ГК «ПЛМ Урал» провела тестовый расчет оптимизации технологии литья в ПО ProCAST

 

В рамках сотрудничества с АО «ЕВРАЗ НТМК» ГК «ПЛМ Урал» провела показательный расчет технологии литья в песчаные формы для отливки «Колесо» в программном комплексе ProCAST (ESI Group, Франция). Цель работы состояла в верификации результатов моделирования базовой технологии по усадочным дефектам и выявление возможных вариантов изменения технологии для улучшения качества отливки.

 

Отливка «Колесо» массой 1,3 тонны изготавливается из легированной стали 35ХН2МЛ методом литья в песчано-глинистые формы. Не смотря на достаточно массивные прибыли (выход годного в базовой технологии составляет 51%), расчет первоначальной технологи показал, что их объема недостаточно для эффективного питания обода и ступицы колеса, тепловые узлы смещены к отливке, из-за чего в этих местах возникают усадочные раковины. Согласно полученным результатам, эти дефекты будут вскрыты после обрезки прибылей, что потребует дополнительных операций по их исправлению.

 

1 Температура металла в конце заполнения формы

Рис 1. Отображение отклонений графически на экране

 

2. Кристаллизация металла в форме – тепловые узлы в отливке, которые затвердевают последнюю очередь

Рис 2. Кристаллизация металла в форме – тепловые узлы в отливке, которые затвердевают последнюю очередь

 

3. Усадочные дефекты в отливке (базовая технология) – раковины остаются в ободе и ступице колеса

Рис 3. Усадочные дефекты в отливке (базовая технология) – раковины остаются в ободе и ступице колеса

 

На основании полученных данных было принято решение увеличить высоту и уменьшить ширину боковых прибылей, что позволит увеличить время их затвердевания и повысить эффективность питания отливки. Также в ступице был добавлен технологический уклон для смещения раковины в обрабатываемую часть металла. В результате удалось значительно сократить количество усадочных дефектов в теле отливки, после механической обработки дефекты в ступице полностью устраняются, а в ободе остается только внутренняя небольшая пористость.

 

3. Усадочные дефекты в отливке (базовая технология) – раковины остаются в ободе и ступице колеса

Рис 4. Усадочные раковины и пористость в отливке (оптимизированная технология) – в ободе значительно сокращено количество дефектов

 

В итоге, при незначительном уменьшении выхода годного отливки, удалось добиться существенных результатов по устранению усадочных дефектов за короткое время без дополнительных производственных затрат. Программный комплекс ProCAST рекомендован к внедрению на литейном производстве АО «ЕВРАЗ НТМК».