基于procast的超临界阀体铸造工艺优化

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1、Vol.35No.10Oct.2014铸造技术FOUNDRYTECHNOLOGY·2431·基于ProCAST的超临界阀体铸造工艺优化潘安霞(常州轻工职业技术学院，江苏常州213164)摘要：超临界阀体作为超临界发电机组的重要部件，严格控制产品的内部质量是关键。本文以阀体为研究对象，确定了阀体的铸造工艺，用Pro-E三维设计软件完成了阀体的三维模型设计，对其铸造工艺进行了数值模拟，成功预测了铸件缩孔、疏松缺陷，并有针对性的提出了工艺改进意见，优化了铸造工艺，成功完成了产品的生产制作。关键词：PROCAST；阀体；工艺优化中图分类号：TG269文献标识码：A

2、文章编号：1000-8365(2014)10-2431-04OptimizationonCastingProcessforSupercriticalBodyBasedonProCASTPANAnxia(ChangzhouInstituteofLightIndustryTechnology,Changzhou213164,China)Abstract：Asanimportantcomponentofsupercriticalgeneratingunits,itisimportanttocontrolinternalqualityofsupercriticalva

3、lvebodystrictly.Takingthevalvebodyastheresearchobject,itscastingprocesswasdeterminedusingPro-E3Ddesignsoftwaretocompletethedesignof3Dmodelofvalvebody,thenthecastingprocesswassimulatedtopredicttheshrinkageholeandshrinkagedefectssuccessfully,somesuggestionswereputforwardtoimprovethepr

4、ocesstechnicssoastooptimizethecastingprocess,finishingproductproduction.Keywords：ProCAST;valvebody;castingprocess超临界汽轮机阀体是超临界火电机组的重要零部件，其产品质量会直接影响机组的安全和正常运行。由于该产品要承受高温、高压，因此,对其产品的技术要求高，除需要满足化学成分及力学性能指标外，还要对产品内部质量进行超声波、磁粉、射线探伤检查，防止铸造过程中出现缩孔、缩松等缺陷。利用铸造分析软件Procast模拟阀体的充型，凝固过程的模拟，以及缩孔、缩

5、松缺陷的分布情况，并利用模拟情况对阀体铸造工艺进行优化，大大提高阀体的制造质量[1~6]。1阀体结构特点及工艺图1是阀体结构的三维示意图，阀体大体结构为沿中心对称，由两个相互垂直的环行管相交而成，材质为C12A。轮廓尺寸为：1630mm×1332mm×1145mm，环形管孔内径准920mm和准745mm，主体壁厚在80mm左右，铸件净重3.2t，毛重5.9t。该阀体端头和法兰面及部分内圆需要加工，外圆均为毛坯，需要全部打磨才能达到要求的表面光洁度。虽然从设计上看该件结构不算太复杂，但从铸造顺序凝固角度考虑，壁厚均匀的环行结构不利于补缩，尤其是圆柱相交的位置更

6、是热节集中位置，这种结构很难满足如此严格的探伤要求，需要增加补贴和外冷铁才能保证质量。图1阀体三维示意图Fig.1Three-dimensionaldiagramofvalve图2是阀体的铸造工艺三维示意图。根据该铸件的形状结构和内部质量要求高的特点，进行工艺设计时首先要考虑能够保证铸件的顺序凝固和良好直浇道冒口内浇道横浇道冷铁收稿日期:2014-04-22基金项目:江苏省高校哲学社会科学研究基金项目(2012SJB880013)作者简介:潘安霞(1971-)，江苏盐城人，副教授.研究方向：材料加工工程.电话：13815022420图2阀体铸造工艺三维造型F

7、ig.2Modelingofcastingprocessforvalve·2432·FOUNDRYTECHNOLOGYVol.35No.10Oct.2014补缩。该件的特点为三通形状，属于薄壁件，各部位均不利于补缩，最难补缩的热节处位于两个圆柱相贯的部位，可通过增加补贴的方式使热节处得到补缩；根据铸件的结构特点以及质量要求，使铸件全面得到良好补缩，在图2位置设置了外冷铁及补贴，使铸件能够达到顺序凝固；浇注系统的设计采取单孔浇注，包孔直径准60mm，直浇道直径准100mm，横浇道2个，内浇道4个，具体设置如图2所示。2数值模拟2.1网格模型建立完成实体造型后

8、，在Pro/E环境下选取各部分的面网格