燒后產生的氣體與砂的滲透作用。

離心鑄造工藝過程： 金屬過濾：有些合金液中有較多難于除去的渣滓，可在澆注系統中放各種過濾網清除渣子，如泡沫陶瓷過濾網、玻璃絲過濾網等。 澆注溫度：離心鑄件大多為管狀、套狀、環狀件，金屬液充型時遇到的阻力較小，又有離心壓力或離心力加強金屬液的充型能力，故離心鑄造時的澆注溫度可較重力澆注時低5~10°C。

工藝流程： 技術特點： 1、澆注時的壓力和速度可以調節，故可適用于各種不同鑄型（如金屬型、砂型等），鑄造各種合金及各種大小的鑄件； 2、采用底注式充型，金屬液充型平穩，無飛濺現象，可避免卷入氣體及對型壁和型芯的沖刷，提高了鑄件的合格率； 3、鑄件在壓力下結晶，鑄件組織致密、輪廓清晰、表面光潔，力學性能較高，對于大薄壁件的鑄造尤為有利

作者：Carl Reilly Supervisor: Dr. Mark Jolly Co Supervisor: Prof Nick Green The University of Birmingham 使用軟件： FLOW-3D CAST研究采用的澆注系統模型從以往的研究中，已經得知在澆注系統控制良好下，鑄件的質量可以進行控制

圖3 原始澆注系統縮松、縮孔預測圖2 澆注系統優化設計根據圖3所示，縮松、縮孔缺陷大多分布在鑄件中后段，中段缺陷產生的主要原因是金屬液從鑄件左右兩端充入，使得內澆道離鑄件中段距離過遠，進而補縮通路過長。所以應在鑄件中段添加如圖4所示鑄件中部的兩個內澆道。后端產生的缺陷是因為鑄件后端高度過高，這也使得充型和補縮困難。因此，設計了縫隙式澆注通道如圖4所示。

2.2參數設置使用模流分析軟件對帶澆冒口的工藝方案進行模擬分析，結合我司重力鑄造平臺的實際情況，主要的工藝參數，設置如下；2.3傾轉充型過程模擬分析鑄件的充型過程與澆注系統有很大的關系，合理的澆注系統設計能夠使鋁液流動平穩，避免鋁液在填充過程中卷氣。使用工具軟件模擬澆注過程中的鋁液流動。

（3）澆注時金屬液不得斷流，充型速度不宜太高，鑄件澆注位置和澆注系統的設置應保證金屬液平穩地充滿型腔，并利于開腔內氣體能順利排出。（4）鑄造時，應保證鑄型和型芯排氣暢通，砂芯內要開排氣通道，合型時要填補芯頭間隙，以免鉆入金屬液堵塞排氣通道。（5）增加直澆道高度，以提高充型金屬液靜壓力。

充型時間為13 s,根據鑄造仿真結果修正確定澆注系統的截面積與結構,澆注系統參數如表3所示,結構如圖4所示。3 澆注系統參數圖4 澆注系統示意圖 為保證砂芯排氣通道,水套和油氣室部位由于產品結構特殊,產品要求該部位具有高的密封性。

一、何謂PVT在高壓鑄造模擬中，常觀測的物理結果有：P = Pressure，了解熔體在充型過程中的壓力變化，如有壓力不平均的現象就須進行改善；V = Velocity，了解充型過程中熔體進入內澆口及渣包的速度，用來協助設計者優化流道設計；T = Temperature，了解熔體在充型過程中的溫度變化，協助判斷是否會有充填不足或冷隔的發生。

應用Magma、華鑄軟件對新產品的鑄件充型、凝固的溫度場和流動場模擬分析處理，預測和分析鑄件的缺陷。 9. 鑄造檢測技術 無損檢測技術的應用越來越廣，對重要件時常采用熒光磁粉檢測表面裂紋；采用超聲波或音頻檢測球鐵的球化率；渦流檢測鑄件的基體組織（珠光體含量）。為滿足重要件檢測的要求，有的將上述三項檢測儀器組合成一條自動檢測線。 10.

1、啟動FLUENT并導入網格 （1）在Windows系統下執行“開始”→“所有程序”→ANSYS 2021 R1→Fluid Dynamics→Fluent 2021 R1命令，啟動Fluent 2021 R1。 （2）單擊主菜單中File→Read→Mesh命令，導入.msh網格文件。

在傳統的鑄造分析軟件中，計算凝固充型應力；但上升到整體性能上，關心的是機械強度；反過來當我們在微觀尺度時，我們不可能再使用差分元，有限元，體積元。

本文研究了一款大眾系乘用車電機外殼鑄件的鑄造工藝，鑄件見圖1。圖1該鑄件結構復雜，帶水冷通道和集成結構，擬以金屬型鑄造方案生產。在經過經驗化鑄造工藝方案開發后，由MAGMASOFT?模擬了充型和凝固過程，縮孔結果如下（圖2）：圖2該結果似乎比較理想，因為MAGMASOFT?顯示的縮孔缺陷偏小。

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）

Cast-Designer 大型壓鑄件計算時間測試一體化車身（充型凝固、應力變形）電池包下殼體前支架大型5G通訊件殼體 近幾年，鋪墊蓋地的大型化，一體化，薄壁化壓鑄件的面市。各大壓鑄機供應商都在不斷突破，6000噸、9000噸、萬噸+。而對于模擬軟件，被問得最多的問題之一就是計算時間。