离心铸管充型过程中夹杂物运动规律数值模拟研究及应用

对卧式离心铸造充型过程中流体质点受力进行分析，根据夹杂物运动规律推断出不同种类夹杂物沉淀分离时间及最佳浇注温度。基于Procast软件建立了卧式离心铸造充型过程夹杂物运动模型，对离心铸管在不同转速条件下夹杂物运动轨迹及最终停留位置进行了数值模拟及工艺优化。结果表明，夹杂物密度越小、粒子尺寸越大，分离时间越短。5μm的SiO2夹杂最容易在离心力的作用下从金属液中甩出，并最终停留在铸管内表面。适合L605离心铸管最佳浇注温度为1580℃，离心转速为2800r/min。在此工艺参数条件下，对离心铸管进行了实际浇铸实验，利用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM及EDS）获得其夹杂物分布和成分信息。实际铸件夹杂微观分析结果与数值模拟的一致，验证了预测及模拟结果的有效性。