本文關(guān)鍵詞：消失模鑄造中階梯澆注系統(tǒng)的適用性分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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VO I . 6 3 NO. 1

臣圊

消失模鑄造中階梯澆注系統(tǒng)的適用性分析 周洪，肖沅均 ( 1 .攀枝花學(xué)院材料工程學(xué)院，四川攀枝花 6 1 7 0 0 0;2 .成都云內(nèi)動(dòng)力有限公司，四川成都 6 1 0 1 0 1 )

摘要：砂型鑄造中廣泛使用的階梯澆注系統(tǒng)常常被運(yùn)用于消失模鑄造，實(shí)踐證明這樣的技術(shù)移植并不總是成功的。 為了探索階梯澆注系統(tǒng)在消失模鑄造中的適用性，數(shù)值模擬了消失模鑄造中兩種階梯澆注系統(tǒng)對(duì)板類和套類鑄件的充型過(guò)程。研究發(fā)現(xiàn)，空心階梯澆注系統(tǒng)的所有內(nèi)澆口幾乎同時(shí)開始充型，而實(shí)心階梯澆注系統(tǒng)的各內(nèi)澆口開始充型的先后順序與澆口杯至內(nèi)澆口的流線長(zhǎng)度相關(guān)，，流線短的先開始充型。結(jié)果表明，實(shí)心帶輔助直澆道的階梯澆注系統(tǒng)在消失模鑄造中可以實(shí)現(xiàn)階梯澆注系統(tǒng)的功能，有較好的適用性，并且實(shí)心比空心效果好。

關(guān)鍵詞：流動(dòng)形態(tài)；階梯澆注系統(tǒng)；輔助直澆道；消失模鑄造；數(shù)值模擬

中圖分類號(hào)：G 2 4 9 . 6;T P 3 9 1 . 9

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1 0 0 1— 4 9 7 7( 2 0 1 4 )0 1— 0 0 3 8— 0 7

Ap p l i c a b i l i t y o f St e p Ga t i n g Sy s t e m i n L o s t F o a m Ca s t i n g Pr o c e s s Z H O U H o n g , XI AO Y u a n - j u n ( 1 . De p a r t me n t o f Ma t e r i a l s En g i n e e in r g, P a n z h i h u a Un i v e r s i t y, P a n z h i h u a 6 1 7 0 0 0, S i c h u a n, C h i n a; 2 . Ch e n g d u Yu n n e i P o we r Co ., L t d ., C h e n g d u 61 0 1 01, S i c h u a n, Ch i n a )

Ab s t r a c t: Th e s t e p g a t i n g s y s t e m wi d e l y u s e d i n t h e s a n d c a s t i n g p r o c e s s h a s b e e n o t f e n u s e d i n l o s t f o a m

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t i n g ( L F C )p r o c e s s, a n d p r a c t i c e c o n i f r ms t h a t t h e t e c h n i c a l￣ a n s p l a n t d o e s n o t a l w a y s s u c c e e d . I n o r d e r t o e x p l o r e t h e a p p l i c a b i l i t y o f s t e p g a t i n g s y s t e m i n t h e l o s t f o a m c a s t i n g p r o c e s s, t h e il f l i n g p r o c e s s o f t wo k i n d s o f

p l a t e a n d j a c k e t c a s t i n g s a n d c o r r e s p o n d i n g t wo t y p e s o f s t e p g a t i n g s y s t e m w a s s i mu l a t e d . T h e r e s e a r c h s h o ws t h a t f o r t h e h o l l o w s t e p g a t i n g s y s t e m, t h e l i q u i d me t a l s t a r t i f l l i n g a l l t h e i n g a t e s a l mo s t a t he t s a me t i me, a n d t h e s e q u e n c e or f s o l i d s t e p g a t i n g s y s t e m i s r e l e v a n t t o t h e l e n g t h o f t h e l f o w l i n e f r o m p o u r i n g c u p s t o i n g a t e s a n d t h e o n e wi t h s h o r t f l o w l i n e b e g i n i f l l i n g i f r s t . Th e r e s u l t s i n d i c a t e t h a t t h e s t e p g a t i n g s y s t e m wi t h a u x i l i a r y s p r u e c a n a c h i e v e he t f u n c t i o n o f s t e p g a t i n g s y s t e, h m a s a g o o d a p p l i c a b i l i t y i n L F C, a

n d t h e s o l i d s t e p g a t i n g s y s t e m i s b e t t e r t h a n t h e h o l l o w o n e .

