大型球墨铸铁件铸造过程数值模拟及工艺优化

发布时间：2016-08-31 04:06

  本文关键词：大型球墨铸铁件铸造过程数值模拟及工艺优化，由笔耕文化传播整理发布。

《湖南大学》 2013年

大型球墨铸铁件铸造过程数值模拟及工艺优化

邓义昭  

【摘要】：由于球墨铸铁铸件铸造过程中糊状凝固的凝固特点，使得铸件必然存在缩松缩孔。如何从工艺上有效地抑制缩松缩孔缺陷问题一直是人们研究的重点。大型球墨铸铁件往往由于其体积大、结构较复杂，铸型膨胀较难控制等原因，导致其缩松缩孔更难控制，因此对工艺设计提出了更高的要求。 本文以工业生产中孔洞缺陷很严重的某大型机床滑枕球铁件为研究对象，运用ProCAST铸造过程模拟软件对大型球铁件的凝固过程进行数值模拟及铸造工艺优化，主要研究内容有： (1)通过对缺陷样本的形貌和缺陷部位化学成分的分析，确定导致铸件铸件报废的缺陷类型为缩松缩孔。 (2)根据铸件结构特点并结合数值模拟的的结果，分析导致大面积缩松缩孔缺陷的原因：此类外形尺寸长而大，内部空腔结构复杂热节较多的大型铸件，要实现同时凝固很困难，利用球墨铸铁自补缩来解决缩松不可行，必须加强补缩作用，合理设置冒口和冷铁，确保补缩通道顺畅。 (3)建立铸件的有限元模型，运用ProCAST软件对各个方案进行了铸造过程模拟仿真，，对缩松缩孔进行了预测，并对仿真结果进行对比分析，结合理论分析和模拟仿真的情况对铸件工艺进行了优化。 (4)针对优化后的工艺，确定了一套实验方案，并对优化后的工艺方案进行了实验验证，实验结果一致表明，工艺优化后铸件缩松缩孔缺陷情况得到有效改善，成功解决了此类大型球铁件的铸造生产难题。 综上所述，本课题成功运用数值模拟技术完成了对大型球铁件的铸造工艺优化，确保了铸件凝固过程中通畅的补缩通道，解决了工程实际难题。此类结构特点的大型球铁件的工艺设计思路的提出，也为结合数值模拟技术的铸件工艺优化的技术路线提供了参考。

【关键词】：
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TG255
【目录】：

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本文编号：106213