本文關(guān)鍵詞：擴散體鑄件的凝固收縮分析及鑄造工藝優(yōu)化

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【摘要】：擴散體是安全殼噴淋泵的重要零件,屬于壓水堆泵不承壓的內(nèi)件,材料為ZG0Cr13Ni4Mo,是一種低碳馬氏體不銹鋼。由于其屬于核級安全設備的零件,各項要求都很嚴格,最后需做拉伸試驗、沖擊試驗、滲透檢驗、射線照相檢驗和尺寸檢驗等,鑄件不得有起皮、裂紋、砂眼、縮孔、縮松等缺陷;由于噴淋泵的流量、揚程等參數(shù)要求,對擴散體零件的尺寸精度要求也較高。擴散體鑄件結(jié)構(gòu)復雜,內(nèi)部有螺旋形流道,結(jié)構(gòu)梯度較大,其材料受合金元素的影響,收縮率較大,容易出現(xiàn)收縮缺陷,同時尺寸精度也難以保證。本課題結(jié)合企業(yè)實際生產(chǎn)情況,解決企業(yè)在擴散體鑄件的生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題。本文運用UX8.0軟件對擴散體進行三維建模,介紹了初始工藝方案的設計情況,并運用Any Casting鑄造模擬軟件對初始工藝方案進行數(shù)值模擬,通過對充型過程和凝固過程的分析,預測擴散體可能出現(xiàn)的收縮缺陷,軟件仿真結(jié)果與鑄件實際生產(chǎn)結(jié)果是一致的。針對初始方案中鑄件凝固過程出現(xiàn)了縮孔、縮松的缺陷,提出了改進措施,在鑄件內(nèi)圈下表面增加了一圈均勻布置的外冷鐵,在底部法蘭處增加了一個暗冒口;對鑄件存在的尺寸偏差問題進行了分析,認為初始工藝方案采用統(tǒng)一的收縮率不能滿足擴散體這種復雜鑄件對尺寸精度的要求,通過三維掃描測出了其尺寸偏差值,確定了修模參數(shù)。為了尋找擴散體鑄造工藝的最優(yōu)參數(shù),設計了正交試驗,得到了最優(yōu)的參數(shù)組合。通過模擬結(jié)果和生產(chǎn)驗證,改進后的工藝方案達到了提高擴散體鑄件質(zhì)量的目的,改進措施是有效可行的。本課題結(jié)合CAD、CAE技術(shù),解決了擴散體鑄件在實際生產(chǎn)中的工藝問題,消除了縮孔、縮松缺陷,使鑄件尺寸精度滿足驗收要求,為同樣材料的鑄件生產(chǎn)提供了參考。
【關(guān)鍵詞】：擴散體 低碳馬氏體不銹鋼 鑄造過程模擬 工藝研究 參數(shù)優(yōu)化
【學位授予單位】：貴州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG24
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 第一章 緒論8-12
• 1.1 課題的研究目的及主要內(nèi)容8-10
• 1.1.1 課題的研究目的與意義8-9
• 1.1.2 課題研究的主要內(nèi)容9-10
• 1.2 鑄造馬氏體不銹鋼的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢10-11
• 1.2.1 鑄造馬氏體不銹鋼的發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 鑄造馬氏體不銹鋼的發(fā)展趨勢11
• 1.3 本章小節(jié)11-12
• 第二章 鑄件凝固過程及鑄造模擬過程的理論基礎12-24
• 2.1 凝固過程的傳熱12-14
• 2.1.1 熱量的傳遞形式12
• 2.1.2 凝固過程的傳熱特點12-13
• 2.1.3 非金屬型鑄造鑄件的傳熱特點13-14
• 2.2 凝固過程的收縮14-19
• 2.2.1 收縮的基本概念14-15
• 2.2.2 鑄件的收縮和鑄造收縮率15-17
• 2.2.3 鑄件的收縮缺陷17-19
• 2.3 鑄造過程數(shù)值模擬19-21
