图4是铸件在凝固过程中的液相分布模拟结果,其时间是从刚浇注开始计算的。
通过对孤立液相的分析可以判断出铸件在后续凝固过程中是否会出现缩孔缩松缺陷。图4中轮毂左侧色标是指液相分数。当液相分数变为0时就表示液相已完全消失,即铸件已完全凝固,(d)中铸件就已基本凝固。从(b)中可以看出在第21.02 s,即充型完毕13.83 s时,鼓部与辐条交接处形成了比较严重的孤立液相区(共s处,对应5根辐条),较大块的孤立液相区会因为其在后续凝固过程中得不到周边铝液的补缩,就极有可能在凝固完成后形成缩孔缩松缺陷。第180.61 s时,铸件已基本凝固。
2.3铸件缺陷(缩孔缩松)判定
图5是在凝固结束后对铸件缩孔缩松缺陷的检测,由此可以判断出最终缩孔缩松缺陷的大小及位置。
从图5中可以看出铸件在凝固结束后,在鼓部与辐条交接处产生了严重的缩孔缩松(黑色部位为缩孔,红色部位为缩松),严重的缩孔缩松会对车轮留下较大的安全隐患,因此需要进行铸造工艺方案的改进,并确保改进后的方案能有效解决此处的缩孔缩松缺陷。
3 改进后的工艺方案及其计算模拟
图6中右侧砂芯上紫色的部位是更改过的,相对之前的砂芯侧面凹进去了5处(图中只显示了其中2处),这些地方就是对应产品上5根辐条的位置,凹进去的厚度大概是5mm,宽度比辐条宽度略宽,砂芯上部也进行了对应的更改,留下与模具的配合部位(3个凸台)不动将上面的面下移了3 mm。
b)模具设计方面:在上模型芯毂外对应缩孔缩松处增加冷却水环(如图7所示),以达到调整局部模具
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