基于ProCAST涡壳体铸件精铸过程数值模拟研究

氧泵壳体为涡壳体铸件,形状复杂,壁厚差较大,铸造凝固过程中易出现疏松缩孔等缺陷,铸造难度较大。为了缩短试制周期,节约生产成本,优化工艺方案,采用Pro CAST软件对该铸件的充型、凝固过程进行了模拟分析,并对疏松缩孔缺陷进行了预测,优化了浇注工艺参数。结果表明,铸件充型平稳,实现了顺序凝固,疏松缺陷较少。确定了浇注温度1 450℃、型温850℃的浇注工艺,并通过试验证明了模拟计算的正确性,浇注出的铸件冶金质量满足技术条件要求。     

具有中空结构高温合金铸件的精密铸造工艺研究

X型拉杆精密铸件为大尺寸中空盲管结构件,为某航空发动机重要部件,采用熔模铸造工艺铸造而成。该铸件长度约410 mm,管壁厚2.5 mm,由于铸件的结构特殊性,决定了必须使用大尺寸整体陶芯的蜡模成型方案,从而实现在研制过程中,陶芯与蜡模模具的匹配问题,铸件尺寸精度的保证;针对这些问题,对X型拉杆模具收缩设计、浇注系统数值模拟等方面进行了系统研究,采用Procast软件对X型拉杆铸件铸造工艺参数的模拟结果与实物浇注缺陷吻合,研制的K424合金X型拉杆铸件冶金质量优良、尺寸精确,满足了使用要求。     

钢包烘烤温度场的数值仿真与优化

 为优化某厂的钢包烘烤制度,耦合了烘烤过程中流体流动、燃烧和换热过程,建立了用于数值计算的三维数学模型,利用计算流体力学软件FLUENT,采用有限差分方法和修正的速度-压力耦合算法SIMPLEC,计算了钢包内的燃烧现象,重点分析了不同煤气流量下钢包内煤气燃烧温度场的变化规律,并进行了试验验证。结果表明,煤气流量800 m3/h时,烘烤温度较为理想,并且烘烤均匀性好,是提高炉壁温度的最佳流量,计算结果与试验结果基本吻合。提出了可供现场参考的烘烤工艺参数。     

PROCAST数值模拟在高温合金精密铸造中的应用

计算材料科学是一门处于高速发展的交叉学科,利用数值模拟技术对熔模精密铸造过程进行仿真模拟正在逐步发展和实际应用。介绍了PROCAST有限元模拟软件的工作模块构成和数值模拟分析流程,通过研究高温合金凝固缺陷形成机制,预测缩孔、热裂纹、冷隔、浇不足等宏观冶金缺陷;通过模拟不同参数并对比实际产品质量情况,用以确定较理想的铸造工艺,包括冶炼参数和浇注系统设计。研究表明:模拟软件PROCAST能够较准确地预测铸件在充型凝固过程中产生的缺陷,通过多次模拟预测,优化浇注系统、模壳温度、浇注温度、浇注速度和定向凝固拉伸速度,确定最优工艺方案,可以明显减少铸件缺陷,提高铸件质量,降低生产成本。     

薄壁复杂扩压器部件熔模精密铸造工艺研究

扩压器部件为某型号航空发动机的核心部件,采用ZG1Cr11Ni2WMoV合金无余量精密铸造工艺铸造而成。该部件由内环、外环和空心支板三部分组成,最大直径Φ350 mm,整体壁厚2 mm。通过采用模具分体压制,精密夹具组合定位,熔模拼装组合成型的工艺方案,很好地解决了扩压器部件熔模的成型问题,并简化了模具结构,降低了模具制造成本,铸件尺寸精度可达到CT4级要求。设计采用顶注-侧注相结合的浇注系统,并通过改变局部壁厚,改善凝固条件有效地解决了疏松和缩裂问题。采用较高的型壳温度和适中的浇注温度,浇注出的铸件冶金质量优良,很好地满足了设计和使用要求。