【摘要】：研究了一種鏤空薄壁環(huán)狀ZTC4框架的熔模鑄造工藝。鑄件輪廓尺寸為φ345 mm×150 mm,最小壁厚為2.5mm,環(huán)面為菱形鏤空結(jié)構(gòu)。利用華鑄CAE軟件對(duì)該鑄件充型過(guò)程中的溫度場(chǎng)及縮孔、縮松分布進(jìn)行了數(shù)值模擬,并根據(jù)模擬結(jié)果優(yōu)化了澆注系統(tǒng),進(jìn)行了鑄件生產(chǎn),得到了質(zhì)量合格的鑄件。
【圖文】：

架結(jié)構(gòu)示意圖，該鑄件為鏤空、薄壁、環(huán)狀結(jié)構(gòu)，由上、下兩安裝邊及中間菱形鏤空結(jié)構(gòu)組成。鑄件輪廓尺寸為鐖３４５ｍｍ×１５０ｍｍ，上、下兩安裝邊的厚度均為３ｍｍ，中間菱形鏤空結(jié)構(gòu)厚度為２．５ｍｍ，寬度為５ｍｍ。該鑄件在鑄造過(guò)程中存在３個(gè)難點(diǎn)：①鏤空薄壁結(jié)構(gòu)使液態(tài)金屬充型過(guò)程中分流嚴(yán)重，流動(dòng)阻力增大，冷卻速度加快，流動(dòng)性下降，容易造成澆不足和流痕；②鑄件存在大量局部熱節(jié)，在鑄造過(guò)程中容易出現(xiàn)縮孔、縮松等缺陷；③薄壁環(huán)形結(jié)構(gòu)導(dǎo)致鑄件在冷卻過(guò)程中容易變形。圖１ＺＴＣ４框架結(jié)構(gòu)示意圖２鑄造工藝分析２．１擬定工藝方案針對(duì)該鈦合金鑄件，擬定兩種工藝方案。工藝方案１（見(jiàn)圖２ａ），直澆道直徑為５０ｍｍ，橫澆道厚度為２０１３０２精密鑄造特種鑄造及有色合金２０１６年第３６卷第１２期

內(nèi)表１鑄件和型殼材料的熱物性參數(shù)材料液相線溫度／℃固相線溫度／℃比熱容／（ｋＪ·ｋｇ－１·Ｋ－１）導(dǎo)熱系數(shù)／（Ｗ·ｍ－１·Ｋ－１）粘度／（１０－３Ｐａ·ｓ）屈服強(qiáng)度／ＭＰａ熱膨脹系數(shù)／（×１０－６Ｋ－１））Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ１６５０１６０００．５～１．１７．２～３４．８２．３～３．２８～８２７８．６～１２．６型殼－－０．８～１．３３０．６～１．１－－１３．３冷卻１００ｍｉｎ，脫殼后冷卻３０ｍｉｎ。圖３和圖４分別為工藝方案１和工藝方案２的充型過(guò)程模擬結(jié)果�？梢钥闯�，兩種工藝方案中金屬液均由下往上流動(dòng)直至充滿(mǎn)型腔，充型過(guò)程平穩(wěn)迅速，，鑄件成形完整。方案１中出氣孔尺寸較小，其冷卻速度快于上部安裝邊，金屬液凝固過(guò)快難以對(duì)鑄件進(jìn)行補(bǔ)縮，鑄件容易產(chǎn)生縮孔、縮松等缺陷；而方案２中由于冒口厚度顯著大于上部安裝邊的壁厚，其冷卻速度較慢，從而使得鑄件在凝固過(guò)程中補(bǔ)縮金屬量充足，因此方案２擁有更強(qiáng)的補(bǔ)縮能力，更有助于減少縮孔、縮松等缺陷的產(chǎn)生。圖５為工藝方案１和工藝方案２凝固后縮孔、縮松（ａ）ｔ＝１．６ｓ（ｂ）ｔ＝２．０ｓ（ｃ）ｔ＝２．４ｓ圖３工藝方案１充型過(guò)程模擬（ａ）ｔ＝１．６ｓ（ｂ）ｔ＝２．０ｓ（ｃ）ｔ＝２．４ｓ圖４工藝方案２充型過(guò)程模擬１３０３一種鏤空薄壁ＺＴＣ４框架的熔模鑄造工藝研究司永超等
【作者單位】： 北京航空材料研究院北京市鈦合金精密成形工程技術(shù)研究中心;
【分類(lèi)號(hào)】：TG292

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本文編號(hào)：2519043