如何减少在压室浇料时产生的卷气
应用软件:FLOW-3D CAST
公司:通用汽车公司 (GM)
一、前言
在高压铸造中压室的浇料大部分都是利用机械手臂来进行浇料,在浇料过程中常因为熔体与压室的冲击伴随着气体进入压室中,可能使铸件因此产生缺陷,所以本文将探讨要如何浇料才避免有大量的气体卷入。
二、浇料方式比较
一般的浇料方式是利用浇勺直接将熔体倒入压室中,本文提出一种新设计将浇勺增加一个套口并使用滤网来进行浇料(如图1所示),并且比较两者的卷气含量。
图1 具有套口的浇勺
本文利用FLOW-3D CAST进行压室浇料的模拟,来观测浇料过程卷气分布,图2为两种不同方式的浇料结果,由结果可以看出一般的浇勺在浇料时会因为撞击产生大量的卷气,在液面也有较大的波动,而具有套口的浇勺是直接转进压室中避免熔体撞击产生卷气。表1是利用不同案例的卷气量的结果,可以发现一般浇勺在降低浇注高度是可以避免卷气的产生。
(a)一般浇勺 (b)具有套口的浇勺
图2 两种浇料方式的分析结果
表1 不同案例下的卷气量
案例 | 卷气含量 |
一般浇勺(标准高度) | 6% |
一般浇勺(降低10公分) | 4.5% |
一般浇勺(降低15公分) | 3.5% |
具有套口的浇勺 | 1.1% |
具有套筒的浇勺前方有设置滤网,但因为滤网需要更换会造成生产时的不便,所以本文提出另一种设计来改善(如图3所示),在生产时会利用辊轮来带动滤网,让滤网过滤的效果提升。
图3 具有自动换滤网的浇勺
三、结论
经由实验验证可发现一般浇勺在表面有大量的孔洞,加过滤网孔洞变少,具有套口的浇勺几乎没有孔洞且表面的流纹也较少。
图4 实验验证