Simulation numérique du champ de température de solidification d'une bille coulée résistante à l'usure basée sur le MAGMA (1)
Liang Bing-Li Ye Gen
(Usine de réparation mécanique et électrique, Jinduicheng Molybdenum Group Co., Ltd, Huaxian 714102, Shaanxi, Chine)
AbstraitLe processus de solidification des billes moulées résistantes à l'usure, fabriquées à partir d'un moule métallique, a été simulé à l'aide d'un logiciel de simulation numérique de champ thermique. L'étude de la loi de distribution de la température du processus de solidification des billes moulées, grâce à l'amélioration du procédé de coulée, a permis d'éliminer les défauts tels que le retrait et le retrait dispersé, garantissant ainsi la qualité de la bille moulée.
Mots-clés： simulation numérique ； champ de température ； billes moulées résistantes à l'usure ； moule métallique
La partie interne d'une bille de fonte blanche résistante à l'usure en alliage à faible teneur en chrome, produite en usine, présente d'importantes porosités et cavités de retrait. Lors de la coulée de la bille, les paramètres du système d'injection, tels que l'emplacement et la taille de la carotte, ont une grande influence sur le rendement et la qualité de la bille. Compte tenu des particularités du procédé de coulée, la qualité de la coulée ne peut être confirmée qu'ultérieurement. La simulation numérique du champ de température pendant la solidification de la pièce permet de prédire la distribution de température du métal liquide lors du remplissage et de la solidification du moule, ainsi que la position et la forme de la cavité de retrait. Le schéma et les paramètres du procédé de coulée peuvent être ajustés en fonction des résultats de la simulation. Dans cette étude, le logiciel de simulation Magma a été utilisé pour modéliser et simuler la bille de coulée. La structure et la taille du moule métallique, de l'injection, de la masselotte et du manchon en sable ont été optimisées, et la porosité et le trou de retrait ont été éliminés.
1. Simulation de température
L'objet de l'étude est une bille coulée résistante à l'usure d'un diamètre de 120 mm. Elle est composée de 12 billes coulées, d'un moule et d'une colonne montante de conservation de la chaleur à manchon en sable, afin d'augmenter la densité de la bille coulée et la durée de vie du moule. La structure du moule métallique de la bille coulée est illustrée à la figure 1. La température de liquidus du matériau est de 1 150 °C ; la température de phase solide est de 1 090 °C ; la température de coulée est de 1 350 °C ; la température ambiante est de 20 °C. Les propriétés thermophysiques du matériau utilisées dans les calculs sont présentées dans le tableau 1.
2. Plan de processus original
Initialement, le processus de coulée de la bille est illustré dans la figure 2. Après avoir coupé la bille coulée, il a été constaté qu'il y avait une porosité de retrait évidente et un trou de retrait dans la bille coulée, et la position était inclinée sur le côté de la colonne montante.
Après avoir simulé selon le processus d'origine, il a été constaté qu'en plus de former une boucle fermée dans la zone de la colonne montante, les isothermes de la température réelle du solide formaient également une boucle fermée sur le côté de la colonne montante avec le centre de la bille dévié du centre, de sorte que la porosité ou le trou de serrure se produisait dans la boucle fermée, il est nécessaire d'améliorer le processus, cela entraînera des défauts dans la colonne montante.
