【用户案例】运用MAGMA解决飞轮缩松缺陷
摘要：球铁飞轮铸件采用自硬砂生产，轮缘内有缩松缺陷，无法满足动平衡要求，轮毂与轮缘交接处形成热结，最后凝固，出现缩松，为满足客户要求，在飞轮的热结处布置冒口、冷铁等，经改进的工艺生产，彻底解决了铸件内部的缩松缺陷，100%成品率，赢得了客户的信誉。
关键词：球墨铸铁；飞轮；缩松；MAGMA
飞轮是柴油发动机运行设备中的重要零件，它储蓄能量，供给非做功行程的需求，带动整个曲轴旋转的均匀性和输出扭矩的均匀性，借助本身旋转的惯性力，帮助克服启动缸中的压缩阻力和维持短期超载时发动机的继续运转。为保证飞轮在旋转时动平衡稳定，故要求铸件内部无任何铸造缺陷。
1、铸件结构及技术要求
飞轮的结构如图1所示，为圆盘形结构。铸件材料牌号为QT600-3，净重110Kg，最大轮廓尺寸为￠598mmX110mm，轮毂壁厚为40mm，轮缘壁厚为46mm，要求加工后做动平衡检测，不允许在轮缘上钻平衡孔，即铸件内部无缩松、缩孔缺陷，100%致密。
图1 铸件结构和热节位置
2、初始工艺及存在问题
2.1初始工艺
采用自硬砂造型，借鉴以往经验，工艺为平浇，铸件外圈做环形浇道，浇口均匀分布在环形浇道下方。考虑球铁后期凝固时石墨膨胀，未布置冒口、冷铁。具体工艺方案如图2：
图2：初始工艺
2.2铸件问题
首次生产解剖后铸件轮缘内有缩松，图3，缩松引起的废品率高达80%，严重影响了产品交货周期。
图3 缩松位置
3、工艺改进及生产验证
3.1、工艺改进
模拟冷铁位置和铁液
C含量的变化
Si含量的变化
图4 DoE设计的排名
图5 最优模拟方案1
3.2生产验证
根据MAGMA模拟结果，按照无缩松的方案实际生产，解剖铸件后内部无缩松缺陷，小批量加工验证80件，100%合格，取得了很好的效果，赢得了客户的信任，改善后铸件内部见图6-7，射线检测铸件内部无缺陷，见图8。
图6 改善后：铸件内部无缩松
图7 改善后：铸件剖切内部无缩松
图8 改善后：射线检测内部无缩松
4、结束语