转盘类铸件消失模铸造工艺设计及优化王狂飞王有超莫亚林2（1.河南理工大学材料学院，河南焦作454000；2.河南理工大学机械学院，河南焦作454000）可能产生缩孔、缩松缺陷的位置。在此基础上确定了转盘类铸件的新工艺方案。结果显示，在少许改变原工艺方案的基础上，仅通过增加冷铁，就可对原工艺方案进行优化，并满足其技术要求。

　　的铸件如所示，它是由15个筋板将外圆筒与中间带凸台的小圆环连接而成，最大直径约670mm，高度约270mm，最小壁厚13mm，加上浇注系统，总质量约242kg.该铸件材质为HT250，造型所用材料为干砂。利用Pro/E进行三维造型，保存为STL格式，导人ViewCast.网格的划分为正六面体网格，网格数目为：200万。由ViewCast自带的网格剖分模块剖分。初始条件：铸件浇注温度1400 C，砂型消失模铸造是将负压技术与实型铸造相结合的一种新的铸造技术。由于干砂消失模铸造法大大简化了铸造工艺过程，省去了混砂、造型和制芯等工序，近年来，在国内获得了大力发展。由于消失模铸造充型及凝固过程的影响因素较多，工艺设计缺乏系统的理论及经验公式，需要大量的试验工作对新投产的铸件工艺进行研究，耗费大量的人力、财力。

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　　计算机模拟技术为节约生产成本提供了可能。在消失模铸造过程中，由于底注式浇注系统可以使金属液的充型方向与泡沫模型的退让方向及分解产物上升方向相同，有利于建立稳定的充型前沿，在实际铸造中，经常采用此工艺方案，为此，本文利用ViewCast软件，对采用此方案下某厂汽车转盘铸件过程进行了数值模拟，预测了铸造过程中产生的缩松缺陷，分析产生的原因，并提出改进工艺的方案。

　　1模型的建立转盘类产品品种较多，产品结构复杂，现模拟用：2010-11-15铸造过程计算机模拟的研究；2原方茶及模拟结果2.1原方案工艺设计根据盘类零件以及消失模铸造特点，将直浇道设在转盘类件轴线位置，采用底注式浇注系统，金属液从4个内浇道同时流入铸件，金属液易于充满铸型，同时设15个冒口，冒口直径约100mm，铸造工艺如所示。

　　2.2模拟计算结果的分析讨论铸件凝固模拟的结果如所示。从可以看出，由于连接筋板最先凝固，中间小圆环被断开后金属液难以补缩。可以预测，在最后凝固的中间小圆环部位可能产生缩孔、缩松等缺陷，因而，需对原铸造工艺进行改进。

　　3改进工艺方案及模拟结果3.1工艺改进由于原方案工艺中铸件中间部位易产生缺陷，分析模拟结果也发现，从连接筋板注入中间小圆环的铁液，由于连接筋板先凝固，导致该区域补缩通道消失而产生缩孔、缩松缺陷。因此，在改进方案中仅可以在此部位增加冷铁，冷铁形状如（b）所示，冷铁位置如（a）所示。在圆环上端面以及在小圆环板中凸台孔位置置入冷铁，促使铸件实现由筋板到冒口的顺序凝固，而其它工艺不变。

　　3.2凝固结果分析铸件凝固模拟的结果如所示。从中可以看出，铸件中心部分最先凝固，然后是连接筋板，而外圆筒最后凝固。由于增加了冒口补缩作用，在最（a）冷铁位置（b）冷铁形状改进的工艺方案阁5改进方案的凝阂过程模拟结果后凝固的部位产生缩孔、缩松等的可能性大大降低，而中间小圆环的缩松消失。通过模拟，在少许改变原工艺方案基础上，仅增加冷铁，就可对原工艺方案进行优化，并满足其技术要求。

　　固相率（> 4结论依据盘类件的结构特点及技术要求，拟定出铸造工艺方案。

　　利用ViewCast软件对原方案的充型和凝固过程进行数值模拟，获得了盘类件铸造过程中不同时刻的温度场分布图，预测出潜在的缺陷，即缩孔和缩松位置。

　　通过增加冷铁制定出改进方案，数值模拟表明改进方案可有效地避免上述缺陷，优化铸造工艺。