基于数值模拟技术的铝合金承载鞍铸造工艺研究

魏 星，刘峻岭，蔺国隆

（中车齐齐哈尔车辆有限公司，黑龙江齐齐哈尔 161002）

基于数值模拟技术的铝合金承载鞍铸造工艺研究

魏 星，刘峻岭，蔺国隆

（中车齐齐哈尔车辆有限公司，黑龙江齐齐哈尔 161002）

通过砂型重力铸造方法生产铝合金承载鞍，计算分析浇注系统和冒口尺寸，利用ProCAST软件进行数值模拟分析，通过研究铸件充型和凝固过程，分析工艺方案的可行性、合理性，成功预测铸造过程产生缩松、缩孔的位置，在铸件试制之前完成工艺方案优化，缩短试制周期、降低试制成本。

数值模拟；铝合金；承载鞍；铸造

随着我国铁路货车重载、快捷技术的不断发展，减轻车体质量，尤其是减轻转向架质量，对保证整车高速、安全、平稳运行具有重要的价值和意义，承载鞍作为铁路货车转向架关键部件，其材质实现铝合金化对转向架轻量化研究具有重要意义。本文针对铁路货车铝合金承载鞍结构特点和技术要求，对其砂型铸造工艺方案进行了探索和研究，并采用ProCAST软件对铸件充型、凝固过程进行了模拟仿真分析，确定了最佳工艺方案。

1 承载鞍结构特点

铁路货车承载鞍位于转向架侧架和车轴之间，同时受到压应力、拉应力和滚动摩擦力，受力情况比较复杂，品质要求较高，其结构如图1所示，两侧设有对称的止挡，顶部为加工平面，底部为轴承环带。该产品的轮廓尺寸约为350 mm×270 mm×180 mm，材质为铸钢时，净质量约30 kg，平均壁厚约为20 mm，是典型的薄壁产品。

通过该产品结构图可以看出其壁厚过渡不均，在顶部环带处存在壁厚增大部位，产品凝固过程不易控制，易产生铸造缺陷；……