铸造FOUNDRYSep.2014Vol.63No.9·891·铁型覆砂磨球铸造工艺设计及模拟分析杨光耀1，朱协彬1，王仲珏1,2，周道宏2，房文亮1（1.安徽工程大学机械与汽车工程学院，安徽芜湖241000；2.安徽省宁国新宁实业有限公司，安徽宁国242300）摘要：介绍了铁型覆砂磨球铸造工艺流程及质量要求。在铁型覆砂磨球铸造工艺设计的基础上，运用铸造模拟软件MAGMAsoft进行工艺仿真，分析工艺模拟的结果，提出工艺优化方案。在实际生产中验证工艺的合格性，从而达到缩短研发周期、提高铸件质量和降低生产成本的目的。关键词：铁型覆砂；磨球铸造；模拟分析；工艺优化：TG391.9文献标识码：B：1001-4977（2014）09-0891-04ProcessDesignandSimulationAnalysisofGrindingBallCastinginIronMouldCoatedSandYANGGuang-yao1，ZHUXie-bin1，WANGZhong-jue1,2，ZHOUDao-hong2，FANGWen-liang1(1.SchoolofMechanicalandAutomotiveEngineering,AnhuiPolytechnicUniversity，Wuhu241000,Anhui，China；2.AnhuiProvinceNingguoXinningIndustryCo.，Ltd.，ningguo242300，Anhui，China)Abstract：Theprocessflowofsand-linedironmetalandqualityrequirementsofgrindingballcastingwaspresented.Onthebasisofsand-linedironmetalgrindingballcastingprocessdesign,processsimulationandresultsanalysisbyusingthesoftwareofMAGMAsoft,theoptimizationschemewasputforward.Theoptimizedprocesswasvalidatedinactualproduction,thedevelopmentcyclewasshorted,thequalityofthecastingwasimprovedandthecostofproductionwasreduced.Keywords：sand-linedironmold；grindingballcasting；simulationanalysis；processoptimization磨球铸件在钢铁耐磨铸件材料中占很大的市场比重，且使用的工况环境较为恶劣，这就需要提升磨球铸造生产的高效性和可靠性，以保证在大量生产铸件的同时保证铸件的质量。磨球的铸造方法分为砂型铸造、金属型铸造和铁型覆砂铸造，其中，砂型铸造虽然成本低、透气性好，但其铸件尺寸精度低、传热效果差、容易出现冲砂夹砂缺陷，且生产效率低；铁型铸造生产效率高、可重复使用、传热效果好、尺寸精度高，但铸型无退让性、透气性和补缩效果较差[1]；铁型覆砂铸造是在金属型型腔上覆盖一定厚度砂层的铸造工艺，该工艺综合了金属型铸造和砂型铸造的特点，同时具有金属的激冷作用与砂型的退让性能，这种铸造方法生产的磨球铸件，性能上能够得到更好的保障，且易于实现自动化生产[2]。铸造工艺模拟是铸造领域中较为先进的技术，通过运用该技术，能够在保证铸件质量的同时，缩短研发周期、降低生产成本。本文在分析磨球铸件性能与工艺要求的前提下，使用铸造模拟软件MAGMAsoft对Φ60mm磨球铸件铁型覆砂铸造工艺进行充型和凝固过程模拟，分析模拟结果，提出工艺改进方案，对改进后的工艺进行再次模拟，并通过实际生产来验证改进工艺的正确性。1磨球铸件的应用及使用性能要求磨球是粉料生产与加工中磨机设备的主要部件，主要用于建材水泥、矿山、电力和化工等行业的生产中，在加工过程中磨球直接与研磨材料接触，是最易磨损、破碎的部件，加之恶劣的工况环境也会降低磨球的使用寿命，所以磨球铸件使用性能是否合格，将直接影响粉料加工的质量与铸件的使用寿命。磨球的使用性能指标主要有：抗磨性、冲击韧性和冲击疲劳抗力。抗磨性越高的磨球使用寿命越长，抗磨性高低与硬度值成正比；研磨过程中物料会从高处落下与磨球发生冲击作用，这就要求磨球具有较好的冲击韧性；在磨球与物料的不断冲击作用下，磨球应具有较好的冲击疲劳抗力以防止磨球剥落和开裂[3]。2工艺流程、技术要求及设计方案2.1铁型覆砂磨球铸造工艺流程铁模覆砂铸造生产已成功应用于自动生产线中，图1是新宁公司研发设计的铁型覆砂生产线工艺流程，收稿日期：2014-06-09收到初稿，2014-06-23收到修订稿。作者简介：杨光耀（1990-），男，工学硕士，研究方向为铸造过程CAD/CAE分析。E-mail：yangguangyao202@163图2三维造型图Fig.2Three-dimensionalmodelingfigure图1铁型覆砂磨球铸造工艺流程图Fig.1Theflowchartofsand-linedironmetalgrindi...