收稿日期:2006-01-24收到初稿,2006-04-07收到修订稿。作者简介:俱英翠(1980-,女,河北无极县人,硕士研究生,主要从事铸造充型凝固过程的数值模拟技术研究。电话:022-26564701,俱英翠1,李日1,刘宏伟1,马军贤1,刘军利1,付宏江2,郑晋宝2(1.河北工业大学材料学院,天津市300130;2.河北省迁安市海钺耐磨金属材料厂,河北迁安064409摘要:利用数值模拟技术,分析对比了四种铸件消失模铸造和普通空腔铸造充型过程的差异,以及流动进程中的温度场分布的差别。结果表明,消失模充型顺序与普通空腔铸造充型顺序大为不同,消失模流动过程的热量损失较普通空腔铸造热量损失大得多。同时发现,在消失模铸件表面容易因残余泡沫而造成表面渣气孔,实际铸件的表面质量也证明了这一点。针对消失模的这些特点提供了改进工艺的实例。关键词:数值模拟;消失模;铸造;充型过程:TG249.6-39;TG142.72文献标识码:A:1001-4977(200611-1158-04JUYing-cui1,LIRi1,LIUHong-wei1,MAJun-xian1,LIUJun-li1,FUHong-jiang2,ZHENG激n-bao2(1.SchoolofMaterialsScienceEngineering,HebeiUniversityofTechnology,Tianjin300130,China;2.HebeiQian'anHaiyueWearResistantMetalFactory,Qian'an064409,Hebei,ChinaAbstract:Bynumericalsimulation,thedifferenceoffillingprocesscoupledwithtemperaturefieldofEPCandthecommoncastingtechnologyfor4kindsofcastingswasanalyzedandcompared,thesimulationresultshowedthatinEPCmold,theliquidfillingorderhasgreatdifferencefromthatofincommonmold.Inthemeantime,theheatlostthroughthefillingwayinEPCwasalsogreaterthanthatincommonmold.Inaddition,imperfectionslikedragandgasholeswereeasytoturnoutinthesurfaceofEPCcastingforimperfecttechnologydesign,andthiswasverifiedbytheactualcastings.AndanexampleofimprovedprocesswasprovidedforthefeaturesofEPC.Keywords:numericalsimulation;EPC;foundry;fillingprocess.消失模铸造与普通铸造充型过程特点的数值模拟对比分析TheAnalysisandComparisonofTheFillingProcessofEPCandSimpleCavityFoundry“消失模铸造被铸造界誉为21”“”世纪的铸造新技术、铸造的绿色工程。消失模铸造工艺由于具有铸件尺寸精度高、机械加工余量少、环境污染小、生产适应性强等诸多优点,被认为是一项很有发展前景的近净型加工技术和清洁生产技术[1]。目前,我国消失模铸造技术日趋成熟,研究单位和应用厂家越来越多。消失模铸造与其他铸造方法的显著差异在其充型过程的特殊性,与普通空腔铸造技术相比,影响消失模充型过程的工艺因素很多,这些因素之间的交互作用使问题更加复杂,而铸造缺陷大多产生在充型过程中[2]。本文利用ProCAST模拟软件,选择四种铸件进行消失模充型过程和普通空腔铸造充型过程的对比模拟,并结合实际浇注结果,总结了消失模铸造充型的工艺特点,针对链轮提出改进工艺的方案。1各铸件主要参数设置及简单工艺分析研究的对象是河北省迁安市海钺耐磨金属材料厂实际生产的消失模铸件,如图1所示,分别为甩子盘(图1a,锤头(图1b,链轮(图1c和链节(图1d,各铸件主要参数与实际生产情况如表1所列。模拟中各件消失模铸造与普通空腔铸造采用相同的浇注系统,设计采用消失模设计方法,均比空腔铸造的设计比例大20%~50%,各铸件均为耐磨件,要求有足够的强度。Nov.2006Vol.55No.11铸造FOUNDRY11582模拟过程对比与分析消失模铸造与普通空腔铸造的差别是浇注时型腔被泡沫塑料模样占据,金属液的充型过程实际上是金属液置换泡沫塑料模样的过程,这使消失模充型与普通空腔铸造充型有很大的区别。从图2甩子盘的模拟过程明显看出,在消失模铸造充型过程中,充型前沿与模样间存在气隙层,其中的气体压力对金属液充型有阻碍作用,而其本身对金属液充型有缓冲作用,导致充型速度减慢。与图3空腔铸造模拟图充型时间对比可以发现,在充型量基本相同的情况下,消失模充型时间比空腔铸造要长,相应的充型速度要小。从图4、5的对比可以发现,消失模是逐步被金属液替代,最后充满的位置是锤头的柄部,而图5中空腔铸造是金属液首先喷入型腔,然后靠重力作用,金属液首先到达锤柄部位,最后充满的...