《铸造技术》

文章标题:薄壁框型钛合金铸件熔模铸造数值模拟及验证

文章作者:孙 冰1,2,杨 光1,2,李渤渤1,2,乔海滨1,2,孙宏喆1,2,王 非1,2
关 键 字:钛合金;仿真模拟;浇注系统设计;铸造缺陷
文章摘要:
薄壁框架类钛合金铸件是铸造领域复杂结构件之一,被广泛应用于航空、航天领域的高端装备重要部件 中,对尺寸及形位公差要求严格。由于框架类铸件结构复杂、壁薄且厚度不均,在铸造过程中很容易出现缩孔、变形等缺 陷,因此在确定铸造工艺时需要多方面考虑,并通过铸造模拟软件评价工艺的可行性。 针对薄壁框型架大体积、大厚壁 比、结构复杂,铸造过程易出现缩松缩孔、热裂、变形等的问题,设计顶注式和底注式两种浇注系统方案,采用ProCAST 铸造仿真数值模拟软件对两种浇注充型凝固过程温度场、应力场模拟,分析了铸造凝固过程中框型件总缩松率、残余应 力、残余变形情况,确定了底注充型方案的可行性,经过对比分析发现,底注式浇注生产的钛合金框型架,相比于顶注式 浇注充型过程更加平稳,总缩松率较小,铸件本体肋板及壁板之间的有效应力明显降低,总变形量降低到0.5mm以下, 且变形主要集中于冒口及冒口所在平面。 结果表明,底注加冒口工艺有效解决了铸件热节缩孔问题,铸件成形质量、冶 金质量和尺寸控制达到预期效果,同时运用铸造仿真模拟技术可有效指导实际铸造过程,缩短试制周期,降低生 产成本。