SHANGHAI CONLY VALVE CASTING CO., LTD

遠心ポンプ用17-4phステンレススチールスパイラルインペラの投資鋳造に関する研究(1)

リリース時間: 2021-10-25 10:54:20  ヒット数: 10

  

 inpellerは遠心ポンプのコアコンポーネントです。運転中、インペラは振動と遠心力に耐え、それによってブレード上の引張、圧縮性および曲げ応力をかけなければならない。さらに、(図1に示すように)外部ピンホールまたはマイクロ lesを流れることは孔腐食を引き起こし、それによって流体移動の効率を低下させる傾向がある。したがって、インペラブレードの内部および表面欠陥を排除することは、クリープ、疲労不良、さらには損傷を防ぐために不可欠です。鋳造流動解析を予備設計プロセスに組み込むことができ、インベストメントキャスティング(偏析、表面ピンホール、収縮率など)を形成する可能性を低減し、これが鋳物の品質を大幅に向上させ、製品開発プロセスを短縮することができる。圧力相関式(単純)、マークおよび要素(MAC)法2および流体溶液アルゴリズムの容積(SOLA-VOF)法の半乳例法を含む、キャスティング中の注入プロセスをシミュレートするためのいくつかの方法が開発されてきた。 3インペラキャスティングの品質を向上させるために、この研究では、注ぐプロセスをシミュレートして注ぐシステムを最適化し、キャスティングの出力と生産性を向上させるために、エアキャストの金型フロー分析技術を使用します。

-遠心ポンプのスパイラルインペラによって形成される典型的な欠陥:内部収縮孔。 B表面欠陥-

1.png

Method

は実験に用いたの

成分は96.803ミリメートルの直径60ミリのゲートとインペラ型を含ま両側に2つのランナーがあります。図2Aは、ゲートシステムの初期設計を示す。ポンプの材料は174phステンレス鋼です。ステンレス鋼材料の物理的性質は以下の通りである:密度(ρ)は7750kg m3、比熱(S)は459.45J kg

1・℃、液相温度(Tp)は1440℃であり、そして固相(TS)は1400℃です。熱膨張係数と熱伝導率は温度と大幅に変化し、それらは変数と見なされます。温度との限られた変化を有する物理的パラメータ(密度、比熱および潜熱など)の場合、それらはシミュレーションソフトウェアの定数で処理されます。注がれ凝固過程の数値シミュレーションの主な目的は、プロセスパラメータを最適化し、鋳造欠陥の予測および制御を実現することである。我々はSolidWorks 3Dソフトウェアを使用して、インペラブレードとゲーティングシステムの正確な要素モデルを開発しました。次に、有限差分法(FDM)に基づいて前処理のためにモデルをインポートします。離散計算ノードでは、有限数の未知数を含む差分方程式を導出しました。差方程式を解くと、数値シミュレーションの物理的パラメータの設計およびプロセス条件で使用されるおおよその分析解が生成されます。反復計算の収束基準は

0.001です。残留溶融率(RMM)4および新山基準モデル5,6によれば、欠陥の発生確率が評価される。溶融金属の充填は、熱伝達損失および凝固を伴う
isheralmalの流れを含む。質量、運動量およびエネルギーの保存によると、様々な熱力学的挙動および流れ場の進化を分析することができる。連続式方程式、Navierstokes式(勢い)、エネルギー方程式、および流動体積関数は、溶融金属の充填挙動を予測し、金属流の自由表面の変化を説明するために使用されます。収縮予測のための新山基準モデルは、以下のように指定されています:

---<--

; Gは、関心領域の局所温度勾配(k m - 1)を表す。 Rは冷却速度です。 CNIYAMAは新山規格のしきい値を表しています。ここで使用されているCNIYAMAの値は1.0 K12 S1图片11.png2 MM-1.4


&#//Results and Dispocise

 NUMERICALです。初期注射計画の解析


figure 2aは、3849925のコンピューティングユニットを含む垂直ゲーティングシステムの設計を示す。注ぐ温度(TCASTING)およびシェルモールド温度(Tセラミック)はそれぞれ1580および1200℃である。 T=1.9秒の溶融金属の過渡的な流れを図2Bに示す。注ぎは約3.7秒で完了した。写真のように、ハブは前にブレードで満たされました。これは、ブレード構造がより複雑であり、厚さが不均一であり、それは流動抵抗および乱流を発生させる傾向を増大させるからである。図2Cは、溶融金属凝固の配列を示す。凝固は約882.5秒で完了した。外側縁は約187秒で固化した。これはブレードよりも早く起こりました。図3は、Niyama基準モデルを用いた初期キャスティングパラメータ(すなわち、温度勾配と冷却速度の比率を考慮して)RMMと組み合わせた初期鋳造パラメータに基づく鋳造品の各部分における欠陥の確率を示しています。 RMMは、各グリッドで臨界固体画分が各グリッドで到達すると、保持されたメルトの量を表面積で割ったものを表します。Rmmの値を下げると、欠陥を形成する可能性が高くなります。図に示すように、収縮不良は、シン ウォール領域と大きな変化を有する領域に現れる傾向があります。構造壁の厚さ。低温で低いシェル型温度で溶融金属を使用すると、薄肉近くの構造が速く冷却され、その結果、内部の残留応力と表面収縮と変形が発生します。さらに、二次樹状突起間の供給チャネルの急速な冷却は、溶融金属の流動抵抗を増大させ、その結果、供給が不十分であり、最終的に収縮する。-

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