基于ProCAST的ZL114A尾段殼體凝固成形數(shù)值模擬與工藝優(yōu)化

樊振中，叢延，吳凌華，李衛(wèi)東，羅磊，張楊，劉國，張勇為，王剛，肖佑濤

基于ProCAST的ZL114A尾段殼體凝固成形數(shù)值模擬與工藝優(yōu)化

樊振中1,2*，叢延3，吳凌華4，李衛(wèi)東5，羅磊4，張楊5，劉國5，張勇為5，王剛5，肖佑濤5

（1.中國航發(fā)北京航空材料研究院，北京 100095；2.北京市先進鋁合金材料及應用工程技術研究中心，北京 100095；3.北京宇航系統(tǒng)工程研究所，北京 100076；4.海裝西安局駐成都地區(qū)第四軍事代表室，成都 610100；5.四川航天長征裝備制造有限公司，成都 610100）

針對ZL114A尾段殼體研制需求，利用低壓充型液態(tài)成形工藝與數(shù)值仿真計算，預測疏松缺陷分布位置及嚴重程度，通過改進工藝來減少疏松缺陷，進而提高生產合格率。基于ProCAST軟件對ZL114A尾段殼體低壓充型凝固過程進行仿真計算，分析充型凝固過程中的流動場與溫度場分布、充型時間、流動長度與凝固時間，預測疏松缺陷分布位置及嚴重程度，結合枝晶相干點雙電偶熱分析法測試結果，對低壓充型工藝進行設計優(yōu)化。由尾段殼體凝固疏松缺陷的仿真計算結果與枝晶相干點溫度測試結果可知，低壓充型增壓速度得到提高，保壓時間有所延長，對安裝凸臺冷鐵材質與厚度進行設計優(yōu)化后，疏松缺陷得到顯著改善。通過數(shù)值仿真計算指導了鑄造工藝設計，制備得到了滿足技術指標要求的ZL114A尾段殼體。

ZL114A鋁合金；數(shù)值模擬；凝固成形；工藝優(yōu)化；力學性能；尾段殼體

鋁合金因其密度低、比強度高、比剛度高、耐蝕性佳、加工性能優(yōu)異且成形性能好等特點而在航空航天、新能源汽車、船舶和海洋裝備中得到了廣泛的應用[1-6]。……