利用铸造模拟软件ProCAST对整体式多路阀阀体在添加压边冒口前后铸造过程的温度场、流场和固相分数进行了数值模拟,模拟结果表明,添加压边冒口能够避免多路阀阀体出现缩松缩孔等铸造缺陷。经生产验证,铸造出的整体式多路阀阀体没有出现缩松缩孔等铸造缺陷,和模拟结果一致;经解剖铸件,铸件内部流道光洁,流道位置准确,表明采用整体式框架可以提高砂芯强度和保证定位精度。

分析了大型整体式多路阀阀体的结构特点,建立阀体的三维实体模型,并对阀体的铸造工艺进行部分改进。运用Anycasting对原浇注工艺方案和改进后的工艺方案进行凝固过程模拟分析。结果表明,改进后的冒口能更好的对铸件进行补缩,使缩孔、缩松等缺陷得到明显的改善。

该文提出一种高压大流量整体式多路阀阀体铸造工艺,对阀体结构分析,阐述了制型、制壳、造芯、浇注系统、合型、合箱等工艺,利用壳型准确定位,利用仿真模拟软件,充分进行充型、凝固过程分析,对浇注系统进行优化设计,确定铸造工艺。经过实际浇注验证,证明铸造工艺合理。缩短了开发时间,为整体式多路阀系列铸造工艺提供设计参考。

整体式多路阀阀体的铸造工艺难度大,为开发新型整体式多路阀阀体铸件,通过铸件结构分析,砂芯优化与设计,浇注系统设计,补缩与激冷系统设计,模拟仿真确定铸造工艺方案;同时在阀体试制阶段采用3D打印砂芯,实际浇注验证铸造工艺,证明铸造工艺合格。通过应用铸造模拟仿真和3D打印砂芯快速试制和验证铸造工艺,避免直接开发模具后续发生更改造成模具报废,指导后续金属模具制作和批量生产,缩短样件开发周期,也为高难度整体式多路阀阀体铸件工艺开发提供新思路。