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摘要
为解决机车车钩铸件在熔模铸造实际生产中裂纹、缩孔多发且成品率不高的难题，设计2种浇注系统方案A与B，利用ProCAST软件对2种浇注方案的充型-凝固过程的温度场、流场和缩孔缺陷等进行数值模拟，分析铸件凝固过程中的裂纹和缩孔位置及原因，确定了浇注系统方案B的可行性。经过对仿真结果的对比分析，在采用对称立式侧浇系统，浇注温度为1 580℃，充型时间30 s的条件下，铸件整体充型过程平稳，铸件裂纹、缩孔缺陷倾向小，最高充型速度相比于方案A减少0.23 m/s。对采用方案B的浇注系统试制的熔模铸件进行检测，发现易出现在方案A中钩头与钩舌连接重要部位的缩孔及裂纹消失，仅有细小缩孔出现在次要位置，对关键部位进行荧光磁粉检测未发现近表裂纹，X光探伤未发现裂纹和孔洞，与模拟结果一致；对铸件厚大部位取样进行金相组织和扫描电镜(SEM)观察，发现其组织均匀、晶粒细小，达到标准1～3级；在铸件大平面区切割取样进行力学性能测试，铸态下抗拉强度最高可达675 MPa，平均伸长率为2.14%。研究通过数值模拟分析优化了机车车钩浇注系统，试制和检测结果表明，裂纹和缩孔缺陷得到有效控制，成品率高，铸件质量满足使用要求。
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