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ZL205A铝合金是我国在70年代年间自行研制的一种高强度铸造铝合金,也是目前世界上抗拉强度最高,综合力学性能比较好的一种铸造合金。因ZL205A合金的结晶温度比较宽使得该合金的铸造性能比较差,尤其在大径厚比铸件的铸造过程中,容易产生偏析、缩松、热裂等铸造缺陷。本文通过对Φ1300mm壳体铸件进行工艺优化达到铸件一次性铸造成形的目的,并将该研究结构按照铸件材料、工艺、产品结构等相似原理,应用到Φ1800mm壳体的铸件中。该薄壁圆筒形铸件采用砂型反重力低压缝隙式浇注系统,低压气压力为0.6-0.8mpa进行铸造生产。铸造模具的模块化组合式设计:Φ1300mm壳体砂芯模具采用内部瓜瓣式、外侧对开式结构设计。Φ1800mm壳体主体砂芯模具结构,即内胎活块纵筋,框架式环筋,整体外胎紧实内胎的结构方案。立筒数目:Φ1300mm壳体,立筒24根,补缩距离170mm;Ф1800mm壳体,立筒32根,补缩距离177mm。浇注系统的浇口宽度:Φ1300mm壳体铸件,缝隙浇口尺寸20/30mm;Ф1800mm壳体铸件,缝隙浇口尺寸25/35mm。立筒直径:Φ1300mm壳体,铸件立筒直径65/60mm;Ф1800mm壳体,铸件立筒直径80/70mm。冷却系统:Φ1300mm壳体铸件主体壁厚激冷砂冷却;上法兰双面冷铁冷却,(下面厚度为对应壁厚的1倍,内型面厚度为对应壁厚的1.5倍);下法兰单面冷铁冷却,厚度为对应壁厚的(2～2.5)倍;加厚区冷铁厚度为对应壁厚的(2～2.5)倍。Ф1800mm壳体主体壁厚激冷砂冷却;上法兰双面冷铁冷却(下面厚度为对应壁厚的1倍,内型面厚度为对应壁厚的1.5倍);下法兰单面冷铁冷却,厚度为对应壁厚的2倍,加厚区冷铁厚度为对应壁厚的2～2.5倍。根据以上的浇注系统和冷却系统窗口优化设计,使用Pro CAST仿真技术完成了铸造模拟分析。铸件Ф1300mm使用浇注温度715℃,升压速率0.8125KPa/s,保压100KPa方案,铸件内部没有缩孔、缩松、偏析,少量的缩孔、缩松、偏析缺陷均存在于立筒与浇道内部,铸件内部质量是安全的。Φ1800mm壳体铸件同样采用Pro CAST仿真技术模拟,内部没有缩孔、缩松、偏析,铸件内部质量是安全的。通过上述工艺方案,铸件经过试验验证均满足产品技术要求。