MAGMASOFT 铸造模拟软件功能模块

MAGMASOFT 基础模块具有模块化结构，并具有如下功能：

1、适用于所有模块的一个共用图形用户界面。

2、用于处理模拟和优化的项目管理视图。

3、采用CAD内核以及并允许CAD数据的导入和导出的几何形状的参数化实体建模。

4、自动剖分网络

5、就材料、工艺步骤方面，能够反映实际的模拟设置

6、为优化定义虚拟设计和参数。

7、用于计算充型、凝固、冷却和批量铸造应用的的模拟程序。

8、交互的、自动的结果评估：可同时打开和编辑几个视图。

9、既可可视化、也可评估模拟结果的结果视图。

10、虚拟试验设计或优化结果的量化评估。

11、管理热物理性能参数和其他工艺数据的数据库。

铸铁 从冶金质量到铸件性能的优化

铸铁件的质量和经济性取决于金属的熔炼、模具设计、生产效率、循环生产条件以及在铸造和热处理后铸铁材料的性能。

采用最新版的MAGMASOFT  ®软件及其相关模块能自主确定所有铸铁合金件的浇注、凝固和热处理的稳健工艺条件和最优解决方案。这一设置虚拟试验设计和自动评估各项结果的综合工具，能够帮助铸造人员确定相关最优设计和工艺条件，并提供如下支持：

优化浇注系统设计，以便提高铸铁光洁度和表面质量
通过优化冒口的位置和尺寸来消除缩松和缩孔，并保持高的得料率
通过优化铸铁的化学成分、金属的熔炼和孕育来防止凝固和后续金属冷却期间出现临界相
通过建立稳健的工艺过程以确保所需的机械性能
尽量减少铸件设计中诸如冷裂和尺寸误差的问题
在保证所期望的微观组织和机械性能的条件下，节约热处理资源

分析冷隔倾向和卷气之间的最佳折中方案

自主优化排气条件，以避免卷气

虚拟试验设计获得的散点图针对系统性减少大批量生产期间的缺陷

通过虚拟试验设计来自主评估不同工艺方案和设计变量对铸件质量的影响

定量评估对铸造缩孔的主要影响

MAGMASOFT的虚拟试验设计和自主优化的独特综合方法使得软件能自动运行不同的工艺设计和参数组合方案。MAGMASOFT有助于确定符合要求的工艺条件。它可以考虑影响铸铁件质量的所有因素，快速全面地实现不同的目标。

这使得MAGMASOFT  ®成为铸件设计者、模具生产者工和铸造工艺人员布置最优铸件设计、实现可靠生产过程、尽量减少质量风险、设定稳定的工艺方案和实现铸铁材料的全部潜力的关键所在。

Currents due to thermal convection influence the feeding behavior

Porosity prediction with and without consideration of convection

Accurate porosity prediction with MAGMAiron

SMAFEE considers flow through partially solidified feeding channels

Different inoculation levels change the extent of predicted porosity

高质量铸钢件的优化生产

铸钢件的质量和利润率取决于模具设计、过程生产率、制造的可重复性以及铸造和热处理之后的铸造材料的性能。

采用最新版的MAGMASOFT  ®软件及其相关模块能够为钢合金自主确定稳健的工艺条件和优化的浇注、凝固和热处理方案。内置工具可通过统计方式确定虚拟实验设计，自动评估结果，帮助铸造人确定最佳设计和工艺条件，例如以下方面：

优化浇冒口设计，提高钢的清洁度和表面质量；
消除收缩和孔隙，维持较高的出品率；
防止金属冷却过程中出现临界相，包括对流和偏析影响；
符合铸造设计要点，如热裂风险和尺寸偏差的最小化；
在保证预期的微观结构和要求的性能的情况下，节约热处理过程中的资源消耗。

化学粘砂和机械粘砂的倾向 凝固后的锰含量分布剖面图

热裂预测和实际结果

在不同浇注系统的设计方案中，二次氧化渣在铸件表面的分布情况

铸件表面的二次氧化渣分布情况

MAGMASOFT虚拟试验设计和自主优化的特有整合方法使得软件能自动运行由各式各样的钢铸件设计和不同参数构成的排列组合。MAGMASOFT有助于确定一套最佳的满足特定要求的工艺条件。它会快速全面的将决定铸钢件质量的各种因素与不同目标相匹配。

