张 杰

（太原科技大学 能源与材料工程学院，山西晋城 048011）

0 引言

在铸件的实际生产中，会有诸多缺陷产生[1]，因此铸造工艺方案设计及优化对铸件实际生产至关重要[2]。铸造工艺方案的优劣[3]，对产品品质会产生重要影响。

ZG310-570 座体零件的轮廓尺寸为：1160mm×1430mm×810mm，重量为2600kg，属大型件。零件总体结构较为复杂，铸造难度系数大，其中主体部位包含1 个长轴孔，2 个半孔，需要砂芯成形。底部为大平台，同时有4个加强筋薄壁结构。座体具有结构复杂，薄壁筋多等特点，在铸造成形过程中很容易出现欠铸、缩孔及缩松、变形和热裂等缺陷[4，5]，从而影响产品合格率。因此，应用数值模拟软件AnyCasting 仿真座体的温度场、铸造工艺，来降低缺陷出现的概率，从而提高铸件质量。

零件材料为ZG310-570，属铸造合金钢，该材料具有良好的力学性能，材料的可焊性好，易于机械加工等。其中Mn 元素能降低钢的共析温度，细化珠光体组织，并增加珠光体含量，提高钢的强度和耐磨性，但同时也降低钢的塑性。

根据机械部的标准《重型机械通用技术条件铸钢件JB/T 5000.6-2007》，其化学成分如表1。

表1 ZG310-570 化学成分 w/%

图1 为座体的3D 实物图，零件的最厚部位约为305mm，最小壁厚为50mm，最大孔径为ø410mm，最小孔径为ø32mm，铸件厚部容易出现热节部位，易产生缩松缩孔缺陷。

图1 座体的3D 模型图

1 零件结构特点分析

2 座体铸造工艺方案设计

2.1 浇注位置的确定

铸件的浇注位置是指铸件在铸型中浇注时的位置，因为座体是大型铸件，其在凝固过程中因收缩大，易产生缩松、缩孔缺陷；……