高铁复杂腔体铸造质量直接影响着高速列车的使用性能 。 9 复杂腔体为研究对象 ， 采用 Anycasting软件对其铸 造过程进行了数值模拟 ， 得到了复杂腔体粒子流 、 流速及压力分布 。 并对高铁复杂腔体熔炼工艺提出了三种改进方案 ， 研 究结果表明 ： 提高碳当量 、 增加铁水石墨化倾向和多次孕育有利于减少高铁复杂腔体铸件渗碳体 。 在改用合适的孕育剂 和严格控制熔炼参数情况下 ， 可 9 成功实现 4 ,,的高铁复杂腔体铸件无渗碳体 。关键词 ： 复杂腔体;铸造 ;数值模拟 ； 渗碳体中图分类号: TG250 文献标识码: A精密铸件具有可靠性高 、 重量轻 、 加工成本低等 特点 ， 已经成为高铁列车零部件广泛采用的加工工 艺 。 由于高铁列车行驶速度快和安全性要求高 ， 其铸 件需要避免夹渣 、 气孔 、 缩松 、 裂纹等缺陷产生 。 为了 掌握铸件在铸造过程中变化规律 ， 通常采用数值模 拟和试验相结合方法进行 ， 而数值仿 件可模拟铸件 和 过程 ， 铸件缺陷置,在铸造工艺中 了广泛应用 ， 根据数值模拟结果改进铸造工艺,能有效 低设 成本 ， 高铸造 量 。 如 ， 等 于 ProCAST铸造数值仿 件过程进行数值 ， 了 铸造缩孔和缩松 ， 了工艺改进方 优化 ， 了 要求的 铸件 @1B 用 ProCAST 铸造模拟 件 160 km 车铸 铸造过程进行数值 ， 了 和气 设合 铸件 缺陷的主要 ， 重设 数量 ， 在 部设 气孔 ， 改 的 气 ， 试验结果 部气孔 、 缩孔缺陷已 ， 铸件量 要求叫 .等 模铸造合 铸件的 过程 度 进行了数值模拟 ， 了 铸件 缩松缺陷的 。 铸件的 进行工艺改进 ，经采 X 缺陷 ， 密度超过 99.8% 叫等采用相 方法 铸造 的夹 渣缺陷和常 进行了 ， 了 铸造 、 工艺 、 涂层厚度等参数 影文章编号 ： 1 672-545X( 2020 )03-0040-05响研究 ， 炼和热处的工艺参数进行了优化 ， 了 铸造缺陷 ， 高了 的量叫马 永等 别采用重铸造和低压铸造的工艺方法变矩器铝铸造 密度 、 成品率 、 缺陷率进行了研究 ， 通过比发低压铸造为变矩器铸造最佳工 艺叫孟凡国等人针航空发 薄壁承支板在 模精密铸造中产生的疏松 、 裂纹 廓度差等问题,通过改进铸造 和工艺 化 ， 解决了承支板铸件的铸造缺陷和 精度问题 ， 高了承支板铸件的成品率问 。 本文高铁复杂腔体为研 究 象 ， 采用 Anycasting件 其铸造成形过程进行 数值模拟 ， 和判断复杂腔体铸造 ， 根据复杂腔体使用要求 ， 对其铸造工艺进行改进 ， 合格的复杂腔体铸件1 高铁复杂腔体模型复杂腔体为高铁制 重要的壳体零件 ， 如图 1 所 X， 其轮廓尺寸为 380 mm “ 378 mm “ 220 mm,最小壁厚 4.5 mm,最大壁厚 53. 8mm,铸件重量 25.2 kg。 复杂腔体方形腔室和 L形筋板存在多处 30~ 53.8 mm的厚大热节 ， 且各热节部互相割而 ， 采用覆膜砂 工艺制作生产芯 ， 用树脂砂将合好的砂进行包裹 ， 保证 的稳定 。 采用保避免缩松 、 缩孔缺陷产生 。收稿日期 ： 2019-12-12基金项目 ： 漂阳市重点研发计划项目 (LA2017007);江苏省产 研合作项目 (BY2019100) 作者简介 ： 国 (1977-),， 工程 ， 主要 炼工艺研究 。40《 装备制造技术 ＞ 2020 年第 03 期热节 1热节 2图 1 高铁复杂腔体示意2 高铁复杂腔体铸造数值模拟根据高铁复杂腔体保温冒口设计 ， 采用 Anycasting 分析软件在设定的模拟参数条件下 （ 浇注温度 1 450 流动条件设置为 0.6 m/s,固相线温度 1 149 “， 液相线温度 1 186 “。 ） 开展复杂腔体铸造成形数 值模拟 ， 从而预测和判断复杂腔体铸造情况 。2.1粒子流分布通过粒子追踪可发现粒子流首先经过中间 2 号 进料口进入铸件型腔 。 将粒子流进入三个进料口的 方向分别用三个 的 ,1 号进料口用a ,2 号进料口用 6 ,3 号进料口用 c 。 2 中 注 ， 粒子流经过三个进料口进入型腔 从下向 , 粒子流无斡旋状紊流 。粒子追踪 0.3891(sec)9.72838.75557.78266.80985.83704.86413.89132.9185.9457 09728 0.0000（a） 充型开始（ 续下图 ）（ 接上图 ）£AnyCastin旷I粒子追踪~ 1.3593(sec二 6.7965二 6.11695.4372一 4.7576 -4.07793.39832.7186二 2.0390 畐 1.3593J0.6797■0.0000(b)型 15%粒子追踪 9.3392(sec■9.72838.7555— 7.78266.8098 -5.8370 -4.8641 .3.9813 ^2.9185— 1.9457 -0.97280.0000（ c） 型 成图 2 粒子流分布2.2流速分布型刚开 ， 三个进料口的度从 3 中可 2 号进料口流 〉 3 号进料口流 ＞ 1 号进料口流 。 