铸造工艺论文合集12篇
铸造工艺论文篇1
沈阳铸锻工业有限公司为大连某公司生产压机配套产品，动梁是其中最主要的铸件产品。接到生产计划后，技术部联合车间不断研究，最终生产出了完全符合厂家技术标准的要求，为以后生产此类铸件产品积累了宝贵的生产经验。
1生产支臂技术条件
1.1产品概况
动梁本体：13450kg，化学成分为ZG20MnMo，钢号ZG20MnMo，含C量0.17%～0.23%，含Mn量1.10%～1.40%，含Si量0.20%～0.40%，含P量0.030%以下，含S量0.030%以下。机械性能：抗拉强度≥490MPa；屈服强度≥295MPa；延伸率≥16%以上；冲击值39。
1.2要求的生产条件和方法
（1）动梁需要进行正回火热处理，以消除应力，同时提供热处理曲线，包括升温曲线、冷却温度、时间进度等；（2）铸造过程中，强烈要求严格进行质量控制；（3）内表面要打磨成更加光滑的表面。
1.3铸件表面质量要求
（1）铸件表面经过热处理后应平整光洁，不准有裂纹、缩孔、粘砂等缺陷；（2）铸件不得有影响强度之缺陷；（3）铸件表面质量要符合提出要求的标准范围之内。
1.4试料
动梁要带试料，试料要附在本体上，要与本体同炉进行热处理，试料的机械性能符合JB/T5000.6-2007提出的标准。
2工艺方案的拟定
2.1铸造方法的选择
铸造方法的选择在此不再详述。
2.2工艺方案的选择
（1）浇注位置：为了得到高质量的铸件和方便操作，采用正常的浇注位置。此浇注位置便于下芯、排气、利于补缩，便于操作。（2）分型面：分型面的选择是与浇注位置的选择密切相关。确定了浇注位置之后，即可按浇注位置的选择原则来选定分型面，此件选大平面作为分型面，便于操作、检验，易保证各部尺寸的准确，木型采用实样木型，便于起模。
2.3造型材料
为了达到尺寸准确、表面光洁的技术要求，为了确保检测的技术要求，选用碱酚醛自硬砂造型。
3工艺参数
3.1缩尺
缩尺是为了保证铸件冷却由液态到固态后尺寸符合图纸要求，而在制作木型时应进行适当的放尺。缩尺是根据铸件的线收缩率来确定的，而铸件的线收缩率又直接与铸件的材质、结构、收缩时的受阻情况、造型方案、造型用砂等有关。根据支臂的具体情况，缩尺定为1.8%。
3.2加工余量
加工余量是铸件在机械加工时去掉的一层金属的厚度。加工余量的大小取决于铸件的最大尺寸、加工面间的距离、加工面与加工基准面的距离、铸件的尺寸精度、浇注时加工面的位置。此件上面取加工量25mm，下侧面取20mm。
3.3工艺补正量
由于动梁造型时，中间芯子不准用铸工顶固定泥芯，故只能通过吊梁挂芯，所以大芯子内芯铁必须牢固、可靠，这就要使芯子的收缩应力增大，考虑到这种情况在相应部位设置了工艺补正量。
3.4拔模斜度
为了在造型时易于起模，而在模样的立面上给出一定的斜度。此件下面组一层芯，实样按木型操作规程守则留出拔模斜度。
3.5分型负数
由于铸型上、下型之间合箱后不严密，为防止跑火，合箱时要在分性面上放石棉绳。这样一来，就增加了型腔的高度。为了保证铸件尺寸符合要求，在模样上必须减去相当的高度，此高度尺寸即为分型负数。分型负数的大小，与铸件的尺寸有关，即与分型面的大小有关，与使用的型砂性质有关。分型负数定为3mm。
3.6涨箱系数
铸件在浇注时，由于钢水压力大，而型砂在受热后变软、分解，被高压钢水向后推，使铸件涨箱，在考虑毛重时，应将此数值加入。涨箱系数与铸件高度，壁厚和所用的造型材料有关，此件砂箱结合地坑实样造型，四周废砂撞平，涨箱系数定为5%。
3.7芯子
芯子是用来形成铸件的内腔，有时也用来形成较为复杂的不易起型的外皮。此件实样造型，中间出芯。
4浇注系统的设计及计算
4.1浇注系统的设计
浇注系统直接影响着铸件的质量，很多铸造缺陷，如包砂、夹杂物、浇不足、裂纹等缺陷，多与浇注系统不合理有关，所以铸钢件的浇注系统应设计合理，要保证钢水平稳地进入铸件型腔有合理的注入位置，保证钢水的顺序凝固。此件高500mm，为使钢水平稳的进入铸型，采用侧面一层水口，浇注时钢水由内浇口进入型腔，内浇口六道，此浇注系统达到了注入位置合理，钢水能平稳地进入铸型且造成了趋向于冒口的温度梯度，有利于钢水的顺序凝固，有利于铸件的内部质量的提高。
4.2浇注系统的计算
浇口各部分截面尺寸恰当，减少钢水的消耗，并有恰当的上升速度。此件毛重15.2吨，钢水总重25.4吨，需要一包浇注。（1）包孔直径￠70mm×2，总截面积为7693mm2；（2）直浇口2个￠120mm，总截面积为22608mm2；（3）横浇口一道￠100mm，总截面积也应为7850mm2。因为直浇口均匀进入横浇口同时向两个方向流去，只能扩大其面积；（4）内浇口6个￠80mm，总截面积为30144mm2；（5）浇注系统的截面积之比为：包孔∶直浇口∶横浇口∶内浇口＝1∶2.94∶1.02∶3.92；（6）钢水在型腔中的上升速度计算如下：t＝Q/nq（s）＝15200/（120×2）＝63.3s。式中：t为浇注时间（s）；Q为铸件重量（kg）；n为注孔数量（个）；q为钢水的流量（kg/s）。包孔直径（mm）60时，q（kg/s）取90；包孔直径（mm）70时，q取120，包孔直径（mm）80时，取150，包孔直径（mm）100时，取150。V＝H/t＝500/63.3＝7.9（mm/s）式中：V为钢水在型腔中的上升速度（mm/s）；H为铸件的高度（mm）。
