液压吊卡主体构件铸造工艺设计与数值模拟OA

液压吊卡主体是石油钻采关键铸钢构件,因结构复杂、壁厚差大,铸造易产生缩孔缩松、热裂等缺陷,传统工艺设计试制周期长、废品率高。以ZG26CrNiMo材质液压吊卡主体为研究对象,采用重力砂型铸造工艺,开展浇注系统与冒口的设计计算,确定开放式浇注系统参数及腰圆发热保温冒口规格。基于UG建立三维模型,导入ProCAST软件开展凝固过程温度场、应力场数值模拟,对比原工艺与改进工艺的铸造缺陷及应力变形情况。结果表明,原工艺存在缩孔缩松、直角处应力集中(最大1 000 MPa)及大变形问题;通过去除补缩系统、增设外冷铁与拉筋、将直角过渡改为R50 mm圆角,消除了缩孔缩松,铸件三向位移降至1 mm左右,最大应力仅158 MPa。生产验证显示,优化后铸件经无损检测无内部缺陷,2倍计算载荷拉力试验无断裂,满足API Spec 8C(2012)的PSL1级要求。该传统工艺与数值模拟结合的方法,有效解决了关键铸造缺陷,可为同类复杂铸钢件工艺设计提供参考。