Численное моделирование поля температуры затвердевания износостойкого литого шара на основе MAGMA (1)
Лян Бин — Ли Е Ген
(Завод по ремонту механического и электрического оборудования, Jinduicheng Molybdenum Group Co., Ltd, Хуасянь, 714102, Шэньси, Китай)
Абстрактный：Процесс затвердевания износостойких литых шариков, изготовленных методом металлической пресс-формы, был смоделирован с помощью программного обеспечения численного моделирования температурного поля. На основе изучения закона распределения температуры процесса затвердевания литых шариков путем усовершенствования процесса литья были устранены такие дефекты, как усадка и рассеянная усадка, что гарантирует качество литого шарика.
Ключевые слова： численное моделирование; температурное поле; износостойкие литые шарики; металлическая форма
Во внутренней части литого шара из низкохромистого сплава белого чугуна, износостойкого, произведенного на заводе, имеются серьезные усадочные поры и усадочные раковины. В процессе литья шара параметры литниковой системы, такие как расположение и размер литника, оказывают большое влияние на выход и качество шара. Из-за особенностей процесса литья качество литья может быть подтверждено только в более поздний период. Численное моделирование температурного поля во время затвердевания отливки может предсказать распределение температуры жидкого металла во время заполнения формы и затвердевания и предсказать положение и форму усадочной раковины при литье; схема и параметры процесса литья могут быть скорректированы в соответствии с результатами моделирования. В этом исследовании программное обеспечение Magma Simulation использовалось для моделирования и имитации литейного шара. Были оптимизированы структура и размер металлической формы, литника и стояка, а также песчаной гильзы, а также были устранены усадочная пористость и усадочное отверстие.
1.Моделирование температуры
Объектом исследования является износостойкий литой шар диаметром 120 мм, в котором принята схема из 12 литых шаров с одной формой и стояком сохранения тепла в виде песчаной гильзы для повышения плотности литого шара и срока службы пресс-формы, структура металлической формы литого шара представлена на рис. 1. Температура ликвидуса материала составляет 1150 °С, температура твердой фазы – 1090 °С, температура заливки – 1350 °С, температура окружающей среды – 20 °С. Теплофизические свойства материала, используемые в расчете, приведены в таблице 1.
2. Первоначальный план процесса
Первоначально процесс литья шара показан на рисунке 2. После разрезания литого шара было обнаружено, что в литом шаре имеются явные усадочные поры и усадочные раковины, а положение было наклонено в сторону стояка.
После моделирования в соответствии с исходным процессом было обнаружено, что в дополнение к образованию замкнутого контура в области стояка, изотермы фактической температуры твердого тела также образовывали замкнутый контур в боковой части стояка с отклонением центра шара от центра, так что в замкнутом контуре возникала пористость или замочная скважина, необходимо усовершенствовать процесс, это приведет к дефектам в стояке.
