铸造工艺设计优化

铸造工艺设计模拟优化CASTsoft在核屏蔽箱体铸钢件的生产应用

市沙湾长兴铸钢有限责任公司（614900）罗建君

北方恒利科技发展（100089）宋彬

摘要：本文介绍北方恒利科技开发的铸造工艺设计及模拟优化CASTsoft CAD/CAE在核屏敝箱体铸钢件工艺设计及优化方面的应用，同时介绍了水玻璃七0砂型(石灰石水玻璃砂型)在核屏敝箱体铸钢件上的应用；证明了用先进的科学技术，合理的铸造工艺，控制生产关健环节，采用铬铁矿砂作坭芯面砂能生产出要求较高的探伤核屏敝铸钢件。

关键词：铸造工艺设计 CASTsoft 铸造工艺模拟浇注温度工艺优化核屏蔽铸钢件水玻璃七0砂型漂珠保温冒口套

The casting process simulation and optimization CASTsoft in the nuclear shielding box of steel

casting production applications

Leshan City, Sandy Bay, Changxing Cast Steel Co., Ltd.（614900）Luo Jianjun

Beijing North Fangheng Li Technology Development Co., Ltd. (100089) Song Bin Abstract ：This article describes the casting process design and simulation and optimization of Beijing North the Hengli Technology Co., Ltd. developed CASTsoft CAD / CAE in the design and optimization of the nuclear shielding box for Steel Casting, also introduced water glass 70 sand (limestone water glass sand) on the nuclear shielding box steel castings; proved that advanced science and technology, casting process, production of key aspects of the use of chromite sand Cement core surface sand can produce higherflaw nuclear shielding steel castings.

Keywords:Casting Process Design CASTsoft Casting process simulation Pouring temperature Process optimization Nuclear shielding of steel castings Floating Beads

riser

一、前言

目前，在川多数铸造企业采用传统水玻璃七0砂型(石灰石水玻璃砂型)工艺进行铸件生产。传统的铸造工艺要生产出技术要求比较高的探伤产品很不容易，经常出现探伤不合格甚至报废。在铸件结构较为简单和铸造类似铸件时，经验可能起到一定的作用；在浇铸大型、复杂铸件且无相关经验时，只能通过反复工艺实验来确定工艺；只有对模具进行改进改变传统的车板及框架结构，把木模做成实样模具。型腔表面必须用风枪打紧使砂型致密紧实，采用铬铁矿砂作坭芯面砂改善水玻璃砂型的缩沉和砂型膨胀，提高铸件质量，满足实际铸件生产需要。

在2010年10月份我公司受用户要求生产一批核屏敝箱体铸钢件，在生产过程中运用了先进的生产技术及铸造工艺模拟和铸造过程的严格控制，生产一次性成功，铸件表面光洁度和部质量达到用户要求。

二、技术要求

此产品技术要求比较高,产品用于放射性核屏蔽。

1、铸钢件在浇注前要通知用户进行现场见证；每件铸钢件应自带本体试块，铸钢件应退火处理。

2、按熔炼炉次分别提供化学成份分析报告，每炉铸钢件至少进行一次机械性能(密度检测、拉力、冲击等)试验和密度检测,并提供力学性能和密度检测报告。报告容除应满足相关要求外,还应注明炉批号所对应的零件图号、名称和数量。

3、铸钢件的比重检测要保证铸钢件的最薄弱区域密度比重不低于7.5g/cm³。

4、铸件加工后，铸件的部缺陷和近表面应按GB/T7233进行超声波探伤进行缺陷检查,II级合格,并出具超声波探伤报告。

5、铸件加工后，业主对产品进行射线探伤检测。

三、箱体工艺设计和生产准备

1、生产前准备：木模实样，坭芯实样,中箱抽芯实样，六个补贴实样配套，浇注系统全用耐火管砖，直浇道为Φ120耐火管，横浇道为Φ80耐火管，浇道为Φ60耐火管四道从四个冒口下的补贴处引入。中箱坭芯表面铬矿砂,坭芯大平面用30厚的铬铁矿砂；带本体试块和密度试块尺寸厚110x110x210制作。

2、收缩：2.0%。

3、毛坯重：12000kg，浇冒口重：10500kg。

4、分体造型，浇注1530℃快速浇注，浇注时间60秒。

5、压铁38吨，保温：80小时，热割保温。

采用北方恒利科技发展开发的铸造工艺设计及工艺模拟 CAStsoft CAD/CAE技术对铸件毛坯模数、工艺热节计算、浇冒系统计算、浇注过程计算、凝固过程计算、保温时间（开箱时间），对铸件毛坯进行工艺缺陷的进行分析，依据分析结果对工艺进行改进。通过七0砂型重力铸造12吨箱体铸钢件，材质为ZG275-485H的箱体，七0砂型铸件工艺进行模拟后；在原工艺的下方两直角边共加四排覆砂冷铁,原工艺图的保温冒口套大小及高度不变,采用市市中区建茂保温材料经营部的漂珠保温冒口套，确保冒口的保温性能。（铸造工艺设计模拟及优化情况，如图1--图6）

图1 铸造工艺装配图图2 铸造工艺剖分效果图（1000万网格）