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鈦合金異形薄壁殼體鑄造加工工藝數(shù)值介紹！
鈦合金作為一種優(yōu)良的結(jié)構(gòu)材料，其比強(qiáng)度高、密度小、耐蝕性好，因此被廣泛應(yīng)用于航空航天、船舶、汽車等多個(gè)領(lǐng)域。ZTC4作為一種中等強(qiáng)度的α+β型鈦合金，是使用Z廣泛、Z成熟的一種鑄造鈦合金，這種鈦合金加工件適用于制備承受較高應(yīng)力的靜態(tài)航空航天用結(jié)構(gòu)件。精密鑄造能夠以較低的成本批量生產(chǎn)出尺寸精準(zhǔn)、形狀復(fù)雜的構(gòu)件，這類鑄件整體結(jié)構(gòu)性好、可靠性高，可同時(shí)解決鈦合金構(gòu)件成形難度大和成本高的難題，因此一直是鈦合金鑄造行業(yè)研究的重要方向。
鈦異形件加工數(shù)值模擬能夠?qū)?fù)雜問(wèn)題進(jìn)行量化描述，基于實(shí)際物理過(guò)程的凝固數(shù)值分析已逐步成為預(yù)測(cè)和改善鑄件內(nèi)部質(zhì)量的重要手段。通過(guò)數(shù)值模擬分析合金鑄造過(guò)程的溫度場(chǎng)、流場(chǎng)以及缺陷分布，突破了傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)中過(guò)度依賴生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和試錯(cuò)來(lái)改進(jìn)澆注工藝、研發(fā)周期長(zhǎng)、成本高的局限性，可顯著提高材料的綜合性能。因此，本研究首先分析鑄件結(jié)構(gòu)特性，然后利用ProCAST軟件對(duì)鈦合金鑄件真空熔模鑄造工藝進(jìn)行模擬分析，闡明澆注過(guò)程合金液的流動(dòng)狀態(tài)、凝固特征及缺陷分布，基于此進(jìn)行迭代優(yōu)化獲取Z優(yōu)工藝參數(shù)。使用新工藝進(jìn)行試制生產(chǎn)，Z終獲得探傷檢測(cè)合格的鑄件。
因此鈦合金加工件廠家的結(jié)論：
(1)采用ProCAST軟件對(duì)ZTC4鑄造鈦合金澆注的薄壁件進(jìn)行真空熔模鑄造數(shù)值模擬，對(duì)初始鑄造工藝進(jìn)行評(píng)估并得到該結(jié)構(gòu)件缺陷分布規(guī)律和鑄件澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。
(2)采用逆向工程手段和有限元分析方法優(yōu)化了澆注方案，在原有鑄造工藝上增設(shè)澆/冒口獲得了Z優(yōu)鑄造工藝，解決了原有工藝中鑄件承力板區(qū)域容易產(chǎn)生縮松縮孔的問(wèn)題。采用優(yōu)化方案制備的試制件探傷檢測(cè)結(jié)果表明鑄件內(nèi)部質(zhì)量良好，未出現(xiàn)氣孔、縮孔缺陷且工藝穩(wěn)定性高。
(3)數(shù)值模擬結(jié)果與無(wú)損檢測(cè)結(jié)果高度一致，為同類鈦合金鑄件產(chǎn)品的開發(fā)和澆注工藝優(yōu)化提供了可靠的依據(jù)和分析方法，為類似異形薄壁件的精密鑄造成形技術(shù)提升奠定了基礎(chǔ)。
