ZL201合金舱段铸件的铸造工艺设计及优化

方案

根据铸件结构特点，设计铸造工艺模拟方案如下：

方案一：上端框为分型面，采用8根Φ75的缝隙浇道避开加强筋浇注，放置冷铁。

方案二：上端框为分型面，采用8根Φ75的缝隙浇道避开加强筋浇注，放置冷铁，浇道升高80mm（图5）。

方案三：上端框为分型面，采用8根Φ75的缝隙浇道避开加强筋浇注，放置冷铁，顶部放置6个冒口。（图3）

5.3 模拟结果分析

对比图6-7发现：铸件温度场与正对浇道浇注有所不同；其中筋板处温度与平面一致，未出现高温现象，浇道连接处也未出现高温点，凝固趋于导热方向，添加冷铁和冒口后，该平面在冒口和冷铁的作用下出现明显的凝固温度梯度，冒口对筋板补缩起到一定作用，铸件缩松和与正对浇道浇注产生的位置、大小有所不同，其中筋板和浇道连接处未出现孤岛，仅浇道连接处出现明显补缩通道锁死迹象，凝固趋于导热方向。根据图片分析发现第四、五种方案浇道连接处由于出现明显的补缩通道锁死，在凝固后期该部位将无法得到有效地补缩，故该处缩松趋势明显（缩松等级0.011），第七種方案筋板处由于冒口共热导致出现大面积补缩通道锁死的情况，由于得不到有效补缩故该部位缩松严重（缩松等级0.011），第六种方案中铸件凝固梯度明显，过热凝固孤岛能进入浇道内，故该处铸件质量要求（缩松等级0.006）。

6 结论

通过该舱段铸件按模拟方案五至方案七进行生产检验，其中方案五浇道连接处出现直径Φ10mm缩孔，深度大约10mm，与模拟结果吻合，方案七在加强筋部位出现大面积内部2级疏松，面积大约100mm2，浇道连接处无缺陷，方案六内部质量满足要求，浇道内出现缩孔，与模拟结果吻合。后按照方案六生产了7台舱段铸件，7台内部质量完全满足用户要求，现已交付用户。

参考文献

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