热管具有很高的导热性能,其导热系数是优良金属导热体的100～1000倍,目前热管技术在空间技术、电子电器、能源动力、化工、轻工、冶金等方面广泛应用。本文以铝合金摩轮为研究对象,该零件的生产方法是重力金属型铸造,缩孔、缩松是产生废品的主要原因。生产中采用在轮辋与轮辐相交的热节处上方加冒口,在下模加循环冷却水的方法来生产铸件,工艺出品率约在50%左右。为取消冒口设计了带水管冷却的低压铸造工艺。基于重力铸造冒口浪费金属量大,低压铸造水冷复杂且降低模具寿命的缺点,提出用热管冷却系统代替冒口与水冷系统。用Pro/Engineer三维造型软件,对铝合金摩轮和金属型进行几何实体造型。通过ProCAST软件建立完整的有限元模型,设定重力铸造、低压铸造的边界条件和初始条件,对铸件的重力铸造、低压铸造分别进行了充型、凝固过程的模拟。通过模拟找出了缩孔、缩松产生的部位,重力铸造缺陷基本集中在冒口部位;无冒口的低压铸造缺陷主要集中在轮辐与轮辋相交的热节处。由此找出模具需要强冷的部位。在模拟结果的基础上对热管系统进行设计,设计了热管的结构、热管在模具中的安装位置;确定了热管工作温度与管壳形状、壁厚;选择了管内工作介质。计算了热管热阻及等效传热系数,进行了热管壁厚强度的校核。通过对铸件、热管及冷端流体热平衡的计算,从理论上证明了热管系统满足铸件冷却要求。用ProCAST软件对用热管冷却的重力铸造、低压铸造铸件的充型、凝固过程进行了模拟。通过观察铸件凝固过程、温度变化、缩孔、缩松预测等,证明了铸件基本按照顺序凝固,实现了铸件无缺陷。理论计算与计算机模拟都证明了热管技术应用到铝合金摩轮生产中可消除铸件缩孔、缩松缺陷。