鑄鐵件消失模鑄造成型過程模擬及工藝研究.pdf

1、消失模鑄造技術(shù)是一種近凈成型技術(shù)，可顯著減少生產(chǎn)工序，降低生產(chǎn)成本，具有良好的發(fā)展前景。目前消失模鑄造工藝并不成熟，因而需要采用數(shù)值模擬技術(shù)對消失模鑄造成型模擬，并進行工藝輔助設(shè)計。目前大多數(shù)公司以ProCAST軟件作為消失模鑄造模擬軟件。然而使用ProCAST軟件模擬鑄鐵件消失模鑄造成型過程時，縮孔分布模擬結(jié)果與實際情況不符；另一方面消失模鑄造多采用經(jīng)驗設(shè)計法設(shè)計費時費力；此外目前關(guān)于晶粒生長方面的研究還不能有效控制鑄件的性能。本文結(jié)

2、合科技部國際合作專項（編號：2012DFG70640），對鑄鐵件消失模鑄造成型過程模擬技術(shù)及工藝設(shè)計進行了研究，研究成果如下：
　　通過爐前分析方法并結(jié)合JMatPro軟件，得到了灰鑄鐵在凝固過程的材料密度變化曲線，實現(xiàn)了鑄鐵件消失模鑄造充型與凝固在一個計算模型中完成，準確預(yù)測了鑄件的縮孔位置。用上述方法對板狀零件和叉狀零件進行數(shù)值模擬，對比板狀零件模擬和實驗結(jié)果，表明充型模擬過程中的充型時間、充型形態(tài)、氣隙等結(jié)果和實驗記錄的結(jié)果

3、吻合；叉狀零件成型過程在一個計算模型中完成，模擬結(jié)果表明模擬與試制的縮孔結(jié)果吻合，可以預(yù)測鑄件縮孔可能出現(xiàn)的位置，為工藝設(shè)計打下了基礎(chǔ)。
　　本文提出了一種消失模鑄造工藝設(shè)計中澆冒結(jié)合的設(shè)計方法。工藝設(shè)計階段對軸承座進行凝固分析，得出了鑄件各部分的模數(shù)后，使用截面比設(shè)計法、均衡凝固設(shè)計法來定量化設(shè)計澆冒口系統(tǒng)的尺寸。研究表明該鑄件應(yīng)采用底注式澆注系統(tǒng)為宜，對鑄件中部區(qū)域采用澆冒系統(tǒng)處理熱節(jié)，提取凝固模擬結(jié)果中熱節(jié)處的平均模數(shù)和金屬

4、液體積，即可對澆冒口系統(tǒng)的尺寸進行定量化設(shè)計；充型結(jié)果表明澆注節(jié)奏應(yīng)為“先慢后快再慢”；凝固結(jié)果表明澆冒口液態(tài)補縮明顯，石墨化膨脹壓力沒有損失，鑄造工藝設(shè)計良好。將該鑄造工藝參數(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)，生產(chǎn)的灰鑄鐵軸承座質(zhì)量良好，滿足使用要求。
　　本文采用連續(xù)形核模型和KGT模型模擬晶粒形核和生長。由合金的基本屬性通過KGT模型算出α、β參數(shù)后，即可通過抽取灰鐵件消失模鑄造成型模擬中的溫度場結(jié)果，對金屬凝固時晶粒生長進行模擬。對某升降機底架