供油壳体铸造成型的数值模拟及工艺改进

发布时间：2020-07-16 09:04

【摘要】：供油壳体是船舶上的重要零部件之一,该产品在使用过程中要承受一定的载荷与摩擦,其内孔面的加工精度要求较高,装配后要求该面具有良好的密闭性,且不能有铸造缺陷。在该产品初期开发试制过程中,发现铸件上有夹杂、缩孔、缩松等缺陷,严重影响产品质量。由于客户要求的供货周期较短,所以本文采用数值模拟实验与现场试模相结合的技术路线,对铸液流动充型和冷却凝固过程进行仿真,预测、分析铸造缺陷产生的倾向、位置及其形成原因。在数值模拟实验基础上,通过工艺方案改进和物理试模,制定出合理的满足客户需求的供油壳体铸造工艺,以保证生产任务的顺利完成。结果表明:(1)针对铸件材料QT450-10(C3.5~3.8,Si2.6~2.8,Mn≤0.3,P≤0.06,S≤0.03),选择Fe Si Mg8RE为球化剂、BS-1A为孕育剂进行球化孕育处理(其中,球化处理采用冲入法)制备的铸液满足产品使用性和工艺性要求。(2)提高浇注温度至1380℃,并采用冷冒口设计,可以改善铸液的充型质量。(3)在铸件内孔口设置冷铁会使冒口颈部的铸液凝固变快,进而封闭冒口的补缩通道,导致铸件内出现孤立液相区(热节),增大缩孔缩松产生的倾向。(4)虽然直接成型铸件的台阶孔可以降低铸型装配难度,减少后续机械加工工序,提高材料整体利用率,但台阶孔结构不利于杂质上浮于铸件表面,杂质易在台阶处堆积,必须为台阶孔留出较大的加工余量。(5)本文设计的工艺改进方案二(浇注温度1380℃,冷冒口,非台阶孔,孔内不设冷铁)对于批量生产符合质量要求的供油壳体铸件可行。
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U671.3
【图文】：

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图 1.1 铸造工艺流程图Fig. 1.1 Flow diagram for casting process作为一种传统的热加工工艺，铸造成型可以改善流动性差的金属的充型能力，制

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17图 3.1 供油壳体产品图Fig.3.1 The product drawing of oil supply shell casingQT450-10

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电炉铁液处理温度为 1450℃，球化处理工艺采用冲入法，球化反应时间 2～3 分钟。如图3.3 所示。图 3.3 冲入法示意图The schematic diagram of nodularizing process1—稀土镁合金 2—铁屑 3—草灰 4—处理包 5—铁液流 6—出铁槽

【参考文献】