高温合金点阵夹芯板低压熔模铸造数值模拟

摘要

本文以3D-Kagome点阵夹芯板为研究对象，采用Anycasting铸造模拟软件对点阵夹芯板的低压熔模铸造过程进行了数值模拟，研究了浇注系统及主要的铸造工艺参数对高温合金点阵夹芯板成形的影响，并在此基础上进行了工艺优化。
　　对Inc718镍基高温合金点阵夹芯板充型及凝固过程进行了数值模拟，获得了金属液充型过程中的流动状态和凝固过程中的冷却速率；采用RMM判据进行缺陷预测，指出点阵夹芯板中间的芯体杆件部位容易形成缩松、缩孔缺陷。采用不同立缝厚度的浇注系统进行充型过程模拟，结果表明，增加垂直缝隙式浇道的厚度有利于金属液平稳充型，减少铸造缺陷。
　　高温合金点阵夹芯板充型温度场和缺陷预测模拟结果表明，在型壳预热温度保持900℃不变的条件下，随着浇注温度的提高，金属液的充型能力增加，缺陷减少，但当温度超过1460℃时，缩松、缩孔缺陷有增加的趋势；在浇注温度为1460℃不变的条件下，随着型壳预热温度的提高，铸件成形性提高，但产生缩松、缩孔缺陷的概率也增大。高温合金点阵夹芯板优化的浇注工艺为：浇注温度1480℃，型壳预热温度900～910℃，充型速度40mm/s。
　　以铝合金为材质，对点阵夹芯板进行了低压熔模铸造浇注实验，结果表明，对陶瓷型壳进行适当的预热有利于点阵夹芯板的低压铸造成形。针对本文采用的点阵夹芯板，铝合金液的浇注温度为740℃、型壳预热温度为250℃、保压时间为200s时可保证点阵夹芯板完整成形。

目录

高温合金点阵夹芯板低压熔模铸造数值模拟

NUMERICAL SIMULATION OF THE TRUSS COREPANELS IN INVESTMENT AND LOW PRESSUREDIE CASTING

摘 要

Abstract

目 录

第1 章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 高温合金发展概况

1.3 点阵夹芯板的研究现状

1.4 铸造过程数值模拟技术的发展概况

1.5 本文主要研究内容

第2 章 点阵夹芯板充型凝固过程数值模拟分析

2.1 引言

2.2 充型凝固过程数学模型

2.3 点阵夹芯板及其浇注系统实体造型

2.4 数值模拟前处理

2.5 铸造模拟仿真实验分析

2.6 凝固过程缺陷预测与分析

2.7 本章小结

第3 章 点阵夹芯板浇注工艺优化

3.1 引言

3.2 点阵夹芯板缝隙式浇注系统优化设计

3.3 工艺参数对点阵夹芯板质量影响的研究

3.4 工艺优化

3.5 本章小结

第4 章 点阵夹芯板低压熔模精密铸造实验

4.1 引言

4.2 陶瓷型壳的制备

4.3 点阵夹芯板低压浇注

4.4 本章小结

结 论

参考文献

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

致 谢