4.3分析
此上升速度可满足应用碱酚醛自硬砂生产大型厚壁铸钢件时钢水在型腔内上升速度的工艺要求。浇注时，待钢水上升至冒口内1/3高度时，在冒口内加足够量的高效覆盖剂。此浇注系统对碱酚醛自硬砂造型的动梁是比较适合的，它能使钢水以最短的时间、最快的速度充满型腔，减少钢水对型腔的烘烤时间，避免由于掉砂、起皮等因素而使铸件产生砂眼、粘砂、夹渣等铸造缺陷，另外由于内水口面积大、分散，有利于钢水热量的分散，避免局部过热，引起局部缩松等铸造缺陷。
4.4冒口
钢水浇注时从液态状态下经过降温直到凝固完了的全过程中，要发生体收缩。在收缩过程中，需要适当的钢水补缩，否则铸件将产生缩孔和缩松，冒口就是用来盛装钢水补缩铸件而设置的。为了形成铸件向着冒口的顺序凝固，有时采用内冷铁和外冷铁来控制，冒口高度设计以冒口内的金属液能保持较高的热量和压力为原则。动梁的冒口设置遵循了下列原则：（1）冒口设在铸件最后凝固的部位，即铸件的最高部位，以造成顺序凝固的条件；（2）冒口设在铸件浇注位置的上部，便于设置并提高了补缩效果；（3）冒口采用圆形和集中的大冒口，以提高其补缩效果。
5铸后处理
5.1气割与补焊
ZG20MnMo材质属合金钢，为了防止产生裂纹，切割冒口以后马上进到热处理炉中进行热处理。小的局部缺陷可局部加热补焊，补焊后要进行回火处理（温度为580oC），以消除应力。所用焊条为结J506或J507。
5.2热处理
根据技术要求，铸件要进行正、回火处理：图1此件在热处理时，第一个阶段时消除铸造应力和改善铸态组织性能的退火处理，在切割冒口之前进行，它的作用是在切割冒口时避免出现裂纹。消除缸体在缺陷处理过程中组织应力，保证缸体在正、回火后得到满足技术要求的综合机械性能。曲线的第二、三阶段是正、回火处理，在气割掉冒口后进行。风冷的目的是为了加强冷却速度，此阶段是得到合格的各项性能指标的根本保证。
5.3对操作及夹具的要求
（1）检查来件的标识和表面质量；（2）放平、垫实、加热要均匀。火焰不能直射铸件表面，均匀加热；（3）控制升温、冷却速度，做好操作记录。
5.4对缺陷处置
动梁作为大型铸钢件，由于铸造过程复杂，出现质量问题后的缺陷处理十分重要，同时也是保证缸体质量的重要手段。具体处理方法规定如下：（1）表面缺陷用砂轮磨光，经磁粉探伤检查无裂纹等铸造缺陷后进行补焊，内部缺陷在预热温度大于200℃的条件下用气割方法清理缺陷，并用砂轮磨光，经磁粉检查合格后施焊；（2）补焊时整体预热，并在施焊部位加热保温大于200℃；（3）焊修后缺陷部位及时保温处理，盖石棉板等，整体施焊后，入炉中进行补焊后的去应力处理；（4）去应力处理后的铸件，重新用砂轮打磨精整达到同整体表面一致，并重新进行磁粉及超声波探伤检查。
6结语
生产动梁时，主要是通过借鉴相似材质的工艺参数及以前生产过类似的铸钢件经验，在生产过程中，对木型质量要求特别高，表面必须光滑，做出圆角，不涂漆，刷脱模剂；要有良好的起模吊具；检测过程中，探伤合格、机械性能、NDT和力学性能达到了的要求；在铸造产品后，没有不良的质量后果。总之，通过设计选择动梁的工艺方案，通过生产实践验证了工艺，证明了这次工艺是切实可行的。这一实践不仅提高了沈阳铸锻工业有限公司铸件工艺方案的设计水平，还成功地完成了客户的配套生产任务。
作者:王重鑫 单位:沈阳铸锻工业有限公司
参考文献
铸造工艺论文篇2
2铸造缺陷的预防
为了防止铸件出现铸造过程中较易发生的疏松和缩孔缺陷，将补缩暗冒口分别设置于铸件各个大热节处，使铝液可对其补缩。同时在模具不同位置喷涂冷却速度不同的涂料，从而保证铸件不同位置的凝固速度有利于铝液补缩。
3仿真与试验结果分析
3.1仿真结果分析充型仿真结果如图4所示。图5为铝合金舱门盖的凝固仿真结果。图6为仿真所得铸件横断面缩孔分布。铝液充型时间为2s，凝固时间为460s。铸件上部厚大部位无缩孔缺陷，缩孔缺陷均被引至冒口内。
3.2铸件试制及检测铸件剖面如图8所示。可以看出，铸件外壳完整，内部无缺陷。经力学性能测试可知，铸件抗拉强度320~330MPa，伸长率5%~6%。而采用低压铸造工艺所得铸件抗拉强度为290~300MPa，伸长率为4%~5%。由此可见，差压铸造工艺可获得力学性能更好的铸件。
铸造工艺论文篇3
报
告
毕业设计（论文）题目
HT150铣刀箱体的铸造工艺设计
题目类型
工程设计（项目）
论文类
作品设计类
其他
一、选题简介、意义
高速切削技术是当今世界制造业中一项快速发展的先进实用的制造技术，具有强大的生命力和广阔的应用前景。随着高速切削技术的发展和高速镗铣加工中心等高性能机床的不断开发，高速铣削技术广泛应用于航空、航天、汽车和模具等制造行业，工序集约化和高速加工设备通用化使得高速铣削已经成为关键零部件高效、高精度加工首选工艺方案。目前，高速铣削作为提高企业敏捷力与柔性制造能力的核心技术，在金属切削加工领域取得了巨大的经济效益和社会效益，成为当今世界制造业重点发展的一项高新技术。
