體薄 壁鑄件砂型鑄造過程進(jìn)行三維傳熱過程的計(jì)算機(jī)仿真;采用傳統(tǒng)鑄造工藝中制定的澆冒口 系統(tǒng)，獲得縮松缺陷分布特征;等溫線閉合區(qū)域?yàn)榭s松缺陷產(chǎn)生區(qū)，根據(jù)縮松率大于5%即 為縮松缺陷的產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)，顯;^縮松缺陷在鑄件內(nèi)的分布；
[0055] 步驟四、基于步驟三所獲得的傳統(tǒng)鑄造工藝下回轉(zhuǎn)體薄壁鑄件中縮松缺陷分布特 點(diǎn)，進(jìn)行冒口設(shè)計(jì)和三維傳熱過程的計(jì)算機(jī)仿真;在回轉(zhuǎn)體薄壁件下部引入偶數(shù)個(gè)尺寸形 同的腰形暗冒口；將縮松缺陷盡可能移置暗冒口內(nèi)，則完成回轉(zhuǎn)體薄壁鑄件砂型鑄造過程 中冒口的設(shè)計(jì)：
[0056]步驟四（1)、采用圓環(huán)將縮松缺陷包裹，采用熱節(jié)圓環(huán)法計(jì)算冒口尺寸。熱節(jié)圓環(huán) 的模數(shù)Mrejie-circle = 23Trejie-circle，其中，rrejie-circle為熱節(jié)圓環(huán)半徑，單位為Him ;腰形冒口上 限 數(shù) Mmaokou - circle - max = 1 · 15Mrejie - circke;腰形 _ 口上限寬度為
_單位為謹(jǐn)；腰形冒口上限體積Vmaokou-circle-max = 3.57 (amaokou-circle-max) y ;
[0057] 步驟四（2)、腰形冒口的個(gè)數(shù)為仏3。1?)11- 311，2<仏3。1?)11-311<8，仏 3。1?)11-311為偶數(shù);每一個(gè) 腰形冒口具有相同的體積和尺寸
其中為 每一個(gè)冒口的體積，單位為mm3，l < i《Nmaokmj-an;每一個(gè)腰形暗冒口的寬度amaokmj-ciixle-i = (Vmaokou-circle-i / 3 · 5 7 ) Z，高度為 SaiJnaokou-circ le-i ，~[xi5^j2ainaokou-circle-i， 圓弧半徑為 Smaokou-circle-i/2 j
【具體實(shí)施方式】 [0058] 二:本實(shí)施方式所述在步驟一（I)中，長(zhǎng)方形板的長(zhǎng)度LPiane為254mm。 其它步驟與一相同。
[0059]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式在步驟一中，
[0060]所述回轉(zhuǎn)體薄壁鑄件選擇缸體葉片鑄件，該缸體葉片鑄件采用雙相不銹鋼制造， 雙相不銹鋼材質(zhì)為：C:0.02wt% ,Si :0.58wt%，Mn:0.88wt%，S:0.04wt%，P:0.04wt%，Ni : 5.00wt%，Mo:3.00wt%，Cu:0.60wt%，N:0.25wt%，Cr:22.00wt%，余量為Fe。其它步驟與
【具體實(shí)施方式】一或二相同。
[0061]【具體實(shí)施方式】四：本實(shí)施方式在步驟一中，砂型材質(zhì)為樹脂砂，密度Psand為 1520.0 kgnf3，比熱Cpsand為740J kg-1IT1。其它步驟與【具體實(shí)施方式】一、二或三相同。
[0062]【具體實(shí)施方式】五:本實(shí)施方式所述缸體葉片鑄件的最小壁厚Sminc;asting = 35mm，最 大壁厚3maxcasting = 85mm。其它步驟與【具體實(shí)施方式】一、二、三或四相同。
[0063] 實(shí)施例1:
[0064]本試驗(yàn)所選回轉(zhuǎn)體薄壁鑄件為缸體葉片鑄件，該缸體葉片鑄件采用雙相不銹鋼制 造，材質(zhì)為 C:0.02wt%，Si:0.58wt%，Mn:0.88wt%，S:0.04wt%，P:0.04wt%，Ni: 5 ·OOwt% ,Mo: 3 · OOwt% ,Cu:0 ·60wt%，N:0 · 25wt% ,Cr: 22· OOwt%。砂型材質(zhì)為樹脂砂，密 度Psand為 1520.Okgnf3，比熱cpsand為740J kg-1K'
[0065] 如圖1為缸體葉片鑄件三維實(shí)體。該鑄件最小壁厚Sminc;asting = 35mm，最大壁厚δ ITlBXcasting - 85?ΠΓΠ 〇
[0066] 如圖2為物理模擬實(shí)驗(yàn)鑄造系統(tǒng)示意圖。物理模擬實(shí)驗(yàn)鑄件材質(zhì)為雙相不銹鋼:C: 0.02wt % , Si:0.58wt %,Mn:0.88wt % ,S:0.04wt % ,P:0.04wt % ?Ni:5.OOwt % ,Mo: 3 · OOwt %，Cu : O · 60wt %，N: O · 25wt %，Cr : 22 · OOwt %。砂型材質(zhì)為樹脂砂，密度psand為 1520.0kg πΓ3,比熱Cpsand為740J kg^T1。實(shí)驗(yàn)件為長(zhǎng)方形板，厚度Splane與缸體葉片鑄件最 小壁厚 Smillcasting 和取大壁厚 5IIiaXcasting 的干均值相等，即 5plane- ( δπ?? Ilcasting-I-SniaXcasting ) /2 = 60mm。