Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Optimization of a Gating System by Means of Simulation Software to Eliminate Cold Shut Defects in Casting

Šabík Vladimír, Futáš Peter, Pribulová Alena, Delimanová Petra

Journal of Casting & Materials Engineering

|

2021

|

Vol. 5, no. 1

1--4

EN

The current trend in foundries is to achieve the production of high quality and competitive cast components. The innovation and optimization of current processes is a necessary element to achieve this goal. With the help of numerical simulations, it is possible to replace financially demanding and time-consuming experiments in real conditions with simulations that can reliably represent foundry process using computer technology. By a detailed analysis of the simulation results, we can predict various risks that could negatively affect the production process. This article monitors the influence of changes in the design of the gating system on the surface quality of a clutch wheel casting made of ductile iron, in the production of which two models of the gating system for casting were constructed in CAD software. Verification of gating systems was performed using the simulation software NovaFlow & Solid. The aim of the design change of the gating system is to reduce the amount of liquid metal used per casting, which can have a significant economic impact on industrial production. For this purpose, several simulations of the gating system of the casting were performed, while 2 which are the most representative for the mentioned problem were selected for the needs of the article. The main task of the simulation was to set the cellular network and conditions as close as possible to the reality of casting and the subsequent design and modification of the gating system.

2

Simulation and Casting Process of Aluminum Alloy Multi-Way Valve Body with Various Gating Systems

Rong L., Lunjun C., Ming S., Qi Z., Yong L., Heng W.

Archives of Foundry Engineering

|

2018

|

Vol. 18, iss. 2

84--94

EN

In order to study the effects of various gating systems on the casting of a complex aluminum alloyed multi-way valve body, both software simulation analysis and optimization were carried out. Following, the aluminum alloyed multi-way valve body was cast to check the pouring of the aluminum alloy valve body. The computer simulation results demonstrated that compared to the single side casting mode, the casting method of both sides of the gating system would reduce the filling of the external gas, while the air contact time would be lower. Adversely, due to the pouring on both sides, the melt cannot reach at the same time, leading to the liquid metal speed into the cavity to differ, which affected the liquid metal filling stability. The riser unreasonable setting led to the solidification time extension, resulting in a high amount of casting defects during solidification. Also, both gating systems led the entire casting inconsequential solidification. To overcome the latter problems, a straight gate was set at the middle pouring and the horizontal gate diversion occurred on both sides of pouring, which could provide better casting results for the aluminum alloyed multi-valve body.

3

Impact of Sprue Base in Gating System on Quality of Filling – the Compromise Between Theory and Practice

Siodmok B., Jezierski J. R., Dorula J., Romelczyk R.

Archives of Foundry Engineering

|

2018

|

Vol. 18, iss. 3

167--172

EN

Foundry technologists use their own style of gating system designing. Most of their patterns are caused by experience. The designs differ from plant to plant and give better or worse results. This shows that the theory of gating systems is not brought into general use sufficiently and therefore not applied in practise very often. Hence, this paper describes the theory and practical development of one part of gating systems - sprue base for automated horizontal moulding lines used for iron castings. Different geometries of sprue bases with gating system and casting were drawn in Solid Edge ST9. The metal flow through the gating systems was then simulated with use of MAGMA Express 5.3.1.0, and the results were achieved. The quality of flow was considered in a few categories: splashes, air entrapment, vortex generation and air contact. The economical aspect (weight of runner) was also taken under consideration. After quantitative evaluation, the best shape was chosen and optimised in other simulations with special attention on its impact on filling velocity and mould erosion. This design (a sprue base with notch placed in drag and cope) is recommended to be used in mass production iron foundries to reduce oxide creation in liquid metal and especially to still metal stream to improve filtration.

4

Gas Emissivity of a Modified Cellulose Mix at the Temperature of 900°C

Zawieja Z., Sawicki J.

Archives of Foundry Engineering

|

2015

|

Vol. 15, iss. 3

91--94

EN

This paper presents the findings of a study of gas emissivity and the volumetric gas flow rate from a patented modified cellulose mix used in production of disposable sand casting moulds. The modified cellulose mix with such additives as expanded perlite, expanded vermiculite and microspheres was used as the study material. The results for gas emissivity and the gas flow rate for the modified cellulose mix were compared with the gas emissivity of the commercial material used in gating systems in disposable sand casting moulds. The results have shown that the modified cellulose mix is characterized by a lower gas emissivity by as much as 50% and lower gas flow rate per unit mass during the process of thermal degradation at the temperature of 900°C, compared to the commercial mix. It was also noted that the amount of microspheres considerably affected the amount of gas produced.