高速铣削最显著的特点和技术核心是采用可靠刀具，这就需要我们研究出非常可靠的刀具来使用，以高切削速度和高进给速度进行高精度和高表面质量加工，满足上述功能要求的高速铣刀成为实现高速铣削加工的关键。国内高速切削基础理论和高速刀具技术滞后于高速切削加工实际应用，在高速铣刀及其加工数据完整性和清晰度方面存在诸多问题，使得高速机床效能未能得到充分发挥，严重限制了高速铣削技术的应用范围。研究铣刀的箱体结构设计及其相关技术，对深刻认识铣刀的箱体结构设计，推动高速铣削技术的应用与发展具有重要理论价值和实际意义。
二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）
研究内容：
本文以常用HT150铣刀箱体为研究对象，在以下方面开展研究工作：
（1）
根据HT150铣刀箱体大小规格绘制二维和三维机械图；
（2）
根据HT150铣刀箱体大小规格设计铸造工艺图；
（3）
使用软件绘制箱体的铸造工艺图；
（4）
采用铸造仿真软件对设计的铸造工艺进行仿真模拟，分析仿真结果，找到最优的铣刀箱体铸造工艺设计。
研究方法：
（1）
铸造工艺设计
参考常用HT150铣刀箱体的规格尺寸，结合李弘英、赵成志主编的《铸造工艺设计》，设计铣刀箱体的铸造工艺过程
（2）
步骤
参考国内外对铣刀箱体铸造工艺的研究成果，
结合本科阶段所学的知识，对已有铣刀箱体铸造工艺进行大胆的改进，设计出几种不同的设计方案，通过绘制三维铸造工艺图，
并用
铸造仿真软件进行仿真模拟，分析仿真结果，得到最优的铣刀箱体铸造设计方案。
（3）
措施
查阅相关文献和书籍，在现有铣刀箱体铸造工艺基础上提出改进意见，设计改进的铸造工艺；将设计好的铸造工艺通过绘制工艺图以及铸造仿真软件对铸造工艺进行仿真模拟。
三、设计（论文）体系、结构（大纲）
第一章
引言
1.1研究的意义
1.2国内外相关研究
1.3研究内容和课题来源
第二章
HT150的概述
2.1HT150的简介
2.2HT150的基本结构
2.3HT150的工作原理
2.4HT150的特点
2.5HT150的应用
第三章
箱体的结构设计
3.1箱体的主要功能
3.2箱体的分类
3.3按箱体的制造方法
3.4设计的主要问题和设计要求
3.5箱体结构设计
第四章
HT150铣刀箱体的铸造工艺设计
4.1HT150的选取
4.2铣刀功能分解及其交互作用分析
4.3基于HT150设计的铣刀功能规划
4.4铣刀箱体设计优化设计方法研究
4.5铣刀箱体设计的设计与实验
结论
参考文献
指导教师意见：
签字：
院（系）审批意见：
年
月
日
签章：
铸造工艺论文篇4
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）02-0177-02
《铸造工艺课程设计》是我校材料加工工程系的一门主干课程的实践环节。其主要目的在于培养学生综合运用《铸造工艺学》课程中所学理论知识，对具体的零件进行铸造工艺设计的能力，以提高学生的工程实践能力。
学生在进行课程设计时，每个学生要完成一个中等复杂铸件的铸造工艺方案设计，包括对零件进行铸造工艺性分析，拟定零件铸造方法、造型方法、确定分型面和浇注位置，设计砂芯，选择合理的铸造工艺参数（机械加工余量、取模斜度、铸造圆角等），设计计算浇注系统、冒口和冷铁，绘制铸造工艺图和铸件图，填写铸造工艺卡，确定热处理方案，撰写设计说明书等内容。一方面学生要在两个星期内完成以上任务需要较好地掌握铸造工艺设计知识及技能，另一方面每个教师面对辅导20人以上的学生而常常疲于奔命。
一、翻转课堂的内涵
翻转课堂是相对传统课堂的教学而言的。传统课堂的教学过程，是以老师为主角，课堂被老师一个人占用来进行“传授知识”，课堂上缺乏师生互动和同学之间的交流和协作，并且把知识的内化过程留给学生课下独立完成[1]。而翻转课堂与传统课堂的区别在于，翻转课堂的教学过程，是以学生为主角，学生可以根据自己的基础和时间来安排和控制自己的学习，学生知识的内化过程在课堂上通过师生互动和学生讨论等形式完成。在《铸造工艺课程设计》翻转课堂中，学生可以在课外利用《铸造工艺课程设计》教学软件和教学视频进行学习，学习时间、地点及快慢全在自己掌控之中，简单易懂的知识可快进或跳过，重点或没学懂的知识可将教学视频倒退进行反复观看，也可停下来进行仔细思考或做笔记。另外，还可以通过在线答疑和教学论坛等形式与老师和同学进行交流和寻求帮助。
在《铸造工艺课程设计》翻转课堂中，增加了师生之间和同学之间的互动，教师可以和学生进行一对一的交流和答疑，也可以把具有相同问题或疑惑的学生聚集在一起进行讨论和辅导。同时，在老师忙于与其他同学进行互动和交流时，学生们在铸造工艺方案的确定、参数的查询及浇、冒系统的设计计算等问题进行小组讨论，以及发展自己的合作小组进行互相帮助学习。因此，老师并不是知识唯一的传播者[2]。