这使得MAGMASOFT 成为铸钢件设计师、模具工程师和铸造工程师们设计最优铸件、实施可靠生产工艺、减少质量风险、制定可靠工艺窗口以及实现铸钢材料最优性能的关键所在。

Influence of local carbon segregation on hardness

Influence of local carbon segregation on hardness

Hardness reduction due to grain growth for same austenitizing times, but different austenitizing temperatures

Cooling rates in the casting during quenching between 800 °C and 500 °C

Prediction of local microstructures taking carbon segregation into account

有色金属  高质量铝铸件的稳健生产

有色金属铸件的质量和盈利率取决于模具设计、浇冒口系统布置、模具热控制以及金属处理和合金化学成分的可重复生产条件。

最新版MAGMASOFT  ®的软件及其相关模块能自主确定有关铸件几何形状、铸型和模具布局、热控制和工艺参数等有色金属砂型、金属型和低压铸造的稳健工艺条件和最优解决方案。这一设置虚拟试验设计和自动评估各项结果的综合工具，能够帮助模具工程师确定相关最优设计和工艺条件，并提供如下支持：

优化浇注系统，以便实现低紊流充填、减少气孔、氧化夹杂物和浇不足
消除缩松和缩孔并保持高得料率水平的冒口的位置和尺寸
铸模的有效热控制和延长模具寿命
防止凝固和后续金属冷却期间出现杂质相的最优合金化学成分
稳健的工艺参数，包括与期望显微结构和需要性能的金属处理
可尽量减少铸造应力和铸件变形的最优模具设计和热处理条件

用于重力压铸的原始和最优浇冒口系统

铸模生产前预热循环的评估

开模顺序的模拟

充型和氧化夹杂物的评估

模具温度分布

MAGMASOFT的虚拟试验设计和自主优化的独特综合方法使得软件能通过各种有色铸造设计和参数组合进行自动运行。MAGMASOFT有助于确定一套最佳满足规定要求的工艺条件。它会考虑决定有色铸件质量的所有驱动力，并与不同目标相匹配，快速全面地完成以上任务。

这使得 MAGMASOFT成为铸件设计师、模型和模具工以及铸造工布置最优铸件设计、实施可靠生产工艺、尽量减少质量风险、设定可靠工艺窗口和实现有色金属铸件材料的全部潜力的关键所在。

压铸: 优化质量，稳健性和成本效益

高压铸件的质量和盈利率要受到模具设计、浇注系统工艺设计、压铸模温控制和可重复生产条件的影响。

MAGMASOFT  ®最新版本及其相关模块能自主确定最优化的铸件几何、模具设计、热电偶和工艺参数等高压工艺条件和并提供最优解决方案。集成化虚拟试验设计和自动评结果的综合工具可帮助压铸人确定最优化设计方案和边界条件（如下所列）：

最佳压射曲线、定量给料和等待时间
优化浇注系统，以便均衡充型、减少气体夹杂物和浇不足
最佳的模具温度控制，最大限度的延长模具使用寿命
稳健的工艺参数包括—压射曲线、增压压力以及减小缩孔的挤压
优化模具设计和淬火条件，获得最小的铸件变形

充型过程中的紊流和夹杂的分析

排气和真空

喷涂前和喷涂后的模具温度

详细反馈喷涂离型剂对模温的影响

评估生产中断的模温损耗

MAGMASOFT集成了虚拟试验设计与自主优化，使软件能够对各种类型的方案设计和参数组合进行自主自动运算。MAGMASOFT可以确定最佳的工艺条件来满足具体需要。基于考虑决定高压质量的所有变量，并与不同目标相匹配，快速全面地完成以上任务。

所以，MAGMASOFT是产品设计，模具设计、钳工和铸造人员实现最优压铸设计、可靠的生产工艺、质量风险的降低、稳定的工艺窗口和高压压铸材料的全部潜力的最关键所在。

砂芯和模具  可预测的制芯过程

芯盒设计、生产效率、射砂/吹气和固化的循环生产条件以及随之产生的砂芯性能都影响着砂芯的质量和经济性。

MAGMA C+M 能自动确定砂芯生产（包括制芯、冷热芯盒用有机和无机粘结剂的吹气和固化）的稳健工艺条件和最优解决方案。这一设置虚拟试验设计并自动评估结果的综合工具，帮助模具生产者和砂芯生产者确定最优设计和工艺条件，并提供如下的支持：

