ВИКОРИСТАННЯ КОМП’ЮТЕРНОГО МОДЕЛЮВАННЯ ДЛЯ ІДЕНТИФІКАЦІЇ ДЕФЕКТІВ, ЩО УТВОРЮЮТЬСЯ У СТАЛЕВИХ ВИЛИВКАХ КОРПУСІВ ЗАПІРНОЇ АРМАТУРИ ПРИ ЛИТТІ ЗА МОДЕЛЯМИ, ЩО ГАЗИФІКУЮТЬСЯ

Processy litʹâ, 2021, Tom 145, №3 p. 53-60

Анотація

УДК 621.74.046:004.942

Надійшла 02.08.2021

Представлено результати комп’ютерного моделювання технологічного процесу виготовлення сталевого виливку «корпус вентиля DN80 PN40» методом лиття за моделями, що газифікуються. Моделювання проведено з використанням програми Flow-3D Cast для визначення дефектів, які можуть утворитися у виливку при термодеструкції пінополістиролової моделі. Проаналізовано можливості програмного продукту Flow-3D Cast щодо адекватності результатів моделювання та їх відповідності натурним випробуванням. Встановлено, що в основу розрахунку програми покладено оцінку середньої швидкості фронту металу через коефіцієнт теплопередачі між металом та пінополістиролом, при цьому піномодель описується як постійна температурна перешкода. Визначено, що алгоритм прогнозування поверхневих дефектів у Flow-3D Cast складається з вихідних величин утворення оксиду, що пропорційний площі поверхні та часу взаємодії, при цьому модель не враховує такі явища, як оксидна плівка, що прилипає до стінок форми і залишки піномоделі, що виходять через пористу піщану форму. Досліджено механізм формування поверхневих дефектів та пояснено за допомогою фізичної моделі взаємодії рідкого металу з пінополістиролом. Наведено результати моделювання процесів лиття виливка «корпус вентиля DN80 PN40» за допомогою Flow-3D Cast з двома варіантами ливниково-живильної системи, досліджено кінетику заповнення ливарної форми за наявності пінополістиролової моделі та ймовірність утворення поверхневих дефектів у виливку. Визначено оптимальний варіант ливниково-живильної системи, а саме метал до виливка має підводитися знизу за допомогою трьох живильників – у фланці та середню частину корпусу, який виключає утворення «застійних зон» у місцях зустрічі потоків розплаву. Перевірено, що система комп’ютерного моделювання Flow-3D Cast дозволяє ідентифікувати місця утворення складчатості та інших дефектів, пов’язаних із захопленням пінополістиролу чи продуктів його розкладу.