在《铸造工艺课程设计》翻转课堂中按“以学生自主学习”教学模式为主创建教学软件系统或教学视频，由学生在老师帮助下主要在计算机上，使用该教学软件系统或教学视频完成课程设计任务，这是对传统铸造工艺设计（从查手册到趴图板）的大胆改革和有意义的探索。《铸造工艺课程设计》教学软件系统及教学视频中，介绍了零件结构、材料的铸造工艺性，以及先进的铸造方法和新工艺，并将铸造工艺设计过程用动画形式呈现给学生，使学生对抽象难以理解的工艺流程，能够在动态的三维视觉中轻松地学习、理解、掌握和应用。通过具体零件的铸造工艺设计实例导学，使学生对铸造工艺设计不再畏惧，从而使学生增加了学习积极性，并提高了工艺设计效果[3]。
二、《铸造工艺课程设计》翻转课堂改革内容
1.建立《铸造工艺课程设计》教学系统。通过《铸造工艺课程设计》教学系统，学生可快速获得铸造工艺符号及其表示方法、铸造工艺图、铸件图的画法标准、铸造工艺设计所需参数等知识。而且，教学系统中还提供了多种铸造工艺方案的比较，可为学生节约大量的设计时间，并提高了工艺设计质量，从而激发学生对铸造工艺设计的兴趣，达到寓教于乐的效果。
2.录制《铸造工艺课程设计》教学视频。通过《铸造工艺课程设计》教学视频，学生可了解铸造工艺设计的任务、基本知识和一般程序。并且，掌握零件结构及其技术条件的审查；造型、造芯方法和浇注位置的确定；浇注系统设计计算；砂芯设计；冒口、冷铁设计计算等知识。另一方面，掌握铸件图、铸造工艺图的绘制方法和步骤，铸造及热处理工艺卡的正确填写，以及铸造工艺设计说明书的编写。
三、《铸造工艺课程设计》翻转课堂教学设计研究
1.课程设计。（1）课前设计。教师负责在教育在线网络平台上提前开发研制好的《铸造工艺课程设计》教学系统和录制好的教学视频，以及与《铸造工艺课程设计》内容相关的优秀开放资源，供学生下载学习。学生观看教学软件或教师的视频讲解。学生通过《铸造工艺课程设计》教学系统和教学视频的观看和学习，如果寻找到与铸造工艺设计有关的信息资源，经教师审核后，也可以上传到教育在线网络平台中，与其他同学共享。（2）课堂活动设计。确定问题：怎样进行零件结构的铸造工艺性分析；铸造工艺方案及工艺参数的确定；浇、冒系统设计计算。独立探索：每个学生根据零件图的要求，探索零件的铸造工艺性，初步拟定零件铸造方法、造型方法及分型面和浇注位置，设计砂芯，选择合理的铸造工艺参数，设计计算浇注系统、冒口和冷铁，绘制铸造工艺图，填写铸造工艺卡，确定热处理方案，撰写设计说明书等。协作学习：将设计同类零件（轴类零件、类零件、套类零件、箱体类零件等）的学生组成互动小组，采用对话、商讨、争论等形式充分论证零件的铸造工艺性，分析铸造工艺方案，查询工艺参数，设计计算浇、冒系统。为学生提供与同学之间进行知识交流的机会，并可检查铸造工艺设计方案的正确性，进行多种方案的比较，以达到集思广益的目的。成果交流：学生经过对铸造工艺设计的独立探索及与同学之间进行协作学习之后，完成零件的铸造工艺设计。学生将设计的铸造工艺图、铸件图及工艺卡等内容，在课堂上进行汇报和交流学习体验，分享铸造工艺设计作品的成功和喜悦。同时，该学习过程也可以进行翻转汇报，即学生将设计成果的汇报过程进行录像，将视频上传至教育在线网络平台。当老师和同学观看完汇报视频后，可在课堂上进行讨论和评价。
2.课程实施。（1）合作讨论。学生就观看《铸造工艺课程设计》教学系统、教学视频和在工艺设计中遇到的问题在小组内讨论解决；组内没解决的问题提交老师解决。（2）互动释疑。教师把必须掌握的铸造工艺设计的知识点以问题提出；让学生在小组讨论并派代表回答；其他组或教师给予点评或补充。（3）拓展。根据课前接收到的反馈，教师把学生难以理解的，又是必须掌握的铸造工艺设计知识点以实例的形式提出。（4）探究。教师把一些基础规律之外的特殊情况，结合实际零件，以真实复杂问题提出，这部分属于学了会更好的内容。（5）练习巩固。学生独立完成零件的铸造工艺设计；教师在教室巡视发现学生难于下手的地方；如果个别学生有简单问题及时指点，帮助设计过程中有困难的学生。
3.课程评价。将翻转课堂教学后学生设计的铸造工艺图、铸件图、工艺卡及工艺设计说明书等与往界学生的设计结果进行比较分析，评价学生的知识和技能的掌握程度；通过采用调查问卷方式，调查翻转课堂教学中的教师和学生对翻转课堂教学过程的评价。
四、结语
《铸造工艺课程设计》是我校材料成型与控制专业的一门必修的实践教学环节。《铸造工艺课程设计》翻转课堂的研究，对高校课程评估、专业认证及实现信息技术与课程整合等课程建设具有积极促进作用。而且，该研究对于实践性课程改革具有探索意义和借鉴价值。这对改善教学资源，为学生提供灵活宽松的学习环境，让学生自己掌控学习，全面提升学生课堂互动，促进学生自主学习和合作学习、探究学生学习的新模式等具有重要意义。
参考文献：
[1]丁建英，黄烟波，赵辉.翻转课堂研究及其教学设计[J].中国教育技术装备，2013，（21）：88-91.
