導(dǎo)流室鑄造過(guò)程的數(shù)值模擬及工藝優(yōu)化.pdf

1、導(dǎo)流室是潮汐能發(fā)電設(shè)備的關(guān)鍵部件，所用材料為CD-4MCu雙相不銹鋼，因其結(jié)構(gòu)復(fù)雜且壁厚不均勻，所以采用砂型重力鑄造的方法生產(chǎn)。該鑄件在凝固過(guò)程中易產(chǎn)生熱裂、內(nèi)應(yīng)力過(guò)大和縮孔縮松等鑄造缺陷，廢品率較高，為了減少鑄造缺陷，提高鑄件質(zhì)量，本文設(shè)計(jì)了導(dǎo)流室鑄造工藝，并采用ProCAST軟件對(duì)導(dǎo)流室鑄件的凝固過(guò)程進(jìn)行計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬，優(yōu)化了澆注溫度、充型時(shí)間和冷鐵工藝，消除了縮孔、縮松和熱裂等鑄造缺陷。
　　首先，研究了澆注溫度對(duì)鑄件凝固及

2、缺陷的影響。通過(guò)在澆注溫度為1580℃、充型時(shí)間為30s的條件下進(jìn)行模擬計(jì)算，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)流室鑄件葉片與內(nèi)外圈交叉處的熱裂傾向非常嚴(yán)重，鑄件凝固后葉片和加強(qiáng)圈變形嚴(yán)重，且鑄件底部存在縮松缺陷。在充型時(shí)間保持30s不變的前提下，分別將澆注溫度調(diào)至1550℃和1520℃進(jìn)行模擬計(jì)算，對(duì)三組實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析，導(dǎo)流室鑄件的熱裂傾向、應(yīng)力和應(yīng)變均隨澆注溫度的降低而增加，但變化幅度很小，而鑄件的縮松缺陷幾乎沒有發(fā)生變化。
　　其次，研究了充型時(shí)間對(duì)

3、鑄件凝固及缺陷的影響。在澆注溫度維持1580℃不變的條件下，將充型時(shí)間30s分別調(diào)至60s和20s進(jìn)行模擬計(jì)算，對(duì)三組實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析，充型時(shí)間對(duì)導(dǎo)流室鑄件的熱裂傾向、應(yīng)力和應(yīng)變及縮孔和縮松結(jié)果影響較小，只在一個(gè)小范圍內(nèi)上下波動(dòng)。
　　最后，優(yōu)化了導(dǎo)流室鑄件的冷鐵工藝。通過(guò)分析熱裂等鑄造缺陷的產(chǎn)生原因和機(jī)理，對(duì)導(dǎo)流室鑄件的冷鐵工藝進(jìn)行優(yōu)化，在鑄件熱裂較為嚴(yán)重的T形部位外表面添加25～35mm厚的冷鐵，對(duì)比優(yōu)化冷鐵工藝前后的模擬結(jié)果