于建忠，毕海香，杨恒远，李永刚，刘继波

（潍柴重机股份有限公司，山东潍坊261108）

基于数值模拟的大型发电飞轮铸造工艺优化

于建忠，毕海香，杨恒远，李永刚，刘继波

（潍柴重机股份有限公司，山东潍坊261108）

利用MAGMA铸造模拟软件对发电飞轮的流场、温度场以及凝固过程等进行了分析。预测了缺陷分布及其严重程度，根据模拟结果提出了工艺优化措施，为实际生产提供了参考。

球墨铸铁；铸造工艺优化；数值模拟；MAGMA

飞轮是柴油机关键零部件之一，对其材料、质量等要求较高。尤其与曲轴联接的受力部位，要求内部组织致密，不能有任何铸造缺陷，也不允许焊补。加工完成后必须经过超声波和磁粉检测。本文运用MAGMA铸造模拟软件，通过分析砂型铸造铸件的流场、温度场、以及凝固等过程，预测了铸件缺陷分布及其严重程度，为实际生产验证提供了参考。

传统的铸造工艺验证是建立在不断持续改进的基础上，验证周期长，生产成本高，铸件质量难以控制。近年来计算机数值模拟技术在铸造行业，尤其是在铸件工艺开发阶段的应用，能预测铸件缺陷的形成过程，为后续的实际生产验证提供了有力的理论依据，从而可以缩短试制周期。

1　原铸造工艺及模拟分析

1.1铸造工艺设计

图1　飞轮铸件简图

该飞轮属于大型厚断面球墨铸铁，而且壁厚相差悬殊，极易在最后凝固的区域产生缩松。原工艺方案中采用了底部冷铁+顶部冒口工艺，原工艺见图2.

根据相关公式以及经验修正，最后确定直浇道φ90 mm，高梯形截面的环形横浇道，16道扁梯形截面的内浇道分散引入。……