[2]王凯，孟然，段海云.对“翻转课堂”实施过程中的认识和思考[J].教育教学论坛，2015，（51）：181-182.
[3]李莉，詹肇麟.“材料成形基础课程设计”自主学习平台研究及应用[J].教育教学论坛，2015，（30）：188-189.
Flipped Classroom Research and Teaching Design of "Casting Technique Course Design"
LI Li，ZHAN Zhao-lin
铸造工艺论文篇5
《铸造技术》创刊于1979年，是中国铸造协会会刊，中文核心期刊，中国科技核心期刊，国内外公开发行。《铸造技术》是一本集中报导我国铸造领域先进科研成果、实用工艺技术、生产管理经验以及铸造行业发展动态的综合性科技期刊。覆盖铸铁、铸钢和有色合金铸造等整个铸造工业领域。《铸造技术》是西安市科学技术协会主管，中国铸造协会主办的期刊。国际刊号：ISSN: 1000-8365，国内统一刊号：CN：61-1134/TG。杂志内容主要由铸造材料研究和铸造成型工艺两大板块组成。前者主要设置：材料开发、材料改性、材料保护、材料失效分析等4各栏目；后者主要设置：今日铸造、工艺技术、生产技术、经验交流、行业动态（信息）等栏目。此外，为了扩大铸造工作者的视野，了解和借鉴与之相关专业的技术研究成果和发展动态，改版后的《铸造技术》杂志还开设了实用成型技术、设备改造及铸件加工等栏目。
为了进一步办好《铸造技术》杂志，更好地为科研、生产及广大读者服务，促进我国铸造行业的科技交流与技术进步，热诚欢迎广大从事铸造科研、生产和管理的工作者踊跃投稿。现将有关投稿事宜重申如下：
1. 本刊主要刊登铸造材料、铸造工艺、铸造管理、铸造市场与信息方面的试验研究论文和技术报告；具有较大推广应用价值的工艺技术改进、设备改造、检测方法等的经验介绍；内容充实、结合国情的技术评述和讨论等。理论联系实际，普及与提高并重。
2. 来稿务求论点明确，重点突出，论据可靠，数字准确，条理清楚，文字简炼，结论明确，引用资料请给出参考文献。文稿内容有关保密问题，请作者自行负责。试验研究、技术报告及综述类论文限6000字以内，正文前附200字左右的中、英文摘要和2～5个关键词。其它文稿限3000字以内，并附英文文题。
3. 属于各种基金资助或获奖的项目，须注明并提供其相应的基金资助证明或获奖证明复印件。因本刊为国家科技论文统计用刊和中国学术期刊评价数据库用刊，来稿时，请附上论文第一作者的出生年、性别、出生地、民族、职称、学位、职务等个人简况，作者单位要求到二级单位(学院、系、研究室、分厂、车间等)，并有中英文对照。
4. 插图需描绘清晰，图宽限70 mm和140 mm两种。照片一般不大于70×50 mm，细节清晰，层次分明，图上可有可无的字和符号一律删除。图和照片插在稿件中。图和照片总和一般不超过8幅。
5. 对不符合本刊风格的稿件，编辑部有责删改，作者如不希望删改，请投稿时说明。
6. 来稿请勿一稿多投，如该稿曾在学术会议上宣读或在内部刊物上刊出，请投稿时说明。
铸造工艺论文篇6
1.铸造实习车间在技校的教学作用分析
面对技工教育，机械工艺类理论课程的教学要取得成效，最好的途径是一体化教学。机械类课程理论性很强，概念抽象，结构原理复杂，受学习能力的限制，学生听不懂现象普遍存在，课堂上虽运用多媒体技术教学，也只能在一定程度上调动学生的学习兴趣。通过带领学生到车间参观铸造生产的工艺过程，组织现场教学，使缺乏实践经验的学生在感性认识基础上，学习铸造工艺的理论知识，从而达到理论课教学的目的和教学的效果。
粤东的技校和职中只重视钳工，普车普铣、数车、数铣、加工中心等冷加工工艺的实习教学，长期忽视、甚至没有开办铸造、焊接、热处理等热加工工艺的实习教学。而在机械生产中，从下料―毛坯―零件―设备的工艺过程中，冷加工和热加工是缺一不可的，其中毛坯生产中铸件占有比例约在50%以上，零件热处理高达70%以上，中等规模以上的机械厂都有自己的铸造和热处理车间。建立铸造实习车间，能够为机械类学生提供熔炼工艺、造型工艺、模具设计工艺、热处理工艺的实习场所，进行铸造等热加工的实习教学，增大学生技能的培养力度和广度，只有这样，才能培养出技术全面的机械产业工人。
从理论和实习教学的作用考虑，在校区建立铸造实习车间是必要的。
2.铸造实习车间对环境影响的分析
铸造实习车间的生产任务和教学任务，决定了其生产性质为小批量生产。造型工部的旧砂和新砂混制是有规定的湿度要求，造型过程是小规模手工填砂舂砂，引起的尘埃污染程度很小；熔炼工部每月开炉的次数和容量吨位都较少，烟气排放污染小；清理工部和旧砂再生会有一定的噪声和尘埃污染，但铸件一般是简单件且数量少，旧砂再生量小，铸件清理工作量小，污染程度也不大。可以采用中频电炉熔炼设备和采用部分金属型铸造工艺，从而大大减少烟尘的污染。以上分析，从环境方面考虑在校区建立铸造实习车间是可行的。
