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    球铁支架铸件铸造的模拟结果分析

    类别:行业动态   发布时间:2020-03-27 16:43:45   浏览:

      1支架铸件概略

      支架是出口美国的用于工程上的支撑零件,其铸件资料,内涵质量及外表质量要求高。依照美国技能条件进行质量检查,铸件内部组织要求细密;旁边面两个筋位于支撑部位,内部不答应有缩孔缩松,外表不答应有缩凹,冷隔,浇不足,凹坑,凸瘤等缺点;资料相当于QT450-12,要求球墨铸铁球化率大于90%;铸件质量为28.4kg,铸件概括尺度为543mm×355mm×152mm.支架铸件的三维实体造型如图1所示。选用砂型铸造的形式,其砂箱概括尺度为712mm×508mmmm×356mm;选用封闭式浇注体系。

      2数值模仿进程

      ProCAST是法国ESI公司开发的铸造进程仿真软件,是为点评和优化铸造产品与铸造工艺而开发的专业CAE体系。ProCAST能够模仿铸件充型,凝结和冷却进程中的流场,温度场,应力场和微观结构,一起能够对铸造进程的各个参数进行设置。.资料的热交换系数均取500w/m-2 k-1,固/液相线温度均取1163℃/1265℃。浇注温度均为1350℃。

      因为该支架的原料是球墨铸铁,球铁在凝结进程中既有液态缩短,凝结缩短,又有石墨分出发生的胀大,因而在模仿时必须考虑球铁件的石墨化胀大问题,具体的球铁球化参数设置为:球化率90%,孕育时刻400s.

      3模仿成果剖析

      3.1温度场剖析

      在21.3s时,在铸件凝结初期,铸件外表没有筋的薄壁方位现已开始凝结。因为内浇道的厚度很薄且长度也很长,以至于中心两个内浇道现已凝结,这样内浇道的液体无法完结对铸件的补缩。考虑到小型球墨铸铁件"会集缩短,骤然胀大"的特色,前期铸件的补缩还是需求冒口或浇注体系来完结,必须确保补缩通道的顺畅,因而在批改工艺时应当削减内浇道的长度。在28s时,铸件外表大部分现已凝结,只要两处显着的孤立的液相区,最上部分的液相区主要是内浇道过早凝结阻碍了外部液体的补缩而且自身的石墨化胀大还不能用于凝结初期的补缩所至,而外表与旁边面筋交代的方位也有一处的孤立的液相区,这些方位极有或许会因为液体的冷却缩短无法得到相应的补偿而发生缩孔,缩松等缺点。在50.5s绝大部分方位彻底凝结时,旁边面筋仍有3处显着的孤立液相区,两处是最有或许发生缺点的方位。对于最上部的液相区,在批改工艺时,主要是批改内浇道的截面积来调整。对于中心部分的液相区,能够添加冷铁或冒口的方式消除。

      这和Procast中模仿剖析的成果基本共同。由以上剖析能够知道,发生这种缺点的主要原因便是厚大部分冷却较慢无法补缩,因而能够在旁边面筋添加冒口或从铸件结构上减小旁边面筋的厚度。

      3.2流场剖析

      因为型腔中气体被金属液孤立而容易发生裹气。那么在出产中如果此处的型壳透气性欠好,被封闭气体的内压跟着流体的增多而逐步增大,容易发生浇不足,气孔等缺点。一起在这个计划中从内浇道中流出的液体要爬坡到达上外表,当金属液上升到该方位时,因为断面忽然扩大,金属液上升速度变得非常小,灼热的金属液较长时刻地近距离烘烤上外表,极易造成夹砂,浇不到,砂孔等缺点,一起金属液的流速减慢也不利于气体的排出。为此,能够将铸件的上外表朝下仍运用原分型面从头设计浇注体系,一起在批改工艺时应该批改横浇道和内浇道的截面积以增蛮横浇道的挡渣效果。

       4批改工艺的出产验证

      经过前面的剖析,调整横浇道和内浇道的截面巨细以增蛮横浇道的挡渣效果,一起在满意铸件质量要求的情况下为完结外表的无缺点而削减外表筋的数量,将上外表朝下,依照均衡凝结工艺原则,冒口不要直接放到热节上,冒口不用晚于铸件凝结,冒口在铸件均衡点来临时,及时封闭补缩通道,经过铸件的石墨化胀大完结自补缩。在改善的进程中,经过总结以前的出产经验,在支架两个旁边面顶部设置压边冒口,这样能够削减冒口对铸件的热影响;在铸件液态缩短时及时供给补缩铁液,在铸件凝结石墨化胀大时,冒口的补缩通道现已堵死,增强了铸件的自补缩才能,进步铸件的质量。依照设置压边冒口的工艺计划浇注10件,对这10件进行查验发现,除了由工人操作原因造成的1件废品外,外表存在显着缩孔,缩松的只要1件,对其余的8件产品的旁边面轮子处进行解剖查验,仅有1件内部仍有较大面积的缩松,没有会集缩孔,单个件仍发现极少量缩松(没超出答应的规模),得到了7件质量合格的产品。

      5定论

      (1)对具有复杂筋结构的球墨铸铁型支架的三维实体造型,再导入Procast中进行有限元剖析和参数设置,进行充型和凝结进程的模仿仿真,猜测了铸件缺点或许出现的方位,根据铸造缺点对工艺计划和铸件结构进行了改善,达到了铸件的预期质量。

      (2)对模仿仿真的缺点和实践样品的缺点进行对照,验证了Procast在铸造进程的模仿仿真的实用性,Procast的推广运用对削减产品的研发周期和出产成本及进步企业的竞争力具有重要的效果。


     

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