泵轮低压铸造优化案例
广西柳工机械股份有限公司
铸造事业部：赵春惠
【摘要】：液力变矩器泵轮叶片较薄，而且内外表面均为复杂的曲面结构，普通砂型铸造极易产生冷隔、夹渣、浇不足、砂眼等缺陷，所以采用低压铸造工艺。但在低压铸造过程中，由于压力和温度等参数设定不合理，浪费了低压铸造压力下补缩的优点，反而容易出现缩松缺陷。本文通过采用AnyCasting铸造模拟软件进行数值模拟分析，确定合理的工艺参数，并在实际铸造生产中制定相应措施进行验证，有效的消除了缩松缺陷。
一、原模具方案和铸件缺陷
原模具方案如下图所示：
在铸件解剖和精加工之后，我们发现铸件在下述地区存在缩松缺陷：
二、基于AnyCasting的缺陷成因分析
模拟仿真软件再现了低压铸造工艺中的收缩缺陷，如下图所示：
首先从温度场分析不难发现，砂芯散热较慢，局部温度高达548℃，超过了材料固相温度，使得铸件在此区域最后凝固。
其次，由于砂芯散热较慢，使得最后凝固区域往铸件处移动。
模具温度场分布 铸件的孤立液相区
三、解决方案
根据分析所得的原因，我们针对性地采取了以下的模具改善措施：
· 修改芯头结构，改善传热
· 减少加工余量
· 优化铸件结构，减少热节
铸件厚大部位（A处）采取强制冷却措施如风冷、水冷，在泵轮A处上模增加风冷，在泵轮A处外模增加水冷。
四、优化方案的效果
原缩松位置缩松缺陷废品消除，其他部位亦无新增缺陷，大大节约了生产成本。据统计，2013年降低成本=（改进前缩松废品率-改进后缩松废品率）*该泵轮年产量*单件损失金额=（7.4%-0）×15632×132.18=152,901.59元。
关于柳工铸造事业部（柳工柳州铸造有限公司）
广西柳工机械股份有限公司铸造事业部，目前年产铸件3万多吨，主要从事驱动桥、变速箱、变矩器和液压阀类铸件的铸造加工业务。在职员工589人，其中技术/质量人员47人，占人员总数的8%。2014年铸造工业园建成后年生产能力达8万吨。
关于AnyCasting：
AnyCastingCo., Ltd.成立于2001年，专业开发金属材料成型CAE模拟分析软件，并提供和铸造相关的工程咨询服务。通过十多年为大量不同领域的汽车、电子、重工、连续铸造行业的客户提供铸造工程咨询服务，AnyCasting积累了丰富的铸造工程经验，并不断地将实际的工艺经验在软件功能中得以实现，使得AnyCasting日益成为当今技术最先进，包含丰富实际工程经验的铸造模拟分析软件。