林启权，邓志儒，董文正，周巧英

（湘潭大学机械工程学院，湖南湘潭411105）

基于数值模拟的大型复杂灰铁铸件工艺设计

林启权，邓志儒，董文正，周巧英

（湘潭大学机械工程学院，湖南湘潭411105）

为防止某大型复杂铸件产生缩孔缺陷并降低铸造成本，采用数值模拟方法对其铸造工艺参数进行定量化设计.应用ProCAST软件对铸件进行凝固分析，通过提取凝固结果中的各参数（温度场、固相温度的密度、焓变化等）对模数进行求解，定量得到铸件的高模数分布区域，而后通过分析模数分布区域并结合均衡凝固理论设计了冒口、冷铁与浇注系统，运用ProCAST软件对铸件的充型及凝固过程进行模拟.研究表明：该大型铸件应采用底注式浇注系统为宜，对铸件中部与底部模数达到2.5 cm的热节处采用冷铁和铬铁矿砂处理热节，对铸件顶部模数达到2.5 cm的部位采用飞边冒口进行补缩；提取凝固模拟结果中热节处的平均模数和金属液体积，即可对冒口尺寸进行定量化设计；通过观察模拟结果中浇口杯金属液水平高度的变化，可得出浇注系统进行液态补缩的时段.

均衡凝固理论；数值模拟；模数；复杂灰铸铁件；工艺设计

当液态金属浇入铸型后，在凝固冷却过程中会产生液态收缩和凝固收缩.这些收缩得不到液态金属的补充时，将导致铸件在最后凝固部分产生缩孔和缩松，从而降低铸件的性能甚至造成废品.因此，在进行铸造工艺设计时，通常采用增加冒口的方……