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1原始工艺
通过ViewCast软件对原始工艺进行模拟,结果显示,铸件总体凝固时间比较短,大概145s,所有的液态金属全部完成凝固,如图7所示。从模拟凝固过程可以看出,铸件是从远离冒口的两端开始凝固的,冒口最后凝固,基本实现了顺序凝固的要求。但是从缺陷预测的结果看,铸件其他部位基本没有缺陷,只是在冒口的根部连接铸件的部位出现了少量的缩孔、缩松缺陷,如图7(b)所示。结合缺陷预测结果分析其原因应该是由于冒口的补缩能力有限,另外,也可能由于没有冒口颈导致冒口对铸件产生的热影响所致。因此,为了消除该位置的缺陷,需要对冒口进行优化,优化的主要思路就是加大冒口的补缩能力,另外,冒口要能及时与铸件断开,减少冒口对铸件的热影响。
2工艺优化
为了消除在原始工艺中出现的铸造缺陷,将冒口的形状改成梯形收缩形冒口,另外将冒口的高度从原来的49mm优化为56mm。模拟结果显示,总的凝固时间比原始工艺需要的时间稍长,为170s。从凝固过程可以看出,优化后的冒口同样能满足铸件顺序凝固,如图8所示。从缺陷预测图可以看出,优化后的冒口能比较较好地解决原始工艺中出现在冒口根部的缩孔、缩松缺陷。
3充型过程模拟
对铸件进行了充型过程模拟,结果如图9所示。从图可以看出:金属液很容易充满内浇道,减少了金属液与空气的接触时间,从而减小了金属液的氧化,保证了充入型腔的金属液纯净。从图中可以看出,充型平稳,没有出现较大的飞溅。随着充型过程的不断进行,充型过程更加平稳。充型过程模拟结果表明,该浇注系统能够满足设计要求,既能够保证铸造过程无缺陷,又能平稳地充型。
4结论
(1)采用传统的设计方法设计了油管接头有色金属铸件的浇冒口系统。(2)采用铸造模拟软件对所设计的工艺系统进行了模拟验证,结果表明冒口底部出现了缺陷。对模拟结果分析,缺陷的产生一方面是由于冒口的补缩能力有限,另一方面是由于在凝固过程中,冒口对铸件产生了热影响。(3)将冒口设计成梯形收缩形冒口,模拟结果表明,铸件消除了缺陷。(4)充型结果表明,设计的浇冒口系统能平稳地进行充型。
作者:何斌锋 鲁瑞轩 陈随江 钱超群 贾妮子 单位:西安文理学院物理与机械电子工程学院