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砂型铸造

砂型铸造

日期: 2022-10-09 浏览次数: 170

砂型铸造是指在砂型中生产铸件的铸造方法。钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。

 

AnyCasting砂型铸造模块可以模拟充型流动和凝固过程,预测铸件欠铸、气孔、缩孔缩松、含气量、冷隔、氧化夹渣、冲砂、偏析、变形、热裂等缺陷,并预测微观金相、铸铁中的石墨、渗碳体、铁素体、珠光体等百分含量及铸件机械属性。

 

通过AnyCasting砂型铸造仿真分析,可以优化浇冒系统设计、改善生产工艺参数、降低研发和生产成本、提高铸件产品质量。


AnyCasting软件铸铁仿真精度:对标数据


铸铁是一种重要的工程材料。铸铁的结晶过程比较复杂,自1899年第一张铁碳相图问世以来,至今人们仍未全方位掌握其凝固过程的精准模型。铸铁件的铸造模拟仿真技术,无论在凝固收缩缺陷预测,还是微观金相组织和机械属性预测方面,都有着相当大的难度,有“皇冠上的明珠”之称。


AnyCasting软件在提高铸铁模拟精度方面,始终保持强大的研发力度。上个月在AnyCasting举办的技术发布会中,AnyCasting研发部介绍了最新铸铁求解器优化的技术,以及相关实验数据和仿真数据比对结果。


研究表明,必须控制石墨化程度来控制铸铁的组织和性能。影响铸铁组织和性能的主要因素与影响铸铁石墨化的因素是一致的,即为化学成分和冷却速度。

内因 — 化学成分

铸铁中常见的C,Si、Mn、P、S中,C,Si是强烈促进石墨化的元素,S是强烈阻碍石墨化的元素。实际上各元素对铸铁的石墨化能力的影响极为复杂。其影响与各元素本身的含量以及是否与其它元素发生作用有关 ,如Ti、Zr、B、Ce、Mg等都阻碍石墨化,但若其含量极低(如B、Ce<0.01%,Ti<0.08%)时,它们又表现出有促进石墨化的作用。


AnyCasting以FCD500 (相当QT500)为合金成分基础,进行实验与v6.9求解器分析对标。

砂型铸造

实验基本模型如下:

砂型铸造

对标结果显示,AnyCasting v6.9能够对铸铁不同合金成分对石墨化的影响作出反应,在金相组织含量和机械性能预测方面对标的平均误差为11.2%(精确度为88.7%)。部分数据如下:

砂型铸造

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砂型铸造


外因 — 冷却速度

一般来说,铸件冷却速度趋缓慢,就越有利于按照Fe-G稳定系状态图进行结晶与转变,充分进行石墨化;反之则有利于按照Fe-Fe3C亚稳定系状态图进行结晶与转变,最终获得白口铁。尤其是在共析阶段的石墨化,由于温度较低,冷却速度增大,原子扩散困难,所以通常情况下,共析阶段的石墨化难以充分进行。


AnyCasting以一系列铸铁件进行实验与v6.9求解器分析对标。对标结果显示,AnyCasting v6.9充分考虑铸件壁厚、浇注温度、工艺条件等导致的冷却速率的变化。从披露的系列案例中可以看到,金相组织含量和机械性能预测方面对标的平均误差为9.6%(精度为90.3%)

其中的一个铸铁支架数据如下:

砂型铸造


砂型铸造


小结

1.AnyCasting优化了铸铁的金相组织含量、机械性能计算中使用的公式参数,并通过生产实验进行了验证。

2. AnyCasting充分考虑添加合金元素和传热分析对石墨化时间和温度的影响,提高了金相组织含量预测准确度,

3.考虑到铸铁的合金成分,用公式分析结算金相组织含量和机械性能的结果通过实验进行验证的结果显示,准确度平均值:基础实验提高到了88.8%,案例验证结果提高到了90.3%。



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