基于模拟技术的球墨铸铁件铸造工艺优化.pdf

造 Casdng 基于模拟技术的球墨铸铁件 铸造工艺优化 西安文理学院物理与机械电子工程学院(陕西710065) 鲁瑞轩何斌锋 铸造是零件毛坯最常用的生产工艺之一。铸造 具有很多特点，与其他成形工艺相比，其不受零件 毛坯的重量、尺寸和形状的限制。对机械加工十分 困难，甚至难以制得的零件，都可用铸造方法获 得。铸造工艺(造型、造芯、浇注、落砂、清理及 其后处理等)是铸造生产的核心，是能否生产优质 铸件的关键，古今中外都把提高和发展工艺水平， 视为推动行业技术进步，满足经济和社会发展需要 的一个重要组成部分。铸件充型凝固过程计算机数 值模拟仿真是利用计算机技术来改造和提升传统铸 造技术，可以有效地预测各种缺陷及其大小、部位 和发生的时间，确保铸件的质量，缩短试制周期， 降低生产成本。 1．计算机辅助分析 应用该软件进行模拟分析的流程如图1所示。 图1 View Cast的应用流程 利用Pro／E软件画出铸件的实体模型，将铸件 的模型保存为 ．STL格式文件，将其导人View Cast 软件进行网格划分。网格划分越细，计算结果越精 确。虽然细化网格有助于计算结果的精确性，但会 导致计算时间过长。基本模拟思路为：利用View 西安文理学院校级大学生创新创业训练计划资助项目。 84 要 尊 磊 工 Cast软件预测铸件产生缩孔、缩松的部位和大小， 然后改进和优化铸造工艺，实现铸造工艺设计一数 值模拟验证一改进设计的优化设计路线，直到模拟 结果符合工艺要求。 2．铸件工艺分析 铸件的三维立体结构如图2所示，铸件轮廓 尺寸为855mm×474m1TI×515mm，最小壁厚为 10mm，最大壁厚为75mm，质量为168kg，材质为 QT5o0—7，其化学成分见表1，力学性能见表2。 一一 图2零件的三维实体 表1 QT500—7的化学成分(质量分数) (％) C Si Mn S P Mg Fe 3l4～3_8 2-2～2．9 <0．5 <0．04 <0．07 O．O3～0．O6 剩余 表2 QT500—7的力学性能 抗拉强度 屈服强度 伸长率 尺 ，MPa 尺P0 2／MPa A(％1 硬度HBW 基体组织 500 320 7 l70～230 铁素体+珠光体 由于球墨铸铁具有糊状凝固特性，其共晶凝【副 温度范围较大，金属液凝固时有较大的共晶膨胀现 象，故对铸型刚度有一定要求，球化等级需达四级 以上，金属液浇注前进行型外球化处理，铸件不得