基于ProCAST的船用螺旋槳鑄造工藝優(yōu)化研究.pdf

1、螺旋槳鑄造的質(zhì)量好壞不僅影響其使用壽命，而且還會影響到船舶航行的安全性。鑄造缺陷直接影響了螺旋槳的鑄造質(zhì)量，因此在鑄造螺旋槳時應(yīng)采取嚴(yán)格的工藝措施，防止鑄造缺陷的產(chǎn)生。利用數(shù)值模擬軟件對其在鑄造過程中可能產(chǎn)生的缺陷進行預(yù)測分析以便達到減少缺陷、縮短周期、降低成本的目的，這就顯得尤為必要。
　　 本文采用ProCAST軟件作為數(shù)值模擬工具，從影響螺旋槳鑄造質(zhì)量的缺陷出發(fā)，確定影響銅合金螺旋槳質(zhì)量的工藝參數(shù)，采用多組模擬數(shù)據(jù)，模擬鑄

2、造過程充型和凝固中的流場和溫度場，通過這些物理場對螺旋槳的工藝參數(shù)進行優(yōu)化選擇。通過澆注溫度、澆注速度、模具溫度等因素對充型、凝固過程的影響和對縮孔縮松缺陷產(chǎn)生的影響進行分析可以發(fā)現(xiàn)，澆注溫度對鑄件的充型和凝固過程以及縮孔縮松的產(chǎn)生都有較大影響，在鑄造過程中起主要作用；澆注速度的快慢對充型時間的長短有一定影響，澆注過快會容易產(chǎn)生紊流，澆注過慢容易產(chǎn)生澆不足等缺陷；模具溫度對充型過程影響較小，但對凝固時間會產(chǎn)生影響，模具溫度越高，則凝固時

3、間就越長，反之亦然。因此，較優(yōu)的澆注溫度、澆注速度、模具溫度，對螺旋槳的充型、凝固過程和預(yù)防缺陷的產(chǎn)生具有極為重要的意義。
　　 本文通過多次模擬對比分析，確定了螺旋槳鑄造的一組較優(yōu)的工藝參數(shù)為：澆注溫度1170℃、澆注速度1.85m/s、模具溫度100℃。通過對比可以發(fā)現(xiàn)此組參數(shù)充型平穩(wěn)，可以減少裹氣、氧化夾渣、縮孔縮松等鑄造缺陷，并且充型和凝固時間都較為理想，縮短了生產(chǎn)周期。本試驗參數(shù)對實際的生產(chǎn)過程，提高鑄造質(zhì)量具有指導(dǎo)和