通过优化射嘴和排气的工艺分布来取得稳健的设计以及低的模具磨损
通过验证芯盒加热装置，确定需要的固化时间
为了实际的循环生产， 以实践为导向来确定制芯和吹气的稳健工艺参数
降低粘结剂含量和胺的消耗量
避免在车间厂房内进行大量试验和芯盒改造
 采用无机粘结剂砂芯的已固化表层（蓝色）和含水量较高（黄色）的冷凝区

在多次循环生产中，芯盒和砂芯的温度变化

局部芯盒磨损

射砂模拟包括砂粒在砂斗以及一模多穴的芯盒中的运动过程的模拟

砂子和空气的可视化粒子流

MAGMA C+M的虚拟试验设计和自主优化的独特综合方法使得软件自动运行不同的芯盒设计以及参数组合方案。MAGMA C+M有助于确定符合要求的工艺条件。它可以考虑影响砂芯质量的所有因素，快速全面地实现不同的目标。

这使得MAGMA C+M 成为模具生产者和砂芯生产者布置最优工艺设计、实现可靠生产过程、尽量减少质量风险、确定稳定工艺方案和实现原材料和生产过程无经济风险的关键所在。

Bending of long cores due to buoyancy can now be simulated and analyzed

Core distortion modeling is fully coupled to the filling and solidication simulation allowing the user to optimize the entire process to minimize core distortion and related issue of dimensional tolerances in the casting.

Simulation results are used to pre-shape the core to meet tolerance requirements of the final part.

Location of core prints are optimized to avoid problems in thin walled designs

Detailed knowledge of bonded sand, from measurements to new mechanical model, validated on benchmark examples and used on complex cores

评估模具寿命，从而充分利用现有技术。

为设计师和供应商 提供稳定的高质量铸件

铸造部件的设计过程不仅仅要受到其功能性的制约。在最短时间内满足诸如成本效益、资源效率、可铸造性、工艺稳定性和质量等其他重要标准，这些都是工程师们在零件概念和设计阶段所面临的重大挑战。

采用最新版MAGMASOFT  ®可促进铸件设计师和供应商，与来自现场的专家合作——系统、高效和清晰地支持同步工程或综合产品开发流程。

借助于MAGMASOFT  ®的虚拟试验设计和自主优化的独特切入方法，软件自动运行和评估各种铸件设计和工艺参数组合。这使得铸件设计师和制造专家能全面寻求和评估可能的设计选项，并在开发阶段的早期就能做出可靠的决策。考虑局部材料性能和残余应力可确保部件的性能

在模具设计时修正铸件变形

将残余应力从MAGMA转移到CAE工具

将计算局部持久性从MAGMASOFT转移到CAE工具

预计缩孔风险（左）和通过CT扫描得到的实际缺陷概率（右）

在零件概念和设计的初期阶段，MAGMASOFT可无缝融入 CAE系统，提供关于制造工艺的函数关系及其变化状态的系统知识，展现出了超级的战略性和竞争性.

早在设计审批之前，MAGMASOFT可通过虚拟设计来确认产品对生产稳定性的要求，以此来进行风险评估。

采用此方式，MAGMASOFT有助于确定正确决策，进行持续的过程改进，确保铸件设计的减重最大化，提供可靠与稳定的生产工艺——充分发挥铸造技术的全部潜力。

MAGMASOFT采用中性数据格式和直接接口读写CAD信息。可以很容易将结果与性能或碰撞模拟进行交换。支持使用现代VR技术。

连铸的产品质量、工艺稳定性和成本效益生产率

连铸工艺对于半成品的制造至关重要。从中间包或流槽将液态金属注入一个较短的，配有强冷的、带石墨衬板的结晶器内。在结晶器末端出现稳定凝固外壳时，以相同速度，从结晶器开始拉坯工序。在开始阶段，初始锭应定位在结晶器中，在达到要求的液位后，拉出初始锭，并相应调节注入液态金属。结晶器中一次冷却对于形成稳定凝固壳体具有决定性重要意义。在称作二冷区域中，对铸流进行后续冷却处理。对于工艺设计和优化而言，迈格码连铸模块是一种完全一体化的，在垂直和水平连铸工艺优化基础上对重要信息进行模拟的，具有实际应用意义的交钥匙解决方案。