Ke y wo r d s:f i l l i n g p a t t e m; s t e p g a t i n g s y s t e m; a u x i l i a y r s p r u e; l o s t f o a m c a s t i n g; n u me r i c a l s i mu l a t i o n

階梯澆注系統(tǒng)常用于高大鑄件的生產(chǎn)，其主要目 的是實(shí)現(xiàn)自下而上的分層充型及形成由下往上逐漸升

在為消失模鑄造工藝設(shè)計(jì)提供有效指導(dǎo)。

高的金屬液溫度梯度。一段時(shí)間以來(lái)，由于消失模鑄 造工藝設(shè)計(jì)規(guī)范的缺乏，階梯澆注系統(tǒng)也常常被移植到消失模鑄造工藝設(shè)計(jì)中[ 1】。然而，由于消失模鑄造中金屬液充型受到泡沫模樣氣化產(chǎn)物的強(qiáng)烈阻礙，金屬

1 數(shù)學(xué)模型 以F L O W. 3 D軟件包為模擬軟件，用自定義消失模鑄造模塊模擬了兩種階梯澆注系統(tǒng)的充型過(guò)程。

1 . 1基本消失模模型 文獻(xiàn)[ 8]認(rèn)為，在消失模鑄造過(guò)程中，E P S泡沫充滿鑄型型腔，當(dāng)泡沫還是固體時(shí)，金屬液不能填充泡沫所占空間；當(dāng)泡沫受熱軟化、熔化、氣化后失去強(qiáng) 度時(shí)，金屬液才可以對(duì)該局部進(jìn)行充填，從這種意義

液充型形態(tài)與普通鑄造明顯不同，因此將階梯澆注系 統(tǒng)應(yīng)用于消失模鑄造并不總是成功的。胡志君等人【 2]運(yùn)

用階梯澆注系統(tǒng)制造某殼體鑄件，5 0件鑄件中有 1 2件 存在冷隔缺陷，因此建議不宜在消失模鑄造中使用階梯澆注系統(tǒng)。然而，也有人用階梯澆注系統(tǒng)成功地鑄造了很多類型的消失模鑄件[ 3 ' 5】。這給消失模鑄造工藝

上講，金屬液取代泡沫的運(yùn)動(dòng)由熱傳遞機(jī)理控制，而 非金屬液的壓力或慣性。 F L O W- 3 D中，泡沫模樣被表示為一種特殊的障礙物，當(dāng)金屬液進(jìn)入一個(gè)含有 E P S泡沫的網(wǎng)格單元時(shí)，

設(shè)計(jì)者帶來(lái)了困惑。雖然許多研究【 3涉及到了消失模鑄造中的階梯澆注系統(tǒng)，可是很少有人分析導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果不同的原因。本研究運(yùn)用數(shù)值模擬的方法探索了消失模鑄造階梯澆注系統(tǒng)中金屬液充型流動(dòng)形態(tài)，旨

將計(jì)算在接下

來(lái)的一個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)時(shí)間范圍內(nèi)E P S泡沫因接收金屬液傳來(lái)的熱量而消失的體積，計(jì)算式為：

基金項(xiàng)目：四川省教育廳重點(diǎn)科研項(xiàng)目( 1 1 Z A 2 5 9 )。收稿日期：2 0 1 3 - - 0 8 - 2 1收到初稿，2 0 1 3 - 0 9 - 2 1收到修訂稿。 作者簡(jiǎn)介：周洪( 1 9 6 6 - ),男，高級(jí)工程師，副教授，主要從事鑄造工藝研究。E - ma i l: p z h uz h o u h o n g@1 6 3 . c o r f l _

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