5

Tworzenie trójwymiarowych modeli kokil na podstawie modelu odlewu z wykorzystaniem programu ZW3D (2012)

Niedźwiedzka A., Nadolny Ł. H.

Mechanik

|

2014

|

R. 87, nr 7CD

477—484

PL

W niniejszym artykule przedstawiony został proces wykonywania trójwymiarowego modelu kokili z wykorzystaniem programu ZW3D (2012). Zaprezentowano m.in. definiowanie płaszczyzny podziałowej odlewu w przypadku, gdy nie ma możliwości podziału względem płaszczyzny symetrii, a także procedurę odwzorowywania modelu w formie, jak również inne funkcje przydatne podczas projektowania trójwymiarowych modeli odlewów oraz kokil służące do uwzględnienia naddatku na skurcz oraz określenia masy obiektu.

EN

The process of performing of three-dimensional model using ZW3D (2012) was presented in this article. Presented, among others, setting up a split plane of casting in the case when there is no possibility of division in relation of the symmetry plane, mapping procedure of a model in the form, as well as other features useful by designing three-dimensional models of casting and permanent-moulds, that can be used to take account of overcapacity on the contraction and determining the mass of the object.

6

Gating systems for sizeable castings from Al alloys cast into ceramic moulds

Stachovec I., Horáček M., Zemčík L., Kolda V., Horenský J.

Archives of Foundry Engineering

|

2012

|

Vol. 12, iss. 2

65-68

EN

In contrast to casting to conventional non-reusable 'sand' moulds, for which calculating technique for an optimum design of the gating system is comparatively well-developed, a trial-and-error method is applied mostly for casting to ceramic shell moulds made by the investment casting technology. A technologist selects from gating systems of several types (that are standardized by the foundry mostly) on the basis of experience. However, this approach is not sustainable with ever growing demands on quality of castings and also the economy of their fabrication as well as with new types of complex sizeable castings introduced to the production gradually (by new customers from the aircraft industry above all) any more. The simulation software may be used as a possible tool for making the process of optimising gating systems more effective.

7

Effect of vortex runner gating system on the mechanical strength of Al-12SI alloy castings

Ahmad R., Hashim M. Y.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2011

|

Vol. 56, iss. 4

991-991

EN

Gating system design is an essential element in casting process which affects significantly the molten metal flow behavior, heat transfer and solidification of the melt. Optimum gating design will lead to a good quality of casting product. One of the major components in gating system is runner. This study was conducted to determine the effect of vortex runner diameter gating system on the mechanical strength of Al-12Si alloy casting. Simulation was conducted to study the behavior of the fluid flow and the results obtained showed close agreement with the results obtained from the experiment. Experimental results showed that the casting product with bigger vortex runner diameter gating system led to the improvement of average bending strength.

PL

Układ wlewowy to podstawowy element w procesie odlewania, który znacząco wpływa na płynięcie ciekłego metalu, transport ciepła oraz krzepnięcie metalu. Optymalny układ wlewowy gwarantuje dobra jakość odlanego produktu. Jednym z głównych elementów układu wlewowego jest kanał wlewowy. Celem pracy było zbadanie wpływu średnicy kanału układu wlewowego na wytrzymałosc mechaniczna odlewów ze stopu Al-12Si. Celem zbadania zachowania przecieczy przeprowadzono symulacje i otrzymane wyniki wykazują dobrą zgodność z wynikami otrzymanymi doświadczalnie. Wyniki doswiadczeń pokazały, że zastosowanie większej srednicy kanału układu wlewowego prowadzi do poprawy średniej wytrzymałości odlewów na zginanie.

8

Wpływ konstrukcji układu wlewowego z filtrami na przepływ ciekłego metalu i efektywność filtracji

Hawranek R., Lelito J., Suchy J. S., Rzadkosz S.

Przegląd Odlewnictwa

|

2010

|

Vol. 60,nr 11-12

514-519

PL

Znane są jako stopy podwójne CuBe oraz stopy w których obok berylu mogą występować dodatki Ni, Co, Ti. W zależności od tych dodatków możemy regulować niektóre właściwości jak np. konduktywność czy właściwości mechaniczne, a także wywierają one wpływ na rodzaj stosowanej obróbki cieplnej. W artykule szeroko omówiono brązy berylowe, ich produkcję, a także zastosowanie w praktyce.

