鑄造充型過程中型腔氣體對曲軸鑄件質量的影響.pdf

1、針對鑄造充型過程中因型腔內氣壓過大造成的鑄件缺陷，以往因無有效的氣壓檢測手段，相關研究無法開展。本文設計了一套具有自動儲存和無線傳輸功能的氣壓測量裝置，以WD615球墨鑄鐵曲軸鑄件為研究對象，測量了鐵水充型過程中型腔內氣體的壓力分布，并結合鑄件質量和有限元數值模擬，研究了充型過程中型腔內氣體壓力對曲軸鑄件質量的影響。此外，還研究了影響型腔內氣體產生和逸出的型砂性能。
　　測量充型過程中型腔內氣體壓力分布，發(fā)現:型腔上方各氣眼的氣壓

2、—時間曲線變化趨勢相似，充型約5s時，氣壓開始急速上升，10s左右時氣壓到達第1峰值，而后又急速下降，接近0Pa時氣壓快速反彈，在澆注結束前后到達第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，同時排氣量也越大。缺陷位置周圍160mm范圍內的氣眼起主要排氣作用，當其中的3＃氣眼氣壓大于90Pa時，鑄件出現缺陷，根據模擬結果改進排氣工藝后，排氣改善，當3＃氣眼的氣壓

3、下降至60Pa時，缺陷消除。
　　用Procast模擬充型過程中型腔內氣體分布，發(fā)現:在鐵水成分范圍內，合金元素含量變化對鐵水黏度影響不大，黏度的浮動范圍在9％左右，充型模擬時元素含量可以選用QT900-5鐵水成分的中間值。測量的氣壓曲線狀態(tài)與模擬的型腔內氣體分布狀態(tài)相吻合，(1)氣壓上升至第Ⅰ峰值階段，鐵水由內澆道進入型腔底部，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，后進來的鐵水只能接觸到型腔側壁的面砂（面積很小），此時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，型腔內的氣體被壓縮，體積逐漸減小，同時受鐵水擠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)澆注結束前后，氣壓開始下降，此時面