鋁合金重力鑄造皮下氣孔與ProCAST理論數據對比分析

 鋁合金重力鑄造其中最重要的缺陷就是卷氣夾渣。而如何在設計階段去識別此次工藝設計是否存在皮下氣孔的缺陷,是我們工程技術人員所要做的工作。今天我們就用實例來分析鋁合金端蓋的皮下氣孔產生的情況,與之對應的流速關系。為我們后期設計提供良好的實踐中來的數據。

鋁合金重力鑄造皮下氣孔與ProCAST理論數據對比分析的圖1

        首先圖片中顯示的是鑄件工藝布置,澆口從高處落下向鑄件填充鋁液。我們一般認為,采用頂注式的鑄件,鑄件高度不應該大于150mm。而我們的鑄件加上流道高度達240mm。從理論上已然違反了鑄造工藝原則。接下去我們看看實際生產的產品:

鋁合金重力鑄造皮下氣孔與ProCAST理論數據對比分析的圖2

鋁合金重力鑄造皮下氣孔與ProCAST理論數據對比分析的圖3

鋁合金重力鑄造皮下氣孔與ProCAST理論數據對比分析的圖4

鋁合金重力鑄造皮下氣孔與ProCAST理論數據對比分析的圖5

         從鑄件圖片上看,結合生產實際。鑄件在鑄造完畢后鑄件表面看不出有問題,但在拋丸之后,鑄件表面出現皮下氣孔。該皮下氣孔在機加工面時,加工面依舊存在孔洞,表明該皮下氣孔分布的區域是在鑄件表面0-3mm范圍之外,有可能在4mm的地方。下面看看模流分析的流場分布:

鋁合金重力鑄造皮下氣孔與ProCAST理論數據對比分析的圖6

       經過ProCAST模擬分析,圖示部分為流速大于0.5m/s的區域,小于0.5m/s已經被我隱藏掉,方便觀察鑄件最大流速區域。根據實際照片和流速過大的集中部位,我們可以得出的經驗是:澆注的瞬間流速大于0.5m/s的區域過多時,鑄件極容易產生卷氣缺陷,從而造成皮下氣孔缺陷。也就是我們可以反過來得出經驗:以后我們設計的產品,只要流速過大的區域太多,就可能有皮下氣孔的風險。

鋁合金重力鑄造皮下氣孔與ProCAST理論數據對比分析的圖7

鋁合金重力鑄造皮下氣孔與ProCAST理論數據對比分析的圖8

        從ProCAST的氣孔分析模型中,我們也能精確找到皮下氣孔的發生部位。

來源:ProCAST鑄造模擬

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