1 重力铸造工艺方案及应用
◆可进行几乎所有的重力铸造工艺过程的模拟，包括：砂型铸造、金属型铸造、真空浇注、熔模铸造、球铁及灰铁铸造、壳型铸造、倾转铸造、双金属铸造。
◆可自动产生砂型模型，自动检查铸造系统各组件间的装配间隙并进行填充修补。
◆可实现浇冒系统自动设计计算，可设计计算冒口、冒口颈、浇道、套筒、过滤器、补缩距离等结构尺寸，优化设计方案。
图1 浇冒系统设计计算
◆具有与材料性能计算软件Jmatpro的接口，可实现Jmatpro计算的材料热物性参数直接导入NOVACAST用于铸造计算。
◆先进的CVM网格处理方法，简单快速地处理铸件模型，特别是复杂及薄壁铸件。
◆提供专业的重力铸造工艺参数设置界面，根据现场铸造设备情况设置浇包高度、浇注角度、流量、倾转角度、温度、压力高度、多浇包、多浇口、多材料等参数。
图2 重力铸造工艺参数设置
◆提供全面的缺陷分析能力，包括疏松、缩孔、浇不足、冷镉、卷气、气孔、夹杂、冷热裂、粘砂、收缩、残余应力、偏析等。
◆可获得动画、凝固时间、充填时间、温度梯度、G/R、铸件及铸型温度分布、CT扫描、曲线及图表、场变量云图、残余应力等。
◆可计算不同大小和密度的夹杂物及砂粒在充型过程中随金属液的流动现象，跟踪流动轨迹，预测其最终分布位置。
◆考虑球墨铸铁奥氏体的凝固收缩、球墨体积膨胀、石墨颗粒尺寸的变化。
◆大吨位铸件考虑铸造凝固过程的金属液自然对流现象。
重力铸造应用案例
案例一：阀门铸造缩孔缺陷预测
项目描述
√通过模拟铸造工艺过程预测浇注系统设计缺陷。
项目挑战
√铸件重量大，具有较大计算规模。
解决方案
√通过求解热流动、凝固过程分析。
√凝固顺序及孤立液相区预测缩孔存在位置。
重要价值
√通过准确预测铸造缺陷，避免了早期采用试验的方法，降低了成本和测试周期。
图3 阀门铸造缩孔缺陷预测
案例二：铸件铸裂位置预测
项目描述
√铸件结构较为复杂，铸造后出现裂纹。
√通过应力计算及弹塑性模型预测热裂位置。
项目挑战
√应力现象复杂。
√裂纹结果受铸造整个过程结果影响。
解决方案
√通过弹塑性模型及充型凝固结果。
√计算冷却应力情况。
√凝固过程考虑热应力及塑性应力的影响，同时考虑在砂型内部冷却所受砂型硬度的影响。
重要价值
√准确预测了裂纹出现位置，在工艺研发阶段指导工艺修正，降低废品率。
图4 铸件铸裂位置预测
2 压力铸造工艺方案及应用
◆提供压铸工艺参数优化设计功能，可最优化设计压铸工艺及浇铸结构，可计算最大充型时间、浇口尺寸、锁模力等，具备压铸机设备库。
◆提供多种压力铸造工艺边界条件，包括压铸料筒、升液管、活塞、压力、速度、切换时间、速度切换位置、水管、保压条件等。
◆可进行高压铸造、低压铸造、差压铸造等典型的压力铸造工艺分析，具备专业的铸造工艺参数设置面板，真实反映各种压力铸造设备的运动条件。
图5 压力铸造工艺参数设置
◆具有压铸料筒的液体金属流动分析能力，可实现浇注后压射前的静止过程及压射过程的模拟，提高卷气缺陷的预测精度。
图6 考虑料筒的压铸
◆具有全面的缺陷分析能力，包括疏松、缩孔、卷气、气孔、氧化膜、冷热裂、收缩变形、残余应力等。
◆可模拟表面张力及铸型与金属液间的润湿性对充型流动的影响，精确计算自由表面形状及位置。
◆考虑型腔中气体压力及气体通过砂型间隙中的排气。
◆从压铸料筒开始的充型计算可充分考虑料筒内金属的流动稳定性，避免卷气的发生。
◆可优化压缩活塞的运动参数，减少卷气缺陷的产生。
◆丰富的后处理功能，可获得动画、凝固时间、充填时间、温度梯度、G/R、铸件及铸型温度分布、CT扫描、曲线及图表、场变量云图、残余应力等。
◆计算模具温度场，优化冷却系统，并可同时显示金属液流动形态和铸型温度。
◆预测铸件热裂及冷裂的位置。
压力铸造应用案例
图7 波纹排气道网格处理和流动过程
图8 排气效果分析
图9 模具预热循环分析-温度场
图10 铝轮毂低压铸造
3 离心铸造方案及应用
◆能够分析立式离心铸造和卧式离心铸造的铸造工艺过程；
◆能够进行两种金属的离心铸造的浇注凝固分析；
◆可考虑模具厚薄、激水量大小、浇注速度快慢、转速变化、浇注量、来水时间、还原时间、激水时间、模具温度、涂料厚度等工艺条件的影响；
◆获得离心铸造过程任一点的温度场随时间的变化过程；
◆有限体积法准确体现在重力及离心力作用下的流体流动现象，体现整个充型过程；
◆预测铸件缺陷产生的部位和缺陷形式，包括缩孔缩松、充型不足、壁厚不均、形变等；
◆计算模具温度场变化，优化水管分布参数；
图11 卧式离心铸造充型过程
图12 立式离心铸造充型过程
4 其他类型铸造工艺应用
图13 倾转铸造工艺模拟
图14 精密熔模铸造工艺模拟
图15 铸造裂纹
图16 工艺方案优化：成本节省
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本文标题：铸造工艺仿真应用案例
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