Quelles sont les précautions du processus de refroidissement et de solidification des moulages de rouleaux de tourbillon

Comme composants centraux de la machinerie rotative à grande vitesse, Coulées de roue à tourbillon ont des structures géométriques complexes, des difficultés de coulée élevée et des exigences extrêmement élevées pour la densité organisationnelle et les propriétés mécaniques. Dans tout le processus de coulée, les étapes de refroidissement et de solidification jouent un rôle décisif. Un contrôle raisonnable de la vitesse de refroidissement et du chemin de solidification peut efficacement éviter les défauts de coulée courants tels que le retrait, la fissuration à chaud et l'organisation grossière.

L'influence du processus de refroidissement et de solidification sur la qualité de la coulée
Les étapes de refroidissement et de solidification déterminent directement le processus de formation de l'organisation métallique. Un taux de refroidissement inapproprié peut entraîner des grains grossiers, des dendrites trop longues et une organisation inégale. Un chemin de solidification désordonné ou un canal de retrait obstrué est sujet à des défauts de rétrécissement et de rétrécissement. Pour les moulages de rouleaux de tourbillon avec une structure complexe et une épaisseur de paroi inégale, il est particulièrement nécessaire de contrôler l'équilibre de refroidissement global et le gradient de température local.

Contrôler la solidification séquentielle pour assurer un retrait efficace
La partie moyeu de la roue de vortex est généralement la zone la plus épaisse de la coulée, avec une grande capacité thermique, un refroidissement lent et des nœuds chauds faciles à former. Si un retrait efficace n'est pas effectué, un retrait central se produira dans cette partie. Un système de montage bien conçu est la base pour obtenir une solidification séquentielle. Les mesures suivantes sont recommandées:
Disposez une colonne montante isolante à la jonction du moyeu et de la racine de la lame pour maintenir le canal d'alimentation de retrait sans obstruction;
Optimiser le logiciel d'analyse de simulation de nœuds chauds de la colonne montante pour s'assurer que le métal fondu se solidifie toujours de l'extrémité à la colonne montante;
Ajouter une colonne montante de drainage pour guider le métal fondu à haute température dans la zone qui doit être nourrie en premier pour réduire le relâchement interne.

Utilisez des refroidisseurs pour ajuster la vitesse de refroidissement locale
La distribution de la vitesse de solidification des moulages de roue de vortex est extrêmement inégale en raison de lames minces et des centres épais. Afin de contrôler l'équilibre de refroidissement, la technologie du refroidisseur peut être utilisée pour ajuster le gradient de température local:
Placer les frissons en cuivre ou en fonte autour du moyeu et sous le nœud chaud pour augmenter la vitesse de refroidissement et raccourcir le temps de solidification;
Évitez d'utiliser des refroidisseurs dans la zone de la lame à parois minces pour éviter les fissures thermiques causées par un refroidissement excessif;
Contrôlez la direction du flux de chaleur à travers l'épaisseur, la taille et la disposition du refroidisseur pour obtenir une solidification isotherme régionale.

Contrôler la courbe de refroidissement globale pour éviter la concentration de contrainte thermique
Le taux de refroidissement inégal affecte non seulement la formation de microstructure, mais peut également provoquer une concentration de contrainte thermique en raison d'un gradient de température excessif, provoquant des fissures. Une attention particulière doit être accordée à la courbe de refroidissement globale lors de la coulée:
Concevoir raisonnablement le matériau et l'épaisseur du moule pour assurer une dissipation de chaleur uniforme dans la cavité;
Dans la coulée de précision, la coque en céramique peut être préchauffée localement ou une couche d'isolation peut être réglée pour contrôler la différence de température entre l'intérieur et l'extérieur de la coquille;
Pour les grandes pièces moulées, il est recommandé d'utiliser le refroidissement segmenté ou le refroidissement par four à température contrôlée pour éviter les chocs thermiques et la déformation structurelle.

Affinez l'analyse des nœuds thermiques pour éviter les zones de défaut potentiels
La distribution des nœuds thermiques et les risques de rétrécissement potentiels peuvent être identifiés intuitivement par simulation de processus de solidification. Il est recommandé d'utiliser des outils de simulation numérique pour une analyse préliminaire:
Utilisez un logiciel de simulation tel que ProCast et Magmasoft pour dessiner un diagramme équivalent du champ de température et du taux de solidification;
Effacer l'emplacement de la "dernière zone de solidification" et concentrez-vous sur l'analyse s'il existe un chemin complet de compensation de retrait;
Optimisez la taille de la taille de la colonne montante, la disposition du refroidisseur et la structure du système de versement en fonction des résultats de la simulation pour améliorer la qualité globale de solidification.

Contrôler la structure cristalline et optimiser les propriétés mécaniques
Le processus de refroidissement affecte directement la structure des grains et les propriétés mécaniques du métal. Les matériaux communs pour les traits de vortex, tels que l'acier inoxydable et l'acier duplex, sont sensibles à la vitesse de refroidissement. Les mesures de contrôle organisationnel suivantes doivent être prises:
Utilisez la technologie de solidification directionnelle pour guider les cristaux colonnes pour se développer dans le sens du stress principal et améliorer la résistance à la fatigue;
Contrôler la vitesse de refroidissement dans une plage raisonnable pour empêcher le grossissement de la phase précipitée pendant la transformation de l'austénite en ferrite;
Pour les matériaux à haute performance, introduisez de manière appropriée des raffineurs ou des oligo-éléments pour promouvoir le raffinement des grains.