3.铸造实习车间的经济效益分析
铸造实习车间的教学任务，决定了它不是以生产产品为盈利目的，而是以培养学生技能为目的。校办铸造实习车间，由于是手工作业为主，除需配套中频感应电炉和电动单梁悬挂起重外，其他设备投入较少，所需建设资金远比机加工车间少。日常的实习教学运作费用也不高，原材料大部分能循环利用，只需补充极少的原材料和辅料，同时可以为冷加工实习生产铸件毛坯。每学期按八个教学班进行钳工实训，每生一块毛坯进行錾削、锯削和锉削加工训练，需要消耗500件铸铁毛坯（尺寸100×100×120），约4吨；按六个教学班进行普铣、数铣和加工中心实训，每生每工种三块铸造铝合金毛坯进行加工训练，需要消耗3240件铸造铝合金毛坯（尺寸100×120×50），约5吨重量。毛坯的铸造可以通过回收切屑和补充部分铸锭生产，既能为学生提供铸造实习条件，又能为冷加工实习提供毛坯，降低整体机械加工实习的成本。以上分析，从经济方面考虑在校区建立铸造实习车间是可行的。
二、铸造实习车间设备选择和实习工艺设计
1.实习生产纲领
车间主要承担机械类学生理论和实习教学任务，考虑学校的实际情况，每两周安排一个教学班进行实习，熔炼工艺和造型工艺各一周。另外冷加工实习车间每学期所需的普通灰口铸铁毛坯4吨和6吨铸造铝合金毛坯，可采用合格的学生实习产品。铸件都是简单小件，铸铁件单重约10kg，铸铝件单重约1.6kg，铸造工艺较简单。
2.铸造实习车间主要设备选择
车间厂房按18m×48m面积、层高7.2m钢构设计，屋顶安装轴流风机，利于车间的通风换气，安装1t电动单梁悬挂起重机（地操），用于起吊铁水包浇注操作。车间布置的主要组成是熔化工部和造型工部。根据实习生产纲领和生产经验，熔化工部选用2套容量为0.25t中频感应电炉熔炼，1套用于铸铁熔炼，1套用铸铝熔炼，采用闭式循环水冷却，减少用水量和污水排放，增设可转动吸尘罩收集熔炼产生烟尘至户外喷淋处理，尽量减少环境污染。电炉熔炼相对传统的冲天炉熔炼，工艺简单、稳定，可以减少环境污染，且劳动强度较低。造型工部铸铁件采用粘土砂造型，按每箱2型，需要30套模样、模板、砂箱、浇冒口模，30套手工造型工具，满足一个教学班每两人一套工装。采用湿型浇注或干型浇注，后者要使用烘干设备烘干，冷却清理后，铸件需要使用轨式电阻热处理炉进行退火处理，以降低硬度和消除热应力，才能作为机加工实习毛坯；铸铝件采用金属型铸造，按浇注冷却操作周期为0.5h，需要10套模，铸件尺寸50×120×1650，铸件出模后锯切成50×100×120小块，作为机加工实习毛坯。
3.铸造实习工艺实习方案（见下表）
三、铸造实习生产的安全管理要求
车间影响安全卫生的场所和设备主要是中频炉熔化铁水产生高温和散发烟尘，带电设备的机械伤害，电器安全，旧砂再生和铸件清理过程中产生的粉尘。因此，车间应保持照明、通风良好，用电设备状态正常、接地良好，消防设施齐全。
学生进入车间要进行安全培训，严格各设备的安全操作规程和明确存在的各种安全隐患。中频炉熔炼过程学生要佩带防护服、墨镜、防烫手套，所有与铁水有直接接触的工装和物品都必须进行烘干预处理，并有指导老师现场管理指导。吊车吊运时有音响警示，并不准下面有人行走和停留。浇注过程要保持通道畅通，地面无积水，无关人员远离现场，严防铁水跑冒伤人。
高度重视铸造实习的安全管理，实行有效的安全管理措施。
铸造工艺论文篇7
发动机缸体铸件的精整工艺与装备
铁路货车摇枕侧架冷却清理生产线
170气缸盖工艺研究
转臂的铸造工艺与生产控制
喂线蠕化工艺在博杜安6M26气缸体上的应用
ZG30MnSi中频炉熔炼工艺
中频炉内脱硅试验研究
消失模铸造自动化生产线的设计
消失模壳体类零件在白区工艺的失效模式分析及改进
SiCp/7090Al复合材料的湿摩擦磨损性能
基于BP神经网络的压铸成型工艺参数的模拟与优化
Cu-10%Fe合金微观组织中的晶体生长
通孔泡沫金属传热性能研究进展
旧砂再生综述(2010年度)
“我国古代大型铸铜文物”系列文章五古代大铜牛
“有芯感应电炉”与“有心感应电炉”的辨析
天津市铸造学会举行五十周年庆典暨新技术交流会
信息与动态
抛丸机中抛丸器的优化设计再议
铸造装备应用物联网系统的可行性分析
插装阀在静压造型线液压系统中的应用
DC二线电感式接近开关在造型线上的应用
潮模砂气冲造型13B车钩工艺实践
LJ465Q-1A发动机曲轴箱热芯盒模具的优化设计
合成铸铁生产缸体铸件的工艺技术
中频感应电炉熔炼铸态铁素体球墨铸铁工艺
YC6113柴油机蠕墨铸铁缸盖铸件的质量控制