EN

They are known as binary alloys CuBe and as alloys in which additions of Ni, Co and Ti can occur next to beryllium. In dependence of these additions we are able to control some features, e.g. conductivity or mechanical properties. They also influence the applied heat treatment. Beryllium bronzes, their production and practical applications are widely discussed in the paper.

9

HOLLOTEX Runner EG & HOLLOTEX C2-FH. Prawdziwa alternatyka dla ceramicznych kształtek

Przegląd Odlewnictwa

|

2010

|

Vol. 60,nr 11-12

540-545

PL

W pierwszej części artykułu przedstawiono korzyści jakie daje stosowanie nowego, lekkiego systemu do budowy ukladow wlewowych HOLLOTEX. Do niewątpliwych zalet tego nowatorskiego produktu należy z pewnością łatwość montażu oraz elastyczność w łączeniu ze sobą poszczególnych elementów. Druga z wymienionych zalet w połączeniu z nieznacznym zanieczyszczeniem masy formierskiej w porównaniu z tradycyjnymi układami ceramicznymi pozwala na uzyskanie znaczących oszczędności poprzez obniżenie kosztów magazynowania oraz redukcje kosztów obsługi systemu regeneracji masy. W drugiej części artykułu omówiono wyniki eksperymentu jaki przeprowadzono z zastosowaniem układu HOLLOTEX oraz zdefiniowano optymalne parametry dla jego aplikacji.

EN

Advantages from an application of the new, light system for building HOLLOTEX gating systems are presented in the first part of the paper. Easiness of assembling and elasticity in joining individual elements belong to undoubted merits of this new product. The second merit together with an insignificant contamination of moulding sands - as compared to traditional ceramic systems - allows to obtain considerable savings by decreasing storage costs and reducing foundry sand reclamation service costs. The results of the experiment performed with the application of the HOLLOTEX system as well as the optimal parameters for its application are given in the second part of the paper.

10

Badania symulacyjne warunków wypełnienia wnęki formy ciekłym metalem w technologii modeli zgazowywanych

Pysz S., Żółkiewicz Z., Żuczek R., Maniowski Z., Sierant Z., Młyński M.

Prace Instytutu Odlewnictwa

|

2010

|

T. 50, z. 3

27-37

PL

W artykule przedstawiono badania symulacyjne przepływu metalu w formie wypełnionej modelem zgazowywanym przeprowadzone z wykorzystaniem dostępnych parametrów termofizycznych. Na końcowe właściwości odlewu wykonanego z wykorzystaniem technologii zgazowywania modelu ma duży wpływ sposób doprowadzenia metalu do wnęki formy, sposób odprowadzenia gazów, jak również właściwości samego modelu styropianowego, czyli jego parametry termofizyczne. Układ wlewowy powinien być tak zaprojektowany, by metal wpływał do wnęki formy, tworząc równą powierzchnię czołową i następowało równomierne zgazowywanie modelu styropianowego. Kształt układu wlewowego, sposób zalewania wpływają na szybkość zapełnienia wnęki formy i kinetykę zgazowywania przez ciekły metal modelu. Stosowanie modeli zgazowywanych do wykonania odlewu wymaga uwzględnienia w procesie zmiennych właściwości fizykochemicznych, w zależności od samego modelu, wpływających na przepływ metalu we wnęce formy oraz proces zgazowywania modelu.

EN

Using available thermo-physical parameters, the paper describes the simulation studies of metal flow in mould filled with an evaporative pattern. The final properties of casting made in a lost-foam process are greatly dependent on the way by which the metal is fed to mould cavity, on the way by which gases are taken off, and also on the properties of the lost foam pattern itself, that is, on its thermophysical parameters. The gating system should be designed in a way such as to let metal flow into mould cavity with an even front surface, enabling a uniform evaporation of pattern made from, e.g., foamed polystyrene. The configuration of a gating system and the technique of metal pouring affect the rate at which the mould cavity is being filled with metal, and hence the kinetics of pattern evaporation under the molten metal effect. When lost foam patterns are used in a casting process, it is necessary to allow for the variable physico-chemical properties, which depend on pattern itself and affect the metal flow behaviour in mould cavity as well as the pattern evaporation process.

