大型托架鑄件充型過程數值模擬及工藝改進

宋　廣　接金川　張　蓬　李廷舉

(1.大連國運興鑄造有限公司，遼寧116104；

2.大連理工大學材料與科學工程學院，遼寧116024)

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大型托架鑄件充型過程數值模擬及工藝改進

宋廣1接金川2張蓬1李廷舉2

(1.大連國運興鑄造有限公司，遼寧116104；

2.大連理工大學材料與科學工程學院，遼寧116024)

摘要：以大型鎳基合金托架鑄件為例，利用ProCAST軟件模擬不同澆注溫度下的充型過程，并對模擬結果進行分析，從而確定適宜的澆注溫度，最終制造出合格的鑄件。

關鍵詞：托架；數值模擬；ProCAST

1鑄件描述及結構分析

鎳基合金由于在650～1 000℃高溫下具有較高的強度和一定的抗氧化腐蝕能力等綜合優良性能而廣泛應用于化工廠和酸性耐高溫等環境。本文的托架鑄件選用Inconel 713C材質(其化學成分如表1所示)以滿足其特定工作環境。鑄件外形尺寸為2 900 mm×2 100 mm×250 mm，壁厚為15 mm，要求鑄件表面無冷隔和縮孔等鑄造缺陷。

表1　Inconel 713C材質化學成分 (質量分數，%)

由于此托架主體壁厚較薄，除中心交叉部位有兩處相連的厚大熱節，其它壁板交叉處的模數也較小，可不考慮冒口直接補縮。根據鑄件的結構特點，需采用細高冒口增加補縮壓力，制定的鑄造3D工藝圖如圖1所示。此鑄件生產的難點在于選擇合理的澆注溫度，既要保證充型良好，無冷隔澆不足等缺陷，又要防止由于澆注溫度過高而造成粘砂及氧化等缺陷。

圖1　托架3D鑄造工藝圖

2前處理參數設置

溫度是影響大型薄壁件質量的主要因素，因此選用三種不同的澆注溫度對充型過程進行模擬，其具體參數設置如下：