鑄造充型過程中型腔氣體對(duì)曲軸鑄件質(zhì)量的影響.pdf

1、針對(duì)鑄造充型過程中因型腔內(nèi)氣壓過大造成的鑄件缺陷，以往因無有效的氣壓檢測(cè)手段，相關(guān)研究無法開展。本文設(shè)計(jì)了一套具有自動(dòng)儲(chǔ)存和無線傳輸功能的氣壓測(cè)量裝置，以WD615球墨鑄鐵曲軸鑄件為研究對(duì)象，測(cè)量了鐵水充型過程中型腔內(nèi)氣體的壓力分布，并結(jié)合鑄件質(zhì)量和有限元數(shù)值模擬，研究了充型過程中型腔內(nèi)氣體壓力對(duì)曲軸鑄件質(zhì)量的影響。此外，還研究了影響型腔內(nèi)氣體產(chǎn)生和逸出的型砂性能。
　　測(cè)量充型過程中型腔內(nèi)氣體壓力分布，發(fā)現(xiàn):型腔上方各氣眼的氣壓

2、—時(shí)間曲線變化趨勢(shì)相似，充型約5s時(shí)，氣壓開始急速上升，10s左右時(shí)氣壓到達(dá)第1峰值，而后又急速下降，接近0Pa時(shí)氣壓快速反彈，在澆注結(jié)束前后到達(dá)第Ⅱ峰值，然后又逐步緩慢下降，150s后仍有一定氣壓值。型腔上方不同位置氣眼的氣壓不同，越接近缺陷位置的氣眼，其氣壓越大，同時(shí)排氣量也越大。缺陷位置周圍160mm范圍內(nèi)的氣眼起主要排氣作用，當(dāng)其中的3＃氣眼氣壓大于90Pa時(shí)，鑄件出現(xiàn)缺陷，根據(jù)模擬結(jié)果改進(jìn)排氣工藝后，排氣改善，當(dāng)3＃氣眼的氣壓

3、下降至60Pa時(shí)，缺陷消除。
　　用Procast模擬充型過程中型腔內(nèi)氣體分布，發(fā)現(xiàn):在鐵水成分范圍內(nèi)，合金元素含量變化對(duì)鐵水黏度影響不大，黏度的浮動(dòng)范圍在9％左右，充型模擬時(shí)元素含量可以選用QT900-5鐵水成分的中間值。測(cè)量的氣壓曲線狀態(tài)與模擬的型腔內(nèi)氣體分布狀態(tài)相吻合，(1)氣壓上升至第Ⅰ峰值階段，鐵水由內(nèi)澆道進(jìn)入型腔底部，大面積覆蓋面砂，使其中的水分急速汽化膨脹，氣體來不及排出，導(dǎo)致氣壓急速上升;(2)氣壓由第Ⅰ峰值回落階

4、段，鐵水充填到型腔的最大截面處，后進(jìn)來的鐵水只能接觸到型腔側(cè)壁的面砂（面積很?。?，此時(shí)的汽化速度小于排氣速度，氣壓急速下降;(3)氣壓上升至第Ⅱ峰值階段，出氣冒口和容納氣體的暗冒口均被鐵水堵塞，缺陷位置及周圍發(fā)生困氣，隨著鐵水液面的上升，型腔內(nèi)的氣體被壓縮，體積逐漸減小，同時(shí)受鐵水?dāng)D壓的氣體也向位置高的缺陷位置聚集，使缺陷位置氣壓快速增大，此時(shí)氣體從砂型逸出降低的氣壓有限，最終氣壓曲線呈上升狀態(tài);(4)澆注結(jié)束前后，氣壓開始下降，此時(shí)面