【正文】 電訊、制造及組裝行業(yè)公認的領導者。此鋼在高溫下仍能保持較好的強度。該鋼拋棄了高碳馬氏體與形成碳化物的強化手段，而以具有較高韌性的的低碳馬氏體的形成和以鎳、鉬等合金元素作補充強化手段，通過適當?shù)責崽幚硎怪哂械吞及鍡l狀馬氏體與逆轉(zhuǎn)變奧氏體的復相組織，從而既保留了高的強度水平又提高了鋼的韌性和可焊性。這樣可以大大提高鑄件出品率，提高了鑄件的質(zhì)量。 鎳 是 不銹 鋼 中的主要合金元素，其主要作用是穩(wěn)定奧氏體，使 鋼 獲得完全奧氏體組織，從而使鋼具有良好的強度和塑性，韌性的配合，并具有優(yōu)良的冷，熱加工性和冷形成性以及焊接，低溫與無 磁 等性能 ，同時提高 不銹鋼 的 熱力 學穩(wěn)定性，使之不僅比相同 鉻 ， 鉬 含量的 鐵 素體，馬氏體等類不銹鋼有更好的不銹性和耐 氧化 性介質(zhì)的性能，而且于 表 面膜 穩(wěn)定性的提高，從而使鋼還具有更加優(yōu)異的耐一些還 原性介質(zhì)的性能。制圖模塊使設計人員能方便地獲得與三維實體模型完全相關的二維工程圖，當 3D 模型改變時，二維工程圖也會同步更新。另外，你還可以通過 AnyPRE 提供的 CAD 功能來查看、移動 /旋轉(zhuǎn)實體坐標系統(tǒng)。其鑄造工藝設計的好壞，對鑄件品質(zhì)、生產(chǎn)效率和成本起著重要作用。 （ 4）分型面的設計要便于下芯、合箱和檢查型腔尺寸。為了合箱方便，避免上、下芯頭和鑄型相碰，對垂直芯頭，上、下芯頭都要設有斜度。 第二章 上冠鑄件的鑄造工藝設計 － 10－ 表 22 ZG06Cr13Ni4Mo 體收縮率的計算 成分 影響系數(shù) 體收縮率（﹪） 元素 質(zhì)量分數(shù)（﹪） C Mn Si Cr Ni W 13 4 ＋ ＋ ＋ ＋ － － ＋ ＋ ＋ ＋ － － 合計 ⅰ 澆注溫度為 1580℃ 。 此上冠鑄件澆注系統(tǒng)中，鑄件重量 ，澆注重量 。 Mr 的 確 定 ， 總 的 原 則 應使 Mr ＜ M0 ， 一 般 取 M0= ，則Mr=Mc2/=。出氣孔具有下述作用： （ 1）排出砂型中型腔、砂芯以及由金屬液析出的各種氣體； （ 2）減小充型時型腔內(nèi)氣體壓力，改善金屬液充型能力； 第二章 上冠鑄件的鑄造工藝設計 － 15－ （ 3）便于觀察金屬充填型腔的狀態(tài)及充滿程度； （ 4）排出先行充填型腔的低溫金屬液和浮渣。砂箱的三維 UG造型圖如圖 31所示。模底板常用的材料有鋁合金（ ZL10 ZL10 ZL10 ZL104 等）；鑄鐵（ ）及球墨鑄鐵等；鑄鋼、塑料和木材 [6 ]。 模樣在模底板上采用螺栓緊固。吹氧結束時，加入金屬爐內(nèi)的金屬鉻應烘烤 至熾熱狀態(tài)。 在不影響充型、保證上冠充型完整的前提下，澆注溫度要盡量低。初始澆注溫度為1580℃ ，充型剛結束時的最低溫度約為 1476℃ 。該工藝同時在節(jié)約原材料和能源等方面具有明顯的技術經(jīng)濟效益。在此，我向他表示最真摯的感謝。 第五章 鑄件工藝數(shù)值模擬結果及分析 － 29－ (a) (b) (c) (d) (e) (f) 圖 52 凝固順序及溫度場分布 (a)凝固 5% ； (b)凝固 15%； (c)凝固 30%； (d)凝固 50%； (e)凝固 85%； (f)凝固 100% 由圖可以看出，開始凝固時凝固速度較快，隨后凝固速度減小，到最后凝固速度越來越小，最后完全凝固并且無 缺陷出現(xiàn)，證明此工藝合理。 