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ZM6机匣的凝固过程数值模拟及工艺方案优化

陈丹

  航空镁合金机匣的结构复杂,尤其以某型航空机匣壳体铸件为代表,它铸造缺陷较多而且难以克服。航空机匣壳体铸件是国内最难生产的镁合金铸件,在铸件的生产过程中准备了多套及多种样式的模具、测具及冷铁,该机匣从制芯到浇注周期较长,这样就给浇注带来了很大的困难,而且工艺出品率很低。所以本文采用计算机数值模拟方法对其进行工艺改良,提高工艺出品率。 鉴于以上原因,本文采用AnyCasting软件对铸造镁合金机匣充型及凝固过程进行模拟,并对合金铸件的铸造缺陷进行了预测,并探讨对其工艺改进,从而用于生产。 依通常经验确定了首个工艺方案,以此为起点分步骤开展了ZM6机匣凝固过程数值模拟工艺方案的优化研究。方案一结果表明,镁合金机匣在凝固过程中由于得不到外来液体补缩,所以铸造缺陷较多;方案二,在对镁合金机匣设置合理的冒口后进行凝固过程模拟,铸件中的缺陷明显减少,但有些部位的缺陷仍未消除,原因在于冒口不能完全发挥其补缩作用;方案三,针对方案二的缺陷,对铸件设置合理的冷铁后进行凝固过程模拟,结果表明,冒口和冷铁的配合使用有效的改善了铸件质量,铸件中的缺陷已基本消除;方案四,为了与实际情况更加吻合,对铸件设置合理的浇注系统,并对充型及凝固过程进行模拟,结果表明,在充型过程中,充型基本平稳,说明浇注系统设置合理;在凝固过程中充型速度影响铸件在凝固开始时的温度场分布,充型速度过快,不利于热量散失,在铸件的厚大部位形成热节。但充型速度过慢,会导致局部先凝;最后得出充型速度为0.6m/s时,充型平稳,温度场分布均匀,铸件中缺陷基本消除。 通过使用AnyCasting软件,对铸造镁合金机匣的冒口、冷铁设置的合理性进行了预测,而且在设置完浇注系统后,得出最佳的工艺为:浇注温度为770℃,浇注速度为0.6m/s。……   
[关键词]:铸造镁合金;AnyCasting;铸造工艺;缩孔缩松
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:哈尔滨理工大学2011年