• 2.3.1 鑄造充型過程的數(shù)值模擬19-20
• 2.3.2 鑄造凝固過程的數(shù)值模擬20-21
• 2.4 數(shù)值模擬軟件簡介21-23
• 2.4.1 常用數(shù)值模擬軟件主要功能簡介21-22
• 2.4.2 軟件簡介22-23
• 2.5 本章小節(jié)23-24
• 第三章 擴散體鑄件簡介24-38
• 3.1 安全殼噴淋系統(tǒng)簡介24-27
• 3.1.1 系統(tǒng)描述24-26
• 3.1.2 系統(tǒng)運行26
• 3.1.3 核級設備與常規(guī)機械設備的主要差別26-27
• 3.2 擴散體鑄件27-29
• 3.2.1 擴散體鑄件介紹27-28
• 3.2.2 鑄件材料性能28-29
• 3.3 擴散體鑄件初始工藝設計簡介29-37
• 3.3.1 鑄造工藝設計的依據(jù)29-30
• 3.3.2 擴散體初始工藝方案30-37
• 3.4 本章小節(jié)37-38
• 第四章 擴散體鑄件的數(shù)值模擬38-50
• 4.1 前處理38-40
• 4.1.1 導入STL文件38-39
• 4.1.2 網(wǎng)格劃分39-40
• 4.1.3 參數(shù)設置40
• 4.2 鑄件充型過程模擬40-43
• 4.2.1 充型過程模擬40-43
• 4.2.2 充型過程缺陷分析43
• 4.3 鑄件凝固過程模擬43-48
• 4.3.1 凝固過程模擬43-45
• 4.3.2 凝固過程缺陷分析45-48
• 4.4 本章小節(jié)48-50
• 第五章 鑄造工藝方案及鑄造工藝參數(shù)優(yōu)化50-62
• 5.1 鑄造工藝優(yōu)化50-54
• 5.1.1 分型面和澆注系統(tǒng)50-52
• 5.1.2 冒口的優(yōu)化52-53
• 5.1.3 冷鐵的優(yōu)化53-54
• 5.2 改進后工藝方案的數(shù)值模擬54-57
• 5.2.1 前置處理54-55
• 5.2.2 鑄件充型過程模擬55-56
• 5.2.3 鑄件凝固過程模擬56-57
• 5.3 鑄造工藝參數(shù)優(yōu)化57-60
• 5.3.1 正交試驗的設計57-59
• 5.3.2 正交試驗結(jié)果59-60
• 5.4 本章小節(jié)60-62
• 第六章 鑄件尺寸偏差修正62-70
• 6.1 鑄件尺寸偏差62-63
• 6.1.1 產(chǎn)生尺寸偏差的原因62
• 6.1.2 尺寸偏差的響應62-63
• 6.2 擴散體鑄件的尺寸偏差63-65
• 6.2 鑄件修模參數(shù)65-67
• 6.3 生產(chǎn)驗證67-69
• 6.4 本章小節(jié)69-70
• 第七章 總結(jié)和展望70-72
• 7.1 總結(jié)70-71
• 7.2 展望71-72
• 致謝72-74
• 參考文獻74-78
• 附錄：在學期間的研究成果及發(fā)表的學術(shù)論文78-80

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 康慧;王偉;;核電廠核級機械設備安全分級[J];電力勘測設計;2007年02期

2 孫立斌,許慶彥,柳百成;ZG0Cr13Ni4Mo不銹鋼鑄件微觀組織的數(shù)值模擬[J];鋼鐵研究學報;2003年04期

3 張二紅;張華龍;;馬氏體不銹鋼發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J];煤礦機械;2014年12期

4 姜越,尹鐘大,朱景川,李明偉;馬氏體時效不銹鋼的發(fā)展現(xiàn)狀[J];特殊鋼;2003年03期

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本文編號：1098360