第五章 鑄件工藝數(shù)值模擬結果及分析 － 27－ (a) (b) (c) (d) (e) (f) 圖 51 充型順序及溫度場分布 (a)充型 10 %； (b)充型 25%； (c)充型 45%； (d)充型 70%； (e)充型 85%； (f)充型 100% 該鑄件形成過程的流動現(xiàn)象可歸納為以下幾種 [6]： （ 1）澆注時液態(tài)金屬在充填鑄型過程中的流動； （ 2）型腔內(nèi)液態(tài)金屬由于溫度差引起密度差而產(chǎn)生的自然對流； （ 3）由于凝固收縮、液態(tài)收縮及重力等引起液體在枝晶間及其分枝的流動。這類鋼的最終熱處理一般是淬火加回火，使鋼具有較高的強度和硬度，同時又有一定的韌性。 在本次設計中熔煉采用堿性電弧爐返回法冶煉。 圖 39 定位銷結構 圖 310 導向銷結構 （ 4） 確定模底板的翻轉(zhuǎn)及搬運結構：模底板翻轉(zhuǎn)軸的材料為 45鋼，采用整鑄的方式與模底板連接 在一起，其詳細結構及尺寸如圖 3圖 311所示。 圖 34 砂箱壁排氣孔的布置 (5) 確定砂箱的翻箱及搬運結構：砂箱翻轉(zhuǎn)軸的材料為 45鋼，采用整鑄的方式與砂箱連接在一起，其詳細結構及尺寸如圖 31 和圖 35 所示?？紤]到該鑄件較高的尺寸精度和表面質(zhì)量，木模選用一級模。 我們采用的是保溫冒口，保溫套厚度在 40mm左右，其補縮率在 25%~45%。這些外冷鐵不僅可以防止鑄件產(chǎn)生縮孔和縮松，裂紋和變形，而且可以細化組織，提高鑄件表面硬度和耐磨性。 第二章 上冠鑄件的鑄造工藝設計 － 11－ 圖 24 澆注系統(tǒng)位置 圖 25 澆注系統(tǒng)三維圖 綜之，澆注系統(tǒng)設計為開放式頂注澆注系統(tǒng)，使用這種澆注系統(tǒng)金屬液進入型腔時流速小，充型平穩(wěn)，為了更好的撇渣， 在澆口杯處安放陶瓷制成的厚為 20mm的過濾網(wǎng)片，網(wǎng)孔 直徑為 6mm，提高了金屬液的質(zhì)量。 上冠鑄件表面需要進行加工，因此要預留加工余量。 方案三 : 優(yōu)點： 減小了砂箱尺寸； 有利于下芯。我們在選擇分型面時遵循的原則如下所述： （ 1）應使鑄件全部或大部分置于同一半型內(nèi)。 anyPOST 作為 AnyCasting 的后處理器，可以通過讀取 anySOLVER 中生成的網(wǎng)格數(shù)據(jù)和結果文件在屏幕上輸出圖形結果。 Anycasting軟件 AnyCasting 是韓國 AnyCasting 公司自主研發(fā)的新一代基于 Windows操作平臺的高級鑄造模擬軟件系統(tǒng)。 80 年代后期引進我國以來，已廣泛應用于航空航天、汽車、通用機械、模具等領域。與此同時，低碳合金不銹鋼的熔煉及處理技術也飛速地發(fā)展，一方面這些先進的合金液處理技術提高了合金性能及鑄件的整體性能；另一方面，更有利于生產(chǎn)和環(huán)境的保護。 SHANDONGＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ 畢業(yè)設計說明書 鑄鋼上冠鑄件工藝設計與數(shù)值模擬仿真 學 院： 機械工程學院 專 業(yè)： 材料成型及控制工程 中文摘要 I — — 摘 要 鑄造低碳馬氏體不銹鋼是 20 世紀 60 年代發(fā)展起來的鋼種。其中研究和應用較多的是鉻鎳系合金和鉻鉬系合金。目前擁有 46000 家客戶，全球裝機量近 400 萬臺套。