11

Influence of gating system design on tensile properties of AlSi7Mg0.3 alloy

Kasala J., Pernis R., Čaplovič L'.

Archives of Foundry Engineering

|

2010

|

Vol. 10, iss. 1 spec.

117--120

EN

Aluminium-silicon castings are typically produced by gravity casting. Bottom gated systems are usually required if surface turbulence is to be eliminated. Latest research has demonstrated, that for every liquid metal there is critical velocity above which the surface will fold over and entrain itself in the bulk of the metal. Therefore the strength properties the aluminium castings are largely determined by microstructural defects, particularly pores and oxide films which are created by surface turbulence. The purpose of this paper is to investigate tensile properties and microstructure of aluminium alloy in a casted state two different designs of gating system. The first is the usual bottom gating system and the second is novel design of gating system named a vortex-gate introduced by Campbell [1]. The results of the mechanical tests revealed that there is a small improvement in ultimate tensile strength for vortex-gate design of pouring system. The oxide film defects were observed in microstructure of a sample taken from poured casting by using the bottom gated system.

12

The simulation of a liquid cast iron flow through the gating system with filter

Hawranek R., Lelito J., Suchy J. S., Żak P.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2009

|

Vol. 54, iss. 2

351-358

EN

The need to improve the castings’ mechanical properties and decreasing their defects is the reason why almost all foundries use ceramic filters. It is generally accepted that filters decrease the number of non-metallic inclusions and in the end improve the quality of the casting. The use of computer foundry process simulation makes casting technology design and the selection of the gating system easier. The main practical problem is the way of placing the filter inside the gating system, especially in the proper distance from the casting. The main goal of this paper is to analyze and explain the foam ceramic filter placement on the efficiency of liquid gray cast iron filtration process. The results obtained from technological tests were compared with those obtained from computer simulation prepared in MagmaSoftŽ . We presented the benefits of using computer foundry process simulation software during gating system design at the stage of predicting and eliminating technological errors. We also assessed the possibility of computer simulation programs to predict the design of proper gating systems with ceramic filters.

PL

Dążenie do poprawy właściwości mechanicznych oraz zmniejszania ilosci braków odlewów spowodowało, że prawie we wszystkich odlewniach w części produkcji stosuje się filtry ceramiczne. Powszechnie uważa się, że filtry zmniejszają ilość wtrąceń niemetalowych w przepływającym metalu i tym samym poprawiają jakość gotowych odlewów. Posługiwanie się komputerowymi programami do symulacji procesów odlewniczych ułatwia projektowanie technologii odlewu oraz dobór optymalnego układu wlewowego. Problemem praktycznym, zależnym od decyzji technologa, pozostaje jednak okreslenie sposobu umiejscowienia filtra w układzie wlewowym, szczególnie odpowiedniej odległości filtra od odlewu. Celem artykułu jest wyjaśnienie wpływu umiejscowienia ceramicznego filtra piankowego na efektywność procesu filtracji odlewów z żeliwa szarego. Wyniki otrzymane z prób technologicznych porównano z wynikami symulacji komputerowej MagmaSoft Ž . Przedstawiono korzyści uzywania programu na etapie projektowania układów wlewowych do przewidywania i eliminacji błędów technologicznych. Oceniono możliwości programu do przewidywania poprawnego projektowania układów wlewowych z filtrami ceramicznymi.

13

Wpływ metod usuwania układów wlewowych i zasilających stosowanych w Zakładzie Metalurgicznym ALSTOM Power na środowisko naturalne

Kowalski K., Holtzer M., Bobrowski A.

Przegląd Odlewnictwa

|

2007

|

Vol. 57, nr 3

134-138

PL

Operacje usuwania układów wlewowych i zasilających mogą w istotny sposób wypływać negatywnie na warunki pracy oraz środowisko naturalne. W zakresie środowiska naturalnego zagrożenie to obejmuje: emisję gazów, pyłów i hałasu, emisję odpadów oraz zużycie energii. Badania przeprowadzono dla odlewów staliwnych oraz odlewów z brązów aluminiowych. W celu ograniczenia emisji do środowiska stosowane są okapy i odciągi stanowiskowe, a w szczególności obudowuje się stanowiska, na których prowadzone są operacje usuwania nadlewów i układów wlewowych. Wychwycone gazy odlotowe poddawane są oczyszczaniu. Możliwości w tym zakresie są ograniczone gabarytami produkowanych odlwewów. Ważnym czynnikiem mającym wpływ na ilość powstających pyłów i gazów ma stopień zanieczyszczenia powierzchni odlewó. Ponieważ pyły z odpylania powyższych operacji zawierają szereg cennych pierwiastków, można podejmować próby ich odzysku i zawracanie do procesu technologicznego.

