铸件凝固过程数值模拟优化方案

想要获得优良的铸件，必先确定一套合理的工艺参数。数值模拟的目的，就是要通过对铸件充型凝固过程的数值计算，分析工艺参数对工艺实施结果的影响，便于技术人员对所设计的铸造工艺进行验证和优化，以及寻求工艺问题的尽快解决办法。图2-67所示为铸造数值模拟的过程。现在常用的铸造数值模拟软件为Procast和Magma，图2-68所示为Procast软件在熔模铸造中的应用实例，图2-69所示为基于Magma软件的转向摇臂铸造工艺计算机模拟。

图2-67 铸造数值模拟的过程

图2-68 Procast软件在熔模铸造中的应用实例

a）初始的蜡模组布置，标示处就是气泡（左图），右图是铸件的气孔缺陷 b）X射线和Procast模拟下的收缩缺陷 c）优化后的设计方案 d）修改前（左）和修改后（右）的模拟（灰色是凝固部分金属，红色是液态金属）(www.xing528.com)

图2-69 基于Magma软件的转向摇臂铸造工艺计算机模拟

a）第一种浇注系统 b）第二种浇注系统 c）第三种浇注系统

经过数值模拟显示：图2-69a中第一种浇注系统有宏观缩孔出现，图2-69b中第二种和图2-69c中第三种浇注系统纠正了宏观收缩，而第三种浇注系统进一步提高了铸件端部质量，并且不需要横浇道。第二种浇注系统工艺出品率大约71%，第三种浇注系统工艺出品率大约77%，是比较经济的设计方法。