基于数值模拟的通海阀铜合金铸件工艺优化

针对某船舶通海阀在铸造过程中易产生缩孔、缩松等缺陷问题，以Cu-7Ni-7Al-4Fe-2Mn合金通海阀铸件为研究对象，使用三维制图软件UG构建了铸件3D模型，并结合通海阀铸件的结构特性，设计了底注式浇注系统。利用数值模拟软件模拟了铸件的砂型铸造过程，分析了可能出现缩孔、缩松缺陷的位置，优化了通海阀铸件的浇注系统。研究了浇注温度、浇注时间、铸型预热温度等参数对铸件缩孔、缩松率的影响规律，结合正交试验方法优化出匹配的铸造工艺参数。研究结果表明，工艺参数对通海阀铸件缩孔率的影响程度从大到小依次是浇注时间、铸型预热温度、浇注温度。优化后的工艺参数分别为浇注温度1 200℃，浇注时间30 s，铸型预热温度35℃。通过在铸造缺陷较多的部位增大冒口尺寸，有效减少了缩孔、缩松铸造缺陷的产生。