EN

The operations of removing the gating and feeding systems can essentially and negatively influence the work conditions and the environment. In the scope of environment the hazard includes: gas, dust and noise emission, waste emission and energy consumption. The research was carried out for the castings made in steel and aluminium bronze. For limiting the emission into the environment the eaves and hoods are used; especially, the stations where the operations of removing risers and gating systems are carried out are encased. The emitted gases are purified. The possibilities in this scope are limited through the overall dimensions of the castings being produced. An important factor influencing the amount of generated dusts and gases is the amount if impurities on castings surface. These susts contain many valuable elements and therefore attempts can be made at recycling them in the technological precess.

14

Wpływ umiejscowienia filtra w układzie na efektywność filtracji ciekłego żeliwa

Hawranek R., Stasica T.

Odlewnictwo - Nauka i Praktyka

|

2006

|

R. 8, nr 1

15-20

PL

Stosowanie filtrów ceramicznych w odlewach z żeliwa szarego i sferoidalnego jest obecnie powszechnie stosowane prawie we wszystkich odlewniach, przynajmniej w odniesieniu do części produkowanego asortymentu. Zasady konstruowania układów wlewowych z filtrami, rozpowszechniane przez samych producentów filtrów, są ogólnie znane i stosowane. Problemem praktycznym jest określenie, jaki wpływ wywiera umiejscowienie filtra w układzie wlewowym na właściwości odlewów, szczególnie odległość umiejscowienia filtra od wnęki formy. Celem artykułu jest wyjaśnienie wpływu umiejscowienia filtra na efektywność procesu filtracji żeliwa szarego oraz żeliwa sferoidalnego.

EN

The use of ceramic filters on various castings in grey and nodular cast irons is at present common in foundries. The use of gating systems with filters is well known and techniques are tried and tested for most types of castings. The main technical issue is to ensure that the placement of the filter is correct, in relation to its distance from gating system to the mould cavity. The goal of this article is an explanation of the influence of filter placement on efficiency of filtration process of grey and nodular cast irons.

15

Gating system for in-mold technology

Pokusová M., Murgaš M.

Archiwum Odlewnictwa

|

2006

|

R. 6, nr 18/2

21--26

EN

The reaction chamber’s shape is designed so to provide the homogeneous supply of the active elements from the master alloy at the different position of the casting towards the parting plane depending on the master alloy’s melting speed, its granulometry and the melt’s temperature. On the section including sprue–reaction chamber–slag skimmer the gating system is designed as the pressurized one with the control cross-section on the slag skimmer output.

PL

Kształt komory reakcji technologii In-mold dla żeliwa sferoidalnego jest zaprojektowany tak aby zabezpieczyć jednorodną podaż aktywnych elementów stopowych w różnych położeniach odlewu do płaszczyzny podziału zależnie od prędkości topnienia stopu, jego ziarnistości i temperatury topnienia.

16

Rozwinięcie iloczynowej formuły współczynnika sprawności przepływu żeliwa w układzie wlewowym

Borowiecki B.

Krzepnięcie Metali i Stopów

|

1998

|

nr 36

71--77

PL

Przedstawiono koncepcję rozwinięcia iloczynowej formuły współczynnika sprawności przepływu żeliwa przez układ wlewowy w formie piaskowej. Zaproponowano określenie: cząstkowego współczynnika drożności kanałów w zależności od długości kanału i przekroju poprzecznego oraz parametru określającego właściwości reologiczne żeliwa, a współczynnika stygnięcia warstwy przyściennej jako funkcji właściwości termofizycznych materiału formy. Wartości parametrów β i K charakteryzujące proces wymiany ciepła w strudze na granicy metal-forma wyznaczono doświadczalnie.

EN

It has been presented the conception extension of the productive formula of efficiency coefficient of the grey cast iron flow in channel of the casting mould. It has been proposed determine of the efficiency partial coefficient in dependance for the lengt and cross section of channel and rheologic propriety and become cool partial coefficient of the boundary layer for thermophisic function a material of casting mould. The value of the coefficients has been experimental determined.