板的寬度Wpiane和板的厚度Splane相等，即WPi ane = Splane = 60mm。缸體葉片鑄件在砂箱 中距離砂型外表面距離的最小值dminsand = 300mm。物理模擬實(shí)驗(yàn)采用砂型鑄造，砂型為長(zhǎng) 方形。尺寸特征：長(zhǎng)度為Uand = [ 10mm+LPiane/2+LPiane+(20% X dminsand) ] =451mm，寬度為 Wsand=[WPiane+2X (20% Xdminsand)] = 180mm，厚度為5sand=[5piane+2X (20% Xdminsand)] = 180mm。鑄件空腔處于砂型中，距左、右、前、后、上、下砂型外表面距離分別為（10mm+LPi ane/2) = 137mm、（20% XdminSand)=60mm、（20% XdminSand)=60mm、（20% XdminSand)=60mm、 (20 % X dminsand) = 60mm、（ 20 % X dminsand) = 60mm。直饒道尺寸特征:縱向放置圓柱體，直徑 Dver為L(zhǎng)Piane/5約為5 Imm，高度Hver為[Spiane+ (20 % X dminsand) ] = 120mm。橫饒道尺寸特征:橫 向放置圓柱體，直徑Dhori為3piane3/4 = 15mm。
[0067]圖3為物理模擬實(shí)驗(yàn)所得實(shí)際鑄件。圖2中物理模擬實(shí)驗(yàn)選取三個(gè)熱電偶，TCl、TC2 和1^3，熱電偶距離合金/砂型界面的距離分別為11 = 1〇1111]1、12 = 51111]1和13=1〇1111]1。圖4為實(shí)驗(yàn) 中熱電偶測(cè)溫結(jié)果，溫度曲線為升溫曲線。
[0068]圖5為物理模擬實(shí)驗(yàn)所得熱流密度Qexp(t)隨時(shí)間變化曲線。圖6為合金/砂型界面 換熱系數(shù)為810W Hf2IT1時(shí)模擬所得熱流密度隨時(shí)間變化曲線。合金/砂型界面處合金液溫 度11^和合金/砂型界面處型砂溫度T sand由鑄造模擬軟件給出，根據(jù)Qsimu(t) =IiaIiciy-Sand (Iaiiciy-Tsand )= Qexp (t)推算平均合金/砂型界面換熱系數(shù)為81 OWnf2IT1。
[0069] 為驗(yàn)證界面換熱系數(shù)的實(shí)用性，采用砂型鑄造圓圈形狀鑄件，圖7為圓圈形狀鑄件 三維實(shí)體圖，該圓圈形狀鑄件共5圈。圓圈形狀鑄件材質(zhì)為雙相不銹鋼:C: 〇 . 〇2wt %，Si : 0.58wt %,Mn:0.88wt % ,S:0.04wt % ,P:0.04wt % ?Ni:5.OOwt %,Mo:3.OOwt % , Cu: 〇.6〇￥七％，化〇.25￥七％，〇:22.〇〇￥七％。砂型材質(zhì)為樹脂砂，密度0_(1為152〇.〇1^111- 3，比熱 Cpsand為740J kg-1K'
[0070] 圖8為四個(gè)不同澆注溫度下（1486 °C、1514°C、1555 °C和1588°C )實(shí)驗(yàn)所得鑄件的實(shí) 物圖。變化趨勢(shì)為:隨著澆注溫度的升高，所得鑄件長(zhǎng)度增加。
[0071] 圖9為四個(gè)不同澆注溫度下（1486 °C、1514 °C、1555 °C和1588 °C )模擬所得鑄件內(nèi)溫 度場(chǎng)分布?；疑珔^(qū)域?yàn)殍T件型腔沒有被金屬液填充，所以沒有進(jìn)行三維傳熱計(jì)算。變化趨勢(shì) 為:隨著澆注溫度的升高，金屬液填充鑄件型腔距離增加。
[0072] 圖10為模擬所得鑄件長(zhǎng)度和實(shí)驗(yàn)測(cè)量對(duì)比。模擬計(jì)算和實(shí)驗(yàn)測(cè)量的最大差值的絕 對(duì)值為73mm,小于100mm。
[0073] 圖11為缸體葉片傳統(tǒng)鑄造工藝中冒口和澆道位置。圖12為傳統(tǒng)鑄造工藝下縮松缺 陷分布預(yù)測(cè)結(jié)果，缸體鑄件中存在縮松缺陷。
[0074] 對(duì)傳統(tǒng)工藝進(jìn)行優(yōu)化，引入腰形冒口。圖13為腰形冒口尺寸特征示意圖。在缸體葉片底部引 入8個(gè)腰形暗冒口。熱節(jié)圓環(huán)的半徑rrcjif^ircfe由鑄造模擬軟件測(cè)出，其中熱節(jié)圓環(huán) 的 動(dòng)3tejie-circle - 23iTrejie-circle - 61 · 6。腰樂^日肯目 口上限circlmax -I · 15Mrejie-circle - 71.0mm，腰形暗冒口上限寬度為
.腰形暗冒口 上限體積為 Vmaokou-circle-max = 3 · 57(amaokou-circle-max)3 = 9 · 6 X 107臟3。每一個(gè)腰形暗冒 口具有 相同的體積和尺寸
每一個(gè)腰形暗 冒口 的寬度amaokou-circle-i = (Vmaokou-circle-i/3 · 57)1/3 = 1 · 2 X 107/3 · 57)1/3 = 150mm，高度為 2amaokou-circle-i - 300Π 1Π 1，為2amaokou-circle-i - 30〇ΓΠΠ 1，0弓瓜犬j￡lmaokou-circle-i/2 - 75皿11 〇 圖14為缸體葉片鑄件中腰形暗冒口添加位置圖。由圖15可見