大型复杂薄壁钦合金铸造熔模精密铸造配件充型凝固过程

发布时间：2016年7月28日   |   阅读次数： 125

大型复杂薄壁钦合金铸造熔模精密铸造配件充型凝固过程
近年来随着熔模铸造在钦合金、Teal金属间化合物等航空材料中得到广泛的应用，熔模铸造的充型凝固过程研究成为热点，并从理论上导出了熔模铸造离心压力下铸造充型凝固过程的数学模型。
充型过程在大型复杂薄壁钦合金精密铸造配件生产过程中起着重要作用，许多铸造缺陷如卷气、夹杂、缩孔、冷隔等都与其有关。为了控制充型顺序和流动方式以获得优质铸造，精密铸造生产厂家对充型凝固过程进行计算机模拟很有必要。这可以使我们更好地了解金属液在离心力场下的充型流动行为，从而预报铸造在凝固过程中产生的缩孔和缩松缺陷、辅助设计浇注系统、正确地确定离心充填工艺。这可以缩短大型复杂薄壁钦合金精密铸造配件研究周期、降低工艺实验成本。
大型复杂薄壁钦合金铸造容易发生浇不足缺陷，而且钦合金铸造中大于10mm的缩孔，很难再热等静压中压扁焊合，这样就需对钦铸造中的缺陷进行预测，从而辅助设计浇注系统。
钦合金离心浇注工艺参数主要包括离心转速、熔炼电流，熔炼电压不、熔化质量。最重要的离心浇注工艺参数是离心转速。当离心转速太低时，钦合金液充型力不足，会导致浇不足、冷隔等铸造缺陷。相反，当离心转速太高时，型壳受到的离心作用力过大、超过型壳强度，型壳破裂，会导致铸型跑火的严重事故。通过充型过程的模拟可以确定出合适的离心浇注工艺参数，从而节约时间、降低成本。
由于近年来，铸造过程充型和凝固模拟取得了巨大的进步，出现了许多用于分析铸造过程充型和凝固行为的商业软件，如MagmaProCastAnycasting等。这些软件在优化铸造工艺、保证铸造质量、缩短生产试制周期，降低铸造生产成本等方面发挥了重要作用。
迄今为止，熔模精密铸造充型过程及铸造凝固温度场的数值模拟技术发展得比较成熟，对缩孔疏松等缺陷的预测研究也很深入，并已经在实际生产中得到了应用。随着铸造凝固模拟的进一步深入，研究者开始把目光转向铸造微观组织的模拟研究。铸造凝固模拟的目的是对运动的固液界而进行时间和空间上的描述，包括对铸造完整性(有无缺陷)、微观组织及固相分数的预测。随着计算方法及计算机硬件的不断发展，对铸造微观组织的准确模拟将成为可能。
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