[发明专利]降低高温合金铸锭残余应力的VIM工艺参数确定方法

说明书

本发明涉及高温合金浇铸工艺技术领域，尤其是涉及一种降低高温合金铸锭残余应力的VIM工艺参数确定方法。包括如下步骤：(a)通过绘图软件绘制出浇铸模具以及浇铸模具底部的耐火砖的三维模型；(b)将所述三维模型导入ProCAST铸造软件中，进行检查和装配；并在软件中绘制出铸锭形状并进行网格划分；(c)在Cast模块进行浇铸模具、铸锭和耐火砖参数设置，启动数值仿真运算；(d)将运算结果进行可视化后处理，得到不同条件下铸锭的残余应力的大小及分布结果；根据结果确定VIM工艺参数。本发明通过数值仿真模拟技术分析能较好的预测真空感应熔炼过程得到的铸锭的残余应力的实际情况，为高温合金的真空感应熔炼工艺提供指导。

技术领域

本发明涉及高温合金浇铸工艺技术领域，尤其是涉及一种降低高温合金铸锭残余应力的VIM工艺参数确定方法。

背景技术

高温合金广泛应用于制造国内外各种先进航空发动机零部件，具有优异的综合力学性能，是国民经济不可缺少的一类重要材料。

国内变形高温合金的冶炼通常采用真空感应熔炼+真空自耗两联或真空感应熔炼+电渣重熔+真空自耗三联的熔炼方式。其中，真空感应熔炼作为熔炼的第一道工序，其冶炼出的高温合金铸锭的质量对后续的电渣重熔或真空自耗起到关键性作用。

高质量的铸锭应具有较低的残余应力和尽可能少的缺陷。若铸锭存在裂纹或者较高的残余应力，则会在后续的电渣重熔或真空自耗过程中发生开裂或者掉块，使得电渣重熔或真空自耗的冶金质量下降，影响稳定性。严重时则会导致冶炼失败，造成巨大损失。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供降低高温合金铸锭残余应力的VIM工艺参数确定方法，以解决现有技术中存在的高温合金真空感应熔炼的残余应力较高等技术问题。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

降低高温合金铸锭残余应力的VIM工艺参数确定方法，包括如下步骤：

(a)通过SoildWorks绘图软件绘制出浇铸模具以及浇铸模具底部的耐火砖的三维模型；

(b)将所述三维模型导入ProCAST铸造软件中，进行检查和装配；并在ProCAST铸造软件中绘制出铸锭形状并进行网格划分；

(c)在Cast模块进行浇铸模具、铸锭和耐火砖参数设置，启动数值仿真运算；

(d)将运算结果进行可视化后处理，得到不同条件下铸锭的残余应力的大小及分布结果；根据结果确定VIM工艺参数。

在本发明的具体实施方式中，步骤(b)中，所述网格划分包括：对铸锭进行面网格划分，检查网格质量，进行自动修复和手动修复；再进行体网格划分，检查网格质量，进行自动修复和手动修复。

在本发明的具体实施方式中，步骤(b)中，还包括：对浇铸模具和耐火砖进行网格划分。

在本发明的具体实施方式中，步骤(c)中，所述参数设置包括：浇铸模具、铸锭和耐火砖的材料设置、温度设置、换热系数设置、冷却方式设置、浇铸速度和浇铸范围设置。

在本发明的具体实施方式中，所述材料设置包括材料种类和材料属性。

在本发明的具体实施方式中，将所述浇铸模具和所述耐火砖的材料属性设置为刚体。

在本发明的具体实施方式中，所述温度设置包括浇铸模具和耐火砖的预热温度以及铸锭的浇铸温度。

在本发明的具体实施方式中，步骤(c)包括：

(c1)根据铸锭在坐标系中的位置，设置重力方向；

(c2)在Volume Manager部分进行模具、铸锭和耐火砖的材料设置和温度设置；