谢懿 邵军 陈寅 刘健

摘要：采用铸造凝固模拟软件对ZL201合金舱段复杂铸件凝固过程进行模拟分析，找出铸造工艺薄弱环节，完善铸造工艺，提高铸件出品率和一次合格率，减少工艺试制成本和周期。

主题词：铝合金；舱段；铸造模拟；应用

1 引言

铝合金舱段压差铸造是在高温下进行的压力铸造生产过程，由于条件限制无法直观的查看铸件凝固情况，所以无法获取准确的铸造工艺数据。所以传统铝合金舱段铸造生产大多依靠工作经验，模糊的进行铸件凝固状况分析，对不同类型的铝合金舱段铸件铸造工艺没有科学定型的依据，铸造产品质量完全取决于铸造工艺人员的工作经验，铸件的生产完全采用生产修改法，既延长了试制周期，又增加了生产成本，达不到快速投入生产的要求[1]。通过采用铸造工艺数值模拟分析法（ProCAST铸造仿真软件）对舱段铸件进行模拟分析，预测铸件可能出现的缺陷及其位置、大小和发生的时间，以便在浇注前采取对策，确保铸件质量，缩短试制周期，降低生产成本[2-4]。

2 铸造计算机数值模拟原理

铸件的计算机数值模拟技术主要包括铸件及其工艺的几何造型，三维传热数值计算技术和缺陷判据三部分，评判铸造工艺设计的合理性，以减少工艺试验的次数，提高工艺出品率和合格率。

现实生产为不稳定温度场，铸件热传导按照三维傅里叶热导微分方程（公式1），边界条件执行更贴近现实凝固的第三类边界条件（公式2），采用微观差分法或者有限元法进行运算[5]。……