基于数值模拟的通海阀铜合金铸件工艺优化

针对某船舶通海阀在铸造过程中易产生缩孔、缩松等缺陷问题,以Cu-7Ni-7Al-4Fe-2Mn合金通海阀铸件为研究对象,使用三维制图软件UG构建了铸件3D模型,并结合通海阀铸件的结构特性,设计了底注式浇注系统。利用数值模拟软件模拟了铸件的砂型铸造过程,分析了可能出现缩孔、缩松缺陷的位置,优化了通海阀铸件的浇注系统。研究了浇注温度、浇注时间、铸型预热温度等参数对铸件缩孔、缩松率的影响规律,结合正交试验方法优化出匹配的铸造工艺参数。研究结果表明,工艺参数对通海阀铸件缩孔率的影响程度从大到小依次是浇注时间、铸型预热温度、浇注温度。优化后的工艺参数分别为浇注温度1 200℃,浇注时间30 s,铸型预热温度35℃。通过在铸造缺陷较多的部位增大冒口尺寸,有效减少了缩孔、缩松铸造缺陷的产生。

基于ProCAST的铜合金舷侧阀体铸造工艺优化

针对Cu-7Ni-7Al-4Fe-2Mn合金电液舷侧阀铸造过程中易产生缩松、缩孔缺陷的情况,基于ProCAST软件模拟了电液舷侧阀阀体的铸造过程,预测原始工艺铸造过程中阀体产生缩松、缩孔等铸造缺陷的区域以及体积。发现大部分缺陷分布于法兰盘处,此时铸件缺陷体积为195.33 cm^(3)。根据模拟结果,提出了增大冒口尺寸以及增设冷铁的优化方案,优化后阀体的缩松、缩孔缺陷体积减小了97.5%。采用优化后的电液舷侧阀铸造工艺进行试验验证,获得了品质较好的铸件,验证了优化方案的合理性。