强制风冷在大型铸钢件砂芯上的应用

来源：机械工程学报杂志2017年第22期北京时间：

作者：孙治国, 任英磊, 向青春, 张伟, 杨桂星, 邱克强

单位：1. 沈阳工业大学材料科学与工程学院 沈阳 110870;2. 沈阳铸锻工业有限公司铸钢分公司 沈阳 110142

摘要：通过活动横梁铸件简化模型研究了冷铁、自然风冷和强制风冷对厚壁回转体大型铸钢件凝固时间和砂芯温度场的影响。砂芯采用强制风冷铸件凝固时间最短，而采用冷铁不能缩短铸件凝固时间。通过对比不同冷却条件砂芯的温度场发现无强制冷却砂芯和冷铁砂芯分别在13 h和12 h出现热饱和现象，随后砂芯中心到铸件的温度梯度转为负值，砂芯向铸件输送热量；而砂芯采用自然风冷和强制风冷时从砂芯中心到铸件建立了正的温度梯度，能有效吸收铸件凝固期间释放的热量而改善其冷却条件；强制风冷对流换热系数高，冷却作用明显。对活动横梁铸件原始工艺改进，砂芯采用强制风冷；模拟结果与原始工艺相比缩孔位置上移，表明冒口补缩能力增强；同时砂芯实测温度场与模拟温度场相吻合，验证了模拟结果的可行性，由于砂芯在高温热作用下的时间短，经改进工艺所生产的活动横梁铸件中心孔表面无机械粘砂。

关键词：大型铸钢件,厚壁,强制风冷,砂芯,温度梯度；

基金资助：沈阳市科技计划资助项目（F13-036-2-00）。