铸造是一种涉及很多关键变量的复杂生产过程。必须同时考虑多个方面,以便最终你能交付高附加值的产品。从设计到生产,工艺步骤和参数需要被系统性优化和验证,以最大限度降低生产风险。
要采用经济性生产工艺生产质量一致的金属型或轻金属砂型铸件,铸造工程师必须利用其专业知识优化铸造工艺:必须避免微孔和缩松空腔,必须可靠预测局部显微结构的形成和量化确定铸态和热处理后铸件的机械性能。铸造工艺模拟就是对这些挑战的回答和实现轻金属全部潜力的秘诀。
MAGMA 5中的工艺流程图:有色金属铸件的范例
在有色金属铸造中,根据一般理解,优化涉及到:
- 逼真和详细描绘所有工艺步骤
- 更快和更健全的内浇口、横浇道尺寸、以及出气孔、冒口和、冷铁和其他补缩补贴布置方案
- 优化充型过程以提供受控流动
- 通过避免由于未浇满、卷入熔渣和废料、气孔和缩松产生的铸造缺陷而降低质量相关费用
- 通过评估冶炼处理和熔化成分对铸件质量的影响而降低生产风险
- 通过优化冷却回路来减少周期时间
- 通过评估涉及模具寿命的模具设计来降低模具成本
- 通过修改浇口、冒口和工艺布置促使启动成本最小化
- 通过调整冷却条件、淬火、浇口和冒口切割和热处理防止成本增加
结构和性能的预测
MAGMA5, MAGMAlpdc, MAGMApermanent mold和其他具体任务模块提供采用合理和可靠方式模拟有色金属铸造过程的广泛可能性。其中包括如下:
- 在模拟中综合性工艺描绘低压铸造、金属型铸造、离心铸造和翻转型工艺
- 通过浇包和自动化浇注炉充型和浇注
- 考虑低压铸造中的充型和凝固过程中的压力条件
- 考虑金属液表面张力和流动性以及排气
- 计算通过泥芯的空气流动以及考虑砂型和金属型中的排气
- 评估多孔性、氧化物和夹渣
- 在模拟中采用加热和冷却系统的时间或温度控制规定、铸型敞口和淬火进行原地工艺控制
- 考虑实际熔化成分、熔炼处理、晶粒细化和含氢量及其它们对铸件质量的影响
- 预测局部显微结构和机械性能
- 裂纹预测、在凝固、落砂时、清除浇冒口后以及在后续冷却和机加工过程中铸件的应力和变形
- 预测在淬火和热处理期间铸件变形和应力
- 考虑铸型应力(包括铸型寿命评估)
铸铝件机械性能的定量预测