利用垂直分型技术生产高品质球墨铸铁件
对HTAC燃烧机制下金属镁还原罐内温度分布的数值模拟
金属型重力铸造铝合金缸盖关键部位二次枝晶间距研究
发动机连杆失效分析
蠕化处理包堤坝对蠕化处理的影响及其对策
多媒体技术在金属成型理论基础精品课教学中的应用实践
先秦时期的大型青铜文物
首届全国现代铸造装备与技术交流大会在天津成功举行
第11届25省、自治区、市暨山西省第二十二次铸造会议纪要
关于举办铸造自动化装备应用培训班的通知
铸造学会奖——第十二届(2009年度)“福士科”杯中国机械工程学会铸造专业优秀论文评选结果公告
我国冲天炉现状及发展趋势
基于FLUENT的燃煤器燃烧模拟及结构改进
转盘式V法造型线设计
振动机械结构优化设计的特性分析
用V法(真空密封)造型工艺铸造机床大板
制动鼓铸造工艺性分析
差压铸造的工艺特点及设备
铸钢钢液喂丝吹氩炉外精炼工艺
高合金钢薄壁件的消失模铸造工艺研究
采煤机截齿镶铸复合金属材料研究
过冷Cu80Ni20合金熔体凝固组织的两次细化机制
钕对AZ61镁合金铸态显微组织和力学性能的影响
稀土Y对AZ61镁合金微观组织和力学性能的影响
镁合金半固态坯料重熔过程数值模拟
Cd对镁合金腐蚀性能的影响
发动机铸铁件新材料工艺探讨
消失模铸造铸铁管件工艺及缺陷分析
铸造工艺论文篇8
中图分类号：TG249.5 文献标识码：A
一、材料与实验方法
CA精铸可应用于不锈钢、耐热钢、高温合金、铝合金等多种合金，。三维模型可采用IDEAS、UGII、PROE等三维设计软件进行设计，工艺结构和模型转换采用MagicRp进行处理和修复，在AFSMZ320自动成型系统上进行原型制作，采用熔体浸润进行原型表面处理，凝固过程数值模拟采用PROCAST和有限差分软件进行计算。
二、CA精密铸造工艺的关键问题及相关技术讨论
近年来，与CA精铸技术相关的三维CAD设计、反求工程、快速成型、浇注系统CAD、铸造过程数值模拟(CPS)以及特种铸造等单体技术取得了长足的进步，这些成就的取得为集成化的CA精铸技术的形成奠定了基础，促进了CA精铸技术的迅猛发展和应用。为了使各单体技术成功地用于CA精铸，必须消除彼此之间的界面，将这些技术有机地结合起来。从而在产品开发中做到真正意义上的先进设计＋先进材料＋先进制造。
（一）三维模型的生成与电子文档交换
如何得到部件精确的电子数据模型，是CA精铸至关重要的第一步。随着三维CAD软件、逆向工程等技术的发展，这项工作变得简单而且迅捷。在此主要介绍利用IDEAS进行实体建模和数据转换的过程。IDEAS9集成了三维建模与逆向工程建模模块。通过MasterModeler模块可以得到复杂模型），既可以进行全几何约束的参数化设计，又可进行任意几何与工程约束的自由创新设计；曲面设计提供了包括变量扫掠、边界曲面等多种自由曲面的造型功能。逆向工程Freeform可将数字化仪采集的点云信息进行处理，创建出曲线和曲面，进行设计，曲面生成后可直接生成RPM用文件，也可传回主建模模块进行处理。实体文件生成后需转变成STL文件以作为RP设备的输入。转换过程应注意选择成型设备名称，通常选用SLA500，三角片输出精度在0.005~0.01之间。采用MagicRp处理时应注意乘上25.4，得到实际设计尺寸。
（二）凝固过程的数值模拟原理
铸造是一个液态金属充填型腔、并在其中凝固和冷却的过程，其中包含了许多对铸件质量产生影响的复杂现象。实际生产中往往靠经验评价一个工艺是否可行。对一个铸件而言，工艺定型需通过多次试验，反复摸索，最后根据多种试验方案的浇铸结果，选择出能够满足设计要求的铸造工艺方案。多次的试铸要花费很多的人力、物力和财力。
通过在计算机上进行铸造过程的模拟，可以得到各个阶段铸件温度场、流场、应力场的分布，预测缺陷的产生和位置。对多种工艺方案实施对比，选择最优工艺，能大幅提高产品质量，提高产品成品率。
（三）铸造过程数值模拟软件
经过多年的研究和开发，世界上已有一大批商品化的铸造过程数值模拟软件，表明这项技术已经趋于成熟。这些软件大都可以对砂型铸造、金属型铸造、精密铸造和压力铸造等工艺进行温度场、应力场和流场的数值模拟，可预测铸件的缩孔、疏松、裂纹、变形等缺陷和铸件各部位的纤维组织、并且与CAD实体模型有数据转换接口，可将实体文件用于有限元分析。
ProCAST是目前应用比较成功的铸造过程模拟软件。在研制和生产复杂、薄壁铸件和近净型铸件中尤能发挥其作用。是目前唯一能对铸造过程进行传热－流动－应力耦合分析的系统。该软件主要由模块组成：有限元网格剖分，传热分析及前后处理，流动分析，应力分析，热辐射分析，显微组织分析，电磁感应分析，反向求解等。
