ZL201合金舱段铸件的铸造工艺设计及优化

ZL201合金舱段铸件的铸造工艺设计及优化铝合金舱段压差铸造是在高温下进行的压力铸造生产过程，因为条件限制没法直观的查察铸件凝固状况，因此没法获得正确的铸造工艺数据。因此传统铝合金舱段铸造生产大多依靠工作经验，模糊的进行铸件凝固状况解析，对不同样种类的铝合金舱段铸件铸造工艺没有科学定型的依据，铸造产质量量完整取决于铸造工艺人员的工作经验，铸件的生产完整采纳生产更正法，既延长了试制周期，又增添了生产成本，达不到快速投入生产的要求。经过采纳铸造工艺数值模拟解析法（ProCAST铸造仿真软件）对舱段铸件进行模拟解析，展望铸件可能出现的缺点及其地址、大小和发生的时间，以便在浇注前采纳对策，保证铸件质量，缩短试制周期，降低生产成本[2-4]。铸造计算机数值模拟原理铸件的计算机数值模拟技术主要包含铸件及其工艺的几何造型，三维传热数值计算技术和缺点判据三部分，评判铸造工艺设计的合理性，以减少工艺试验的次数，提升工艺出品率和合格率。现实生产为不穩定温度场，铸件热传导依据三维傅里叶热导微分方程（公式1），界线条件执行更切近现实凝固的第三类界线条件（公式2），采纳微观差分法也许有限元法进行运算。公式（1）式中：α——导温系数，——拉普拉斯运算符号，公式（2）模拟铸件种类本项目采纳Procast铸造模拟仿真软件模拟舱段铸件砂型差压铸造，经过模拟结果（温度场、固相分数，缩孔判据）有效地解析舱段铸件的气孔、缩孔缩松等缺点的形成原理。某舱段壳体铸件：材质采纳ZL201合金（HB962-86），尺寸Φ610mm×220mm，壁厚11mm，该铸件铸造难点为上端框内外面法兰较厚（45），连接上端框内外面端面仅15mm厚，铸件整体X射线查验要求知足一类铸件，即不能够有2级松散和1级气孔，铸件形状和工艺布局见图1-5。模拟5.1模拟参数设置依据ProCAST软件要求，对该产品铸件模拟参数进行设置，设置内容见表1。铸件采纳压差浇注，浇注参数如表2。5.2模拟方案依据铸件结构特色，设计铸造工艺模拟方案以下：方案一：上端框为分型面，采纳8根Φ75的缝隙浇道避开增强筋浇注，放置冷铁。方案二：上端框为分型面，采纳8根Φ75的缝隙浇道避开增强筋浇注，放置冷铁，浇道高升80mm（图5）。方案三：上端框为分型面，采纳8根Φ75的缝隙浇道避开增强筋浇注，放置冷铁，顶部放置6个冒口。（图3）5.3模拟结果解析比较图6-7发现：铸件温度场与正对浇道浇注有所不同样；此中筋板处温度与平面一致，未出现高温现象，浇道连接处也未出现高温点，凝固趋于导热方向，增添冷铁和冒口后，该平面在冒口和冷铁的作用下出现显然的凝固温度梯度，冒口对筋板补缩起到必然作用，铸件缩松和与正对浇道浇注产生的地址、大小有所不同样，此中筋板和浇道连接处未出现孤岛，仅浇道连接处出现显然补缩通道锁死迹象，凝固趋于导热方向。依据图片解析发现第四、五种方案浇道连接处因为出现显然的补缩通道锁死，在凝固后期该部位将没法获得有效地补缩，故该处缩松趋向显然（缩松等级0.011），第七种方案筋板处因为冒口共热致使出现大面积补缩通道锁死的状况，因为得不到有效补缩故该部位缩松严重（缩松等级0.011），第六种方案中铸件凝固梯度显然，过热凝固孤岛能进入浇道内，故该处铸件质量要求（缩松等级0.006）。结论经过该舱段铸件按模拟方案五至方案七进行生产查验，此中方案五浇道连接处出现直径Φ10mm缩孔，深度大体10mm，与模拟结果切合，方案七在增强筋部位出现大面积内部2级松散，面积大体100mm2