bl18t缸体铸造模拟分析

1、bl18t缸体铸造模拟分析本文应用anycasting软件对bl18t发动机气缸体充型和凝固进行模拟分析;对气扎氧化夹杂分布进行预 测模拟分析,通过模拟分析，初步了解anycasting软件的应川方法，学握模拟分析在铸造工艺改进方面的辅 助设计功能，为铸件产品先期设计与改进提供有效帮助.木文应用any3sting软件対bl18t发动机迪体充型和凝周进行模拟分析;対气孔、氧化夹杂分布进 行预测模拟分析,通过模拟分析，初步了解anycasting软件的应用方法，掌握模拟分析在铸造工艺改进 方面的辅助设计功能,为铸件产品先期设计与改进提供有效帮助。bl18t缸体是我公司为沈阳华晨汽车配套的2.0l灰

2、铸铁气缸体，通过攻关，目前合格率可达到90%以上， 内部废品主耍为气孔、掉砂以及振坏缺陷；外部主要废品为缸孔砂眼、打压漏缺陷。通过anycasting软 件对bl18t缸体进行充型、凝固模拟分析，意图查找缺陷产生的机理以及对缺陷产生的概率分析，制定相 关对策；对底注式、阶梯式两种浇注系统充熨及凝固模拟分析，对铸件缺陷倾向影响分析，比较二者优缺 点。同时，通过模拟分析，初步了解anycasting软件的应用方法，掌握模拟分析在铸造工艺改进方面的 辅助设计功能。为铸件产品先期设计与改进提供冇效帮助。三维装配模型建立anycasting软件是在铸件三维造型基础上，通过导入stl文件生成分析模块來完成

3、模拟分析的。我们将 bl18t缸体的砂芯、浇注系统以及铸件的三维造型纽合到一起形成装配模型，再分别以stl文件导出。模拟分析软件导iii stl文件以后，我们设定相关工艺参数及求解条件，划分网格，本次模拟浇注温度设为 1450c,浇注速度设为13m/s,液流直径为40mm,网格划分数量为2000万。通过木次模拟我们主要想了解模拟结果与实际铸件缺陷的对应情况，同时对比不同浇注系统对铸件充型及 凝固的影响。如表所示是模拟分析的町选参数，木次模拟选择阶梯式和底注式两种浇注系统进行対比分析。低温区低泯区低温区 低温区图1 bl 18t缸体充型100%时温度分布情况z "心 >>r

4、it»i42 4««>'：<i<v* <twk；4cexc"n44*5j£x.'，r»：，” *-：高压区高压区vi：r高压区 高压区图2 bl18t缸体充型100%时空气压力分布情况”上4ii iu*m«i ivtfcf w高氧化区高氧化区 高氧化区图3 bl18t缸体氧化夹杂倾向分布情况bl18t气缸体充型、凝固模拟与实际缺陷对比1 气孔缺陷对比 与气孔相关的特性参数为铁液温度分布、空气压力和氧化倾向等。以下分别从这3个方面结合实际缺陷分 布进行对比分析。（1）温度分布与实际情况对

5、比如图1所示，为缸体充熨100%时温度分布情况，从图中可以看出，低温区 附近为气孔缺陷多发区。（2）空气压力与实际情况对比如图2所示，高亮显示部位为空气压力较高部位，同时为气孔多发部位。（3）氧化夹杂倾向与实际借况对比如图3所示，为缸体氧化夹杂倾向概率分布，其中氧化倾向较高部位为 气孔多发区。图4 bl18t缸体缸孔砂眼、打压漏分布情况壽91化区 高忌区5 bl18t缸体剖切面氧化夹杂分布情况- '一 j图6 bl18t缸体剖切面残余熔体分布情况2气孔缺陷的解决方案针对气孔实际分布与模拟结果的温度分布、空气压力分布和氧化倾向分布情况，分别进行了优化铸件结构、 气眼针重新排列。我们通过在

6、窩氧化区、低温区增加溢流冒口等措施，同时保证型砂良好的透气性，合理 控制浇注温度、浇注速度，使气孔缺陷由10%降低到2%以下。机加打压漏、缸孔砂眼缺陷与模拟情况对比与打压漏、缸孔砂眼相关的特性参数为氧化夹杂倾向、残余熔体等，如图4所示为实际缸体打压漏、缸孔 砂眼分布情况。1 .缸孔剖切面氧化夹杂模拟情况缸体氧化夹杂倾向概率分布如图5所示，其中氧化倾向较高部位为缸孔砂眼多发区。残余熔体|氧化夹杂图7 bl18t缸体剖切面残余熔体、氧化夹杂分布情况图8 bl18t缸体两种浇注系统温度分布情况2 .缸孔剖切面残余熔体模拟情况如图6所示，为残余熔体分布情况，从图中看出，与缸孔砂眼相关性不明显。3 油路

7、剖切面氧化夹杂与残余熔体模拟情况如图7所示，为汕路剖切面氧化夹杂、残余熔体分布情况，从图中看出，与汕路砂眼相关性不明显。4解决打压漏、缸孔砂眼的对策 山于氧化夹杂倾向模拟结果与实际缺陷相关性大，我们通过増加相关部位铸件壁厚、快速浇注、在相关部 位増加溢流冒口、提高铁水纯净度、优化浇注系统、加强砂芯淸理以及减少充砂等措施使机械加工产生的 缸孔砂眼、打压漏缺陷由8%降低到1 %以下。表模拟分析可选变虽环境变浇注系统铸件结构岛工艺参数环境温度阶梯式、底注式冒口.壁厚等浇注温度、速度bl18t气缸体阶梯式、底注式浇注系统对比1.温度分布对比如图8所示为两种浇注系统充熨100%时温度分布情况，从图屮可以

8、看出，阶梯式浇注系统可以平衡上下 箱温度、减少底部过热，但是会造成二、三层浇道过热，外层与心部温度梯度变大。2 .氧化夹杂倾向对比通过对两种浇注系统氧化夹杂倾向进行对比，可以看出两者分布基木一致,但阶梯式浇注系统氧化夹杂倾 向较底注式浇注系统人一些。因此，阶梯式浇注系统与氧化夹杂相关缺陷如缸孔砂眼、打压漏等倾向性要 大于底注式浇注系统。3 .温度梯度对比通过对两种浇注系统温度梯度进行对比，可以看出阶梯式浇注系统铸件外皮温度梯度大于底注式浇注系统, 因此阶梯式浇注系统柱状晶长人倾向耍人于底注式浇注系统，其外皮加工性能要低于底注式浇注系统，但 缸孔部位温度梯度相差不大。结语铸件气孔缺陷实际位置与模拟情况相关性较高，通过对铸件温度分布、空气压力以及氧化倾向模拟分析， 可以做为生产过程尤其是产品初期设计阶段相关特性的工艺设计、工艺改