铁液刚 型腔进入冒口时三个进料口的流 相 在 52.941〜 70.580 cm/s。( a) 型开（ 续下图 ）41Equipment Manufacturing Technology No.03,2020（ 接上图 ）速度 Ti#e:8.31882(sec)Filling:85.00% Solidification:0.01%(cm/sec2.Guilin University of Electronic Science and Technology, Guilin Guangxi 541004, China)Abstract: Aiming at the heat damage problem of air filters pipe in commercial vehicle engine compartment, a k-e turbulence model was established to simulate the flow and temperature field inside engine compartment by CFD method. Then, the accuracy of the model was verified by experiments. Basis on the model, according to the temperature test results of air filters pip, the heat damage optimization control scheme was proposed. Results show that, the pipe temperature of directly radiation region is reduced about 37 “ , avoided by high temperature melting. It is indicated that the research result has good reference value for the thermal control of engine compartment. Key words: Engine Compartment; Thermal Damage Analysis; Flow Field Analysis; Optimization and Improvement(上接第 44页)Research on Numerical Ssimulation and Control Technology of High Iron Gcomplex Ccavity CastingWANG Guo-jun1, MA Yun-an1, HE Ya-feng2((.Liyang Wansheng Foundry Limited Company, Liyang Jiangsu 213353, China; 2.Department of Aeronautics and Mechanical, Changzhou Institute of Technology, Changzhou Jiangsu 2@3032, ChinaAbstract ： The casting quality of complex cavity of high-speed iron directly affects the service performance of highspeed train. In this paper, the casting process of complex cavity was simulated by AnyCasting software, and the particle flow, velocity and pressure distribution of complex cavity were obtained. The results show that increasing the carbon equivalent, increasing the tendency of ironstone inking and multiple inoculation are beneficial to reduce the cementite of the complex cavity castings. Under the condition of proper inoculant and strict control of smelting parameters, the cementite free casting with 4mm high iron complex cavity can be successfully realized.Key words: complex cavity; casting;numerical simulation;cementite62
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