镍基高温合金调压铸造非线性压力曲线设计与验证

作     者：王迪 隋大山 李九霄 董安平 刘明亮 齐飞 易出山 雷四雄 史志武 张国栋 WANG Di;SUI Da-shan;LI Jiu-xiao;DONG An-ping;LIU Ming-liang;QI Fei;YI Chu-shan;LEI Si-xiong;SHI Zhi-wu;ZHANG Guo-dong

作者机构：上海工程技术大学材料科学与工程学院上海201620 上海交通大学上海市先进高温材料及其精密成形重点实验室上海200240 上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室上海200240 中国航空发动机集团南方工业有限公司湖南株洲412000 中国航发商用航空发动机有限责任公司上海200241 

基　　金：国家科技重大专项(J2019-Ⅵ-0004-0117) 航发产学研项目(HFZL2020CXY023) 

出 版 物：《精密成形工程》 (Journal of Netshape Forming Engineering)

年 卷 期：2023年第15卷第9期

页      码：141-151页

摘      要：目的针对变截面铸件在调压铸造充型阶段出现充型不稳定这一问题,结合数值模拟分析,提出非线性压力曲线的设计方法。方法基于ProCAST软件对不同壁厚和不同截面比的模型进行模拟,研究在不同加压速度和不同型壳预热温度下不同壁厚模型浇口速度的变化情况,以及在不同加压速度下不同截面比模型浇口速度的变化情况。针对数值模拟结果提出变截面模型工艺优化方法,设计特征模型进行数值模拟验证;推导在实际调压铸造充型过程中加压速度与充型速度的关系,并利用水力学模拟进行验证。结果用非线性加压进行数值模拟,相对于线性加压充型过程,其浇口速度普遍呈下降趋势,其中最大浇口速度由0.29m/s下降到0.2 m/s,降幅为45%;在变截面前后,浇口速度呈周期性波动,说明非线性加压充型较为稳定;对推导出的加压速度计算公式进行了水力学模拟实验,从充型形态可以看出,在变截面处水流波动平稳,验证了加压速度计算公式的正确性。结论通过研究变截面突变浇口速度的变化情况,提出了非线性加压方法,有效解决了调压铸造过程中出现的金属液飞溅、振荡、充型不稳定等问题,不仅提高了铸件的成品率,而且优化了调压设备的精准控压。

主 题 词：调压铸造 数值模拟 非线性加压 浇口速度 加压速度 水力学模拟 

学科分类：080503[080503] 08[工学] 080401[080401] 0804[工学-材料学] 0805[工学-能源动力学] 0802[工学-机械学] 080201[080201] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1674-6457.2023.09.017

馆 藏 号：203123597...