具體來說，該軟件具有以下特點： （ l）具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，真正實現(xiàn)了 CAID、 CAD、 CAE 和 CAM 等模塊之間無數(shù)據(jù)交換的自由切換，并且可實施并行工程； （ 2）采用復合建模技術，將實體建模、曲面建模、線框建模、顯示幾何建模與參數(shù)化建模等建模技術融于一體； 第一章 引言 － 4－ （ 3）采用基于特征的建模和編輯方法作為實體造型的基礎，形象直觀，類似于工程師傳統(tǒng)的設計方法，并能采 用參數(shù)驅(qū)動； （ 4）曲面設計采用非均勻有理 B 樣條作為基礎，可用多種方法生成復雜曲面，特別適合于汽車外形和汽輪機葉片等復雜曲面的造型； （ 5）二維圖功能強大，可方便地從三維實體模型直接生成二維工程圖，可以按照 ISO 標準和國標生成各種剖視圖、標注尺寸、形位公差和漢字說明等； （ 6）以 Parasolid 為實體建模核心，目前許多著名 CAD/CAE/CAM 軟件均以此作為實體造型的基礎； （ 7）提供了界面良好的應用開發(fā)工具，并能通過高級語言接口，使 UG 的圖形功能與高級語言的計算功能緊密結合，便于用戶開發(fā)專用 CAD 系統(tǒng)； （ 8）具有良好的用戶界面，絕大多數(shù)功能都可通過圖標實現(xiàn)；進行對象操作時，具有自動推理功能；在每個操作步驟中，都有相應的提示信息，便于用戶做出正確的選擇。只有在兩個分析都準確的前提下才能正確預測可能造成缺陷的區(qū)域。分型面的優(yōu)劣，在很大程度上影響鑄件的尺寸精度、成本和生產(chǎn)率。 缺點：不利于順序凝固和補縮。 (2) 機械加工余量的確定。由于鑄件屬厚、薄相差懸殊的大型回轉(zhuǎn)體結構，為保證鑄件的充型能力，澆注系統(tǒng)設置為一個的截面為圓柱形的直澆道 ,然后對應一個截面為圓柱形的橫澆道，適當增加平均靜壓頭高度，澆注系統(tǒng)設置位置如圖 24所示，澆注系統(tǒng) UG三維造型圖如圖 25所示。在鑄件最大外輪廓處設計有 8塊外冷鐵。具體驗算公式如下： G 件 max=G 冒 ???? 式中， G 件 max—— 冒口可以補縮最大鑄件的重量， kg； η—— 冒口的補縮率， %； ε—— 鋼液的凝固收縮率， %。但紅松質(zhì)地松軟，耐磨性差，為了提高 木模的使用壽命、保證鑄件的表面質(zhì)量，需在木模外表面涂一層油漆。砂箱壁排氣孔的尺寸及分布如圖 3圖 34所示。其模底板中心距為 2100mm。 鑄件配料的方法很多，主要有計算配料法、查表配料法、圖解配料法、計算尺配料法和計算機配料法等。隨著鋼中含碳量的增加，它的強度、硬度、耐磨性、切削加工性能顯著提高，而耐蝕性下降。 鑄件充型過程與液態(tài)金屬的流動、傳熱及傳質(zhì)過程密切相關，是一個伴隨著熱量散失以及凝固的 非恒溫流動過程，可用質(zhì)量守恒和動量守恒方程描述，而充型過程中金屬液與鑄型之間的熱交換可用熱量平衡方程來描述，在這個過程中最基本又最重要的物理現(xiàn)象是傳熱和流動 [9]。鑄件的凝固順序表現(xiàn)為縱向下部先凝固、上部后凝固，橫向邊緣先凝固中心后凝固，即鑄件薄壁處先凝固，壁厚較大處后凝固，薄壁處凝固速度快，厚壁處凝固速度慢，鑄件厚度最大處最后凝固，如圖 52 所示。 參考文獻 － 31－ 參考文獻 [1] 高尚書 . 計算機技術及在鑄造行業(yè)中的應用 .鑄造， 1995,(6):31～ 38 [2] 姜彬 . 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