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        利用模擬技術優(yōu)化產品鑄造工藝

        2014-10-08 11:38:28郭毅
        金屬加工(熱加工) 2014年7期
        關鍵詞:工藝優(yōu)化產品

        鑄造企業(yè)迫切需要鑄造模擬技術來減少或取消過多的工藝試驗,有效地保證工藝的可靠性,最大可能地優(yōu)化工藝,提升產品質量。

        中國重汽集團濟南鑄鍛中心鑄造技術室主任 郭 毅

        進入21世紀以來,利用鑄造模擬技術已經成為鑄造企業(yè)提升市場競爭力、發(fā)展壯大的重要手段之一。傳統(tǒng)的鑄造工藝設計方法一般都是借鑒以往類似產品的生產經驗,但是在生產新產品或復雜產品時,只能通過反復的工藝試驗來確定,存在較大的失誤風險,同時嚴重影響產品的生產進度。因此,各鑄造企業(yè)迫切需要鑄造模擬技術來減少或取消過多的工藝試驗,有效地保證工藝的可靠性,最大可能地優(yōu)化工藝,提升產品質量。

        下面以應用案例來說明模擬技術在工藝優(yōu)化中的重要作用,以期業(yè)界同行參考。

        我公司生產的支架屬于薄壁球墨鑄鐵件,因鑄件壁厚較薄,為防止產生鑄件冷隔、澆不足的缺陷,鑄件起始澆注溫度一般取1395℃,但是由于產品存在部分厚大結構,在鑄件厚大部位易產生縮孔、縮松的鑄造缺陷。且支架為受力件,此處缺陷會影響鑄件的強度,給整車帶來質量隱患。

        原鑄造工藝方案為一箱一件,采用濕型砂造型,一個鑄件用兩個冒口進行補縮,鑄件工藝出品率為59.6%。

        通過模擬軟件對原鑄造工藝方案進行凝固模擬,可以看到,鑄件厚大位置處熱節(jié)較大,冒口在鑄件尚未完全凝固時補縮通道已完全斷開,冒口的補縮效果明顯變差,且為實現(xiàn)鑄件補縮采用兩個冒口,極大地降低了工藝出品率。

        新工藝方案采用扁薄的內澆道代替一個冒口的工藝方案,通過扁薄內澆道引入金屬液,使內澆道盡早凝固,促使鑄件內部盡快建立壓力實現(xiàn)補縮。

        利用模擬軟件對新工藝方案進行鑄造過程的模擬驗證,通過凝固過程模擬,內澆道及時與鑄件斷開,利用全部或部分共晶膨脹量在鑄件內部建立壓力,實現(xiàn)補縮,使鑄件的工藝出品率提高了7%。

        實踐證明,采用CASTSOFT模擬軟件進行工藝方案模擬,既直觀又有效,有利于產品的新工藝開發(fā)及優(yōu)化;CASTSOFT模擬軟件可有效預測出工藝設計中存在的問題,并能通過凝固過程、溫度場分布、澆注過程等預測鑄件可能存在的鑄造缺陷,來改進及優(yōu)化工藝,可極大地節(jié)省工藝設計時間,且能精確地采取相應的改進措施,保證工藝可靠。

        相信鑄造凝固模擬仿真技術在鑄造行業(yè)中將得到進一步的發(fā)展,為鑄造技術人員提供更加精確、符合實際的幫助,給企業(yè)帶來更多的效益。

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