摘要：以异形薄壁钛合金进气管铸件为研究对象,采用ProCAST数值模拟仿真软件,结合从蜡模到铸件全流程的数字化光学尺寸测量技术,首先对铸件进行无浇注系统的凝固模拟,确定铸件热节位置;依据铸件热节结构分布,引入浇注系统进行工艺设计和浇注成形模拟迭代优化,解决铸件热节位置缩孔问题;根据模拟结果优化工艺进行试验投产,将试验结果与模拟仿真结果进行对比分析。结果表明:进气管铸件采用离心铸造方案,上端安装槽等位置5处辅浇和下端安装槽位置2处辅浇尺寸为Φ20 mm时,模拟结果显示金属液流动过程平稳迅速、充型能力强,同一模组上的两件铸件缩孔分布基本一致,上、下端面各有一处缩孔在辅浇与铸件本体交接位置,其余位置缩孔均被优化提出,模拟结果表明该工艺设计方案可行,试验投产结果与数值模拟结果吻合度较好,有效解决了铸件热节缩孔问题,铸件成形质量、冶金质量和尺寸控制达到预期效果,计算机模拟可以有效指导实际铸件研制生产。

摘要：目的研究不同浇冒口设置对Ti Al低压涡轮叶片的成形的影响及叶片冶金缺陷形成的原因。方法采用熔模精铸方法,通过设计顶注式重力铸造浇注系统,采用冷坩埚感应熔炼炉进行Ti Al叶片浇注实验,采用目视和X射线检验方法分析叶片铸件表面及内部缺陷,并结合金属凝固理论分析缺陷形成原因。结果合理的浇口和排气孔设置有效避免了因熔体流动性差造成的叶片充型不完整,以及凝固收缩导致的应力开裂等问题,浇注出成形完整的铸造叶片;叶冠与叶身端部转角部位充型凝固过程中形成热节,容易出现贯穿性疏松缺陷;树脂基熔模焙烧后残留的碳黑在熔体充型凝固过程中,与面层中的Zr O2反应生产CO,导致叶身出现聚集性皮下气孔;由于凝固收缩引起叶身与铸型分离,降低横向散热能力,导致叶盆部位出现表面疏松。结论通过浇注合理的浇注系统设置可实现Ti Al叶片完整充型,疏松缺陷控制为进一步提高叶片质量的关键。