钢水流入和水口设计

钢水流入过程中的速度分布

包括两相区在内的液芯的确定

中间包中的粒子追踪能够显示紊流和夹杂

结晶器内辊缝构成的位移结果

MAGMA CC 支持连铸机实现下列目标：

流槽和中间包工艺布置和优化，以改进流动工况
浸入式水口的布置和优化，以尽量减少夹杂
结晶器的设计和优化（例如锥度，冷却性能，材料）
工艺优化（例如最优铸造速度，适当的二次冷却制度）
针对各工艺条件确定启动和准稳定运行操作期间的温度分布，确保产品质量
对于启动和准平稳运行期间的注入液态金属和自然对流导致的质量相关流动现象进行优化
对铸流和结晶器内的应力分布进行计算，并确定应力相关质量准则

MAGMA CC 可用于铜与铜合金、铝合金以及钢的铸造操作。该程序可用于生产前的产品质量改进以及生产过程中的持续改进目的。借助于实验设计与自主优化功能，确定适用于相关工艺变量的工艺限制及产品限制范围。MAGMA CC 包括参考一次冷却和二次冷却条件对流量、凝固和应力进行计算。从而，可以在注入液态金属的相互作用中判断铸流和结晶器是否存在凝固外壳。

Modeling of flow, velocities and inclusions in the tundish

Velocity distribution by using a typical nozzle design for thin slab casting

Solidified shell and sump profile during DC casting of aluminium

Crack prediction with dedicated stress results based on temperature distribution

Displacement result to show gap formation in the primary mold

定向热处理

在铸造过程后，很多铸件需要进行热处理，以获得期望的金相和机械性能。在MAGMASOFT  ®的热处理模块中，根据如下参数计算出各热处理步骤中铸件内的温度分布：

热处理炉温度
工艺时间
工艺温度
淬火介质和温度
热处理工艺的虚拟优化可以：

减少炉内的工艺时间
评估热处理的需求以满足金相、残余应力分布或机械性能的要求
分析工艺变化对金相和材料性能的影响
尽量减小热处理过程中的铸件变形
减少大量试验的成本和开发时间
虚拟试验可以实现铸钢件回火温度和时间的系统变化，以找到强度和延展性之间的最优平衡。

可计算铸造过程中残余应力的释放，例如可以进行铸铁件的去应力退火。在铸铁中，除了常规去应力退火和珠光体化外，还可以优化复杂生产工艺，以生产出奥贝球铁（ADI）。

对于由铝合金的结构件，除了其他方面外，还可借助于热处理过程中残余应力计算对热处理支座的设计进行优化。

通过相应的工艺和设计优化，可以将由于铸件淬火时较高的温度梯度导致裂纹的风险降到最小。

在不同的热处理支撑下，固溶处理过程中，重力导致的变形也不同

在考虑和不考虑铸态变形的情况下，热处理后的变形

某一低合金钢的回火硬度和延伸率的组合分布图：寻找最佳的组合

调整淬火条件，使变形降到最小

3层热处理箱共27个铸件，在炉中对转向节加热的模拟

热处理工艺的虚拟优化可以：

减少炉内的工艺时间
评估热处理的需求以满足金相、残余应力分布或机械性能的要求
分析工艺变化对金相和材料性能的影响
尽量减小热处理过程中的铸件变形
减少大量试验的成本和开发时间
虚拟试验可以实现铸钢件回火温度和时间的系统变化，以找到强度和延展性之间的最优平衡。

可计算铸造过程中残余应力的释放，例如可以进行铸铁件的去应力退火。在铸铁中，除了常规去应力退火和珠光体化外，还可以优化复杂生产工艺，以生产出奥贝球铁（ADI）。

对于由铝合金的结构件，除了其他方面外，还可借助于热处理过程中残余应力计算对热处理支座的设计进行优化。

通过相应的工艺和设计优化，可以将由于铸件淬火时较高的温度梯度导致裂纹的风险降到最小。

MAGMAinteract是一款用于查看 MAGMASOFT模拟结果的软件。这款免费的3D查看器可以将MAGMASOFT（从5.4.1版本开始）导出的信息直观的显示出来。 MAGMAinteract可以促进供应商与客户以及所有对MAGMASOFT 结果感兴趣的公司、员工之间的沟通与交流。快速而简单的项目信息是做出良好决策的基础。

MAGMAinteract  ®的核心功能：

MAGMASOFT 3D结果的互动可视化。
型腔充型，凝固过程和粒子追踪的动画
铸件的充型，凝固，变形和质量判据（包括预先选定的截面）的可视化
在平行坐标图中对试验设计进行互动评估。

技术要求：

Windows7 或者更高的版本
显卡至少支持OpenGL 3.2, GLSL 1.50