创立于 1903 年的 Hydro Aluminum, 是全世界最大的高纯铝生产公司，也是全世界第三大的综合铝制品生产公司，公司总人数达三万六千人，在全世界四十个国家均设有据点。本文应用 FLOW-3D ，讨论在重力铸造过程中，进料区域的卷气形成原因。
重力铸造制程是一种常用的铸造制程
进料系统有两种常见的设计，设计A以及设计B
现有问题描述：无论是设计 A or 设计 B ，在浇口位置都会发生气孔
铸件发生缩孔的原因
- 凝固过程中，因为体积收缩造成的缩孔
- 材料发生气体析出，造成的缩孔
- 砂芯冒出的气体造成的缩孔
- 充型过程中卷入的气体造成的缩孔
上述四种缩孔的解决方法检讨
- 收缩缩孔
- 凝固过程中考虑补缩的设计
- 析出气体缩孔
- 浇铸前让金属流体先完成气体析出
- 砂芯冒气缩孔
- 主要来自于黏接剂产生的气体
- 大部分的缩孔以均匀的方式分布
- 卷气缩孔
- 铸造过程中发生低压区，气体从分模线位置被吸入
- 流道区域
- 浇口区域
- 浇铸过程中，气泡会不停的产生
影响卷入气体的原因探讨
1.如果流道以及内浇口的位置压力比大气压力大 à 不可能从分模线吸入气体
2. 如果内浇口位置的流速相同 à 在每个内浇口位置应该会均匀的产生气泡
浇口区域的流动速度分布
流道系统的压力变化
影响卷入气体的原因探讨 -2
- 在竖浇道区域存在的气体
- 这些气体会被冲下至流道区吗 ?
- 如果这些气体被冲下至流道区域，并且进入浇口，这些气体会集中于某些区域？或者是均匀分布？
- 气泡的尺寸大小会影响集中状况吗？
- 分析模拟设定
- 气泡于浇杯位置以均匀的速度产生
- 密度 : 空气密度的 10 倍
- 尺寸设计 : 0.3 mm, 0.5 mm, 0.8 mm
- 部分耦合（流体运动不会受到气泡影响）/完全耦合（流体运动会受到气泡运动的影响）
分析结果
浇浇口设计 A , 气泡尺寸 0.5mm, 完全耦合
FLOW-3D CAST协助铸造工程师调查铸件内部缩孔形成过程和合金偏析的机理。通过详细的热电偶温度数据分析，确定模具是否需要增加或删除冷却系统，确定是否需要改变金属浇注温度，以保证生产出无缩孔、无缩松、无热应力集中、低变形量和成分均匀的合格铸件。
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