异形薄壁钛合金铸件熔模铸造成形数值模拟及验证

摘要

以异形薄壁钛合金进气管铸件为研究对象,采用ProCAST数值模拟仿真软件,结合从蜡模到铸件全流程的数字化光学尺寸测量技术,首先对铸件进行无浇注系统的凝固模拟,确定铸件热节位置;依据铸件热节结构分布,引入浇注系统进行工艺设计和浇注成形模拟迭代优化,解决铸件热节位置缩孔问题;根据模拟结果优化工艺进行试验投产,将试验结果与模拟仿真结果进行对比分析。结果表明:进气管铸件采用离心铸造方案,上端安装槽等位置5处辅浇和下端安装槽位置2处辅浇尺寸为Φ20 mm时,模拟结果显示金属液流动过程平稳迅速、充型能力强,同一模组上的两件铸件缩孔分布基本一致,上、下端面各有一处缩孔在辅浇与铸件本体交接位置,其余位置缩孔均被优化提出,模拟结果表明该工艺设计方案可行,试验投产结果与数值模拟结果吻合度较好,有效解决了铸件热节缩孔问题,铸件成形质量、冶金质量和尺寸控制达到预期效果,计算机模拟可以有效指导实际铸件研制生产。