基于ProCAST的船用螺旋槳鑄造工藝優(yōu)化研究.pdf

1、螺旋槳鑄造的質(zhì)量好壞不僅影響其使用壽命，而且還會(huì)影響到船舶航行的安全性。鑄造缺陷直接影響了螺旋槳的鑄造質(zhì)量，因此在鑄造螺旋槳時(shí)應(yīng)采取嚴(yán)格的工藝措施，防止鑄造缺陷的產(chǎn)生。利用數(shù)值模擬軟件對(duì)其在鑄造過(guò)程中可能產(chǎn)生的缺陷進(jìn)行預(yù)測(cè)分析以便達(dá)到減少缺陷、縮短周期、降低成本的目的，這就顯得尤為必要。
　　 本文采用ProCAST軟件作為數(shù)值模擬工具，從影響螺旋槳鑄造質(zhì)量的缺陷出發(fā)，確定影響銅合金螺旋槳質(zhì)量的工藝參數(shù)，采用多組模擬數(shù)據(jù)，模擬鑄

2、造過(guò)程充型和凝固中的流場(chǎng)和溫度場(chǎng)，通過(guò)這些物理場(chǎng)對(duì)螺旋槳的工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化選擇。通過(guò)澆注溫度、澆注速度、模具溫度等因素對(duì)充型、凝固過(guò)程的影響和對(duì)縮孔縮松缺陷產(chǎn)生的影響進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，澆注溫度對(duì)鑄件的充型和凝固過(guò)程以及縮孔縮松的產(chǎn)生都有較大影響，在鑄造過(guò)程中起主要作用；澆注速度的快慢對(duì)充型時(shí)間的長(zhǎng)短有一定影響，澆注過(guò)快會(huì)容易產(chǎn)生紊流，澆注過(guò)慢容易產(chǎn)生澆不足等缺陷；模具溫度對(duì)充型過(guò)程影響較小，但對(duì)凝固時(shí)間會(huì)產(chǎn)生影響，模具溫度越高，則凝固時(shí)

3、間就越長(zhǎng)，反之亦然。因此，較優(yōu)的澆注溫度、澆注速度、模具溫度，對(duì)螺旋槳的充型、凝固過(guò)程和預(yù)防缺陷的產(chǎn)生具有極為重要的意義。
　　 本文通過(guò)多次模擬對(duì)比分析，確定了螺旋槳鑄造的一組較優(yōu)的工藝參數(shù)為：澆注溫度1170℃、澆注速度1.85m/s、模具溫度100℃。通過(guò)對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)此組參數(shù)充型平穩(wěn)，可以減少裹氣、氧化夾渣、縮孔縮松等鑄造缺陷，并且充型和凝固時(shí)間都較為理想，縮短了生產(chǎn)周期。本試驗(yàn)參數(shù)對(duì)實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程，提高鑄造質(zhì)量具有指導(dǎo)和