基于Pro CAST的上转盘铸件凝固工艺优化研究

作     者：马国金 梁淑贞 郭秀艳 MA Guojin;LIANG Shuzhen;GUO Xiuyan

作者机构：井冈山大学建筑工程学院江西吉安343009 江西理工大学材料科学与工程学院江西赣州341099 井冈山大学机电工程学院江西吉安343009 

出 版 物：《井冈山大学学报（自然科学版）》 (Journal of Jinggangshan University (Natural Science))

年 卷 期：2024年第45卷第6期

页      面：102-108页

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：江西省教育厅科技计划项目(GJJ211038) 

主　　题：上转盘 铸造工艺 数值模拟 

摘      要：转盘是修井钻塞施工中用来驱动钻具转动,用于实现倒扣、套铣和磨铣等工作的设备,为了获得优质的转盘铸件,其铸造工艺设计就显得尤其重要。本研究以上转盘本体构件为例,基于Pro CAST软件对其凝固工艺进行优化设计。上转盘材料为HT300,净重502 kg,属于中型盘类铸件。结合铸件的结构特点及分型面选取,提出环绕平浇式和底注立浇式两种铸造工艺方案,并对金属液充型速度场、铸件缺陷等进行了模拟分析和优化。实验结果表明:底面立式浇注方案可以在40.39 s完成整个铸件的充型过程;未开设冒口时,在铸件孔周边存在较多的缩孔、缩松缺陷,通过开设冒口和增设冷铁可以明显改善这一现象;二次优化后,充型时间缩短至29.30 s,实现了由糊状凝固到顺序凝固的温度场转变,得到了最佳的铸造工艺。