轉盤類鑄件消失模鑄造工藝設計及優化王狂飛王有超莫亞林2（1.河南理工大學材料學院，河南焦作454000；2.河南理工大學機械學院，河南焦作454000）可能產生縮孔、縮松缺陷的位置。在此基礎上確定了轉盤類鑄件的新工藝方案。結果顯示，在少許改變原工藝方案的基礎上，僅通過增加冷鐵，就可對原工藝方案進行優化，并滿足其技術要求。

　　的鑄件如所示，它是由15個筋板將外圓筒與中間帶凸臺的小圓環連接而成，最大直徑約670mm，高度約270mm，最小壁厚13mm，加上澆注系統，總質量約242kg.該鑄件材質為HT250，造型所用材料為干砂。利用Pro/E進行三維造型，保存為STL格式，導人ViewCast.網格的劃分為正六面體網格，網格數目為：200萬。由ViewCast自帶的網格剖分模塊剖分。初始條件：鑄件澆注溫度1400 C，砂型消失模鑄造是將負壓技術與實型鑄造相結合的一種新的鑄造技術。由于干砂消失模鑄造法大大簡化了鑄造工藝過程，省去了混砂、造型和制芯等工序，近年來，在國內獲得了大力發展。由于消失模鑄造充型及凝固過程的影響因素較多，工藝設計缺乏系統的理論及經驗公式，需要大量的試驗工作對新投產的鑄件工藝進行研究，耗費大量的人力、財力。

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　　計算機模擬技術為節約生產成本提供了可能。在消失模鑄造過程中，由于底注式澆注系統可以使金屬液的充型方向與泡沫模型的退讓方向及分解產物上升方向相同，有利于建立穩定的充型前沿，在實際鑄造中，經常采用此工藝方案，為此，本文利用ViewCast軟件，對采用此方案下某廠汽車轉盤鑄件過程進行了數值模擬，預測了鑄造過程中產生的縮松缺陷，分析產生的原因，并提出改進工藝的方案。

　　1模型的建立轉盤類產品品種較多，產品結構復雜，現模擬用：2010-11-15鑄造過程計算機模擬的研究；2原方茶及模擬結果2.1原方案工藝設計根據盤類零件以及消失模鑄造特點，將直澆道設在轉盤類件軸線位置，采用底注式澆注系統，金屬液從4個內澆道同時流入鑄件，金屬液易于充滿鑄型，同時設15個冒口，冒口直徑約100mm，鑄造工藝如所示。

　　2.2模擬計算結果的分析討論鑄件凝固模擬的結果如所示。從可以看出，由于連接筋板最先凝固，中間小圓環被斷開后金屬液難以補縮。可以預測，在最后凝固的中間小圓環部位可能產生縮孔、縮松等缺陷，因而，需對原鑄造工藝進行改進。

　　3改進工藝方案及模擬結果3.1工藝改進由于原方案工藝中鑄件中間部位易產生缺陷，分析模擬結果也發現，從連接筋板注入中間小圓環的鐵液，由于連接筋板先凝固，導致該區域補縮通道消失而產生縮孔、縮松缺陷。因此，在改進方案中僅可以在此部位增加冷鐵，冷鐵形狀如（b）所示，冷鐵位置如（a）所示。在圓環上端面以及在小圓環板中凸臺孔位置置入冷鐵，促使鑄件實現由筋板到冒口的順序凝固，而其它工藝不變。

　　3.2凝固結果分析鑄件凝固模擬的結果如所示。從中可以看出，鑄件中心部分最先凝固，然后是連接筋板，而外圓筒最后凝固。由于增加了冒口補縮作用，在最（a）冷鐵位置（b）冷鐵形狀改進的工藝方案閣5改進方案的凝閡過程模擬結果后凝固的部位產生縮孔、縮松等的可能性大大降低，而中間小圓環的縮松消失。通過模擬，在少許改變原工藝方案基礎上，僅增加冷鐵，就可對原工藝方案進行優化，并滿足其技術要求。

　　固相率（> 4結論依據盤類件的結構特點及技術要求，擬定出鑄造工藝方案。

　　利用ViewCast軟件對原方案的充型和凝固過程進行數值模擬，獲得了盤類件鑄造過程中不同時刻的溫度場分布圖，預測出潛在的缺陷，即縮孔和縮松位置。

　　通過增加冷鐵制定出改進方案，數值模擬表明改進方案可有效地避免上述缺陷，優化鑄造工藝。