它能够模拟铸造过程中绝大多数问题和物理现象。在对技术充型过程的分析方面，能提供考虑气体、过滤、高压、旋转等对铸件充型的影响，能构模拟出消失模铸造、低压铸造、离心铸造等几乎所有铸造工艺的充型过程，并对注塑、压蜡模和压制粉末材料等的充型过程进行模拟。ProCAST能对热传导、对流和热辐射三类传热问题进行求解，尤其通过“灰体净辐射法”模型，使得它更擅长解决精铸尤其是单晶铸造问题。应力方面采用弹塑性和粘塑性模型，使其具有分析铸件应力、变形的能力。
铸造工艺论文篇9
中图分类号：TG255 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）16-0011-02
随着各种机械设备的功率和个体越来越大，其所使用的零部件重量和体积也越来越大，这造成了大量的金属消耗。以前许多大型零部件是由优质钢材锻造而成，这不仅增加了加工的难度，而且还造成了优质钢材的大量消耗。为了解决上述问题，现在许多的大型机械零部件都由球墨铸铁铸造而成，这不仅节约了优质钢材的消耗，而且也大大降低了生产成本。大型球铁件是指重量为1～10吨的铸件，重量超过10吨的铸件被称为重型铸件。现在大型球铁件的应用越来越广泛，如水轮机叶片、风机叶片及重型机械的零部件等。在大型铸铁件的铸造过程中，由于种种原因会使生产出的铸铁件出现各种缺陷，这在很大程度上都是由于铸造工艺不完善造成的，因此必须对大型球铁件的铸造工艺进行改进，以尽可能提高大型球铁件的铸造质量。
1 大型球铁件铸造工艺的特点
大型球铁铸件的个体和重量比较大，生产成本较高，对其的铸造质量要求也很高。要求大型铸件成型后不仅有非常好的表面质量，而且要有较高的致密度；此外，大型铸件还要经过严格的无损检测，表面及内部绝对不允许有小的孔洞出现，并且不能进行补焊。大型铸件铸造工艺与小型铸件铸造工艺不同，小型铸件的铸造工艺可以进行多次的反复试验，而大型铸件的铸造工艺要求一次成功，因此这给大型球体件铸造工艺的设计者提出了更高的要求。随着计算机技术的发展，现在的大型球铁件铸造工艺的设计都借助于CAD及CAE技术进行，即首先根据理论和经验进行初步设计，然后利用计算机进行模拟，预测铸造过程中缩孔、冲砂、夹渣等缺陷出现的位置，然后对初设工艺进行完善和修正，以得出优化后的工艺。这就是现代铸造工艺的设计过程。随着科学技术的不断发展，目前已经可以利用很多方法对铸造工艺进行改进，以尽量减少铸造成型的球铁件的缺陷。
2 大型球铁件的铸造工艺改进措施
大型球铁件的铸造工艺改进可以从很多方面进行，但主要应从浇注系统设计、冒口设计及冷铁的应用等方面
考虑。
2.1 合理设置浇注系统
大型球铁件浇注系统的设计应遵循的设计原则为流速小、流量大、平稳、分散均匀，能很好地对铁液流量及浇注时间进行控制，从而使铁液能够均匀地流入型腔中，并能很好地进行挡渣、隔渣。大型铸件的浇注系统通常由浇口杯、内浇道、直浇道和横浇道等组成。为了使设计出的浇注系统满足浇注时间段、浇注截面积合理的要求，需要利用奥赞（Osann）公式对内浇道的截面积进行计算，然后根据各截面积的比值确定直浇道和横浇道的截面积。大型铸件的浇注系统，内浇道、直浇道及横浇道的截面积比值通常选为：ΣA1∶ΣA2∶ΣA3=1.5∶2∶1。这是以伯努利方程为基础对换算后的水力学计算公式进行推导，再根据大孔出流理论进行各截面积推导的方法，解决了以前用的老公式计算出的浇注时间偏长、浇注截面积偏小的问题。如果在铸造时采用的是无冒口铸造，则尽量采用宽而薄的分散形式的内浇道，浇道的宽度应为厚度的五倍以上，以方便清理及挡渣。
2.2 冒口设计
球铁在从高温液体凝结到固态的过程中由于铁水温度降低会发生体积收缩的现象，但同时由于在凝结的过程中会有石墨球的析出而使铁水体积发生膨胀，因此可以考虑利用球铁自身的膨胀而对体积收缩现象进行抵消，大型球铁件的冒口设计即是依据这个原理。但由于铸造条件的不同，因此怎样设计冒口以及是否需要设置冒口以获得致密性好、无缺陷的球铁件是亟待解决的一个问题。
如果铸造工艺满足以下条件则在铸造的过程中可以不设置冒口：（1）使用的铸型刚度较高，如采用了树脂自硬砂型等；（2）浇注时的温度较低（1300℃～1350℃）；（3）在铸件顶部有多个排气孔；（4）铸件的平均模数较大，通常要在2.5cm以上；（5）对所用铁液的质量要求较高，CE值要大于4.2%；（6）内浇道是采用的多道薄片型快浇式。无冒口浇注的工艺已经使用了几十年，在实践中也得到了很好的检验，但其适用的条件较苛刻，特别是在进行重型球铁件浇注时尤其要慎重。
当球铁件的铸造工艺条件不能满足上文所述的条件时，为保证球铁件铸造的质量必须设置一定量的安全冒口，以弥补铸造工艺缺陷及对铸造偏差进行纠正。在使用刚度较高的铸型进行铸造时，为了方便造型和脱模，安全冒口的形式常设计成随形或矩形压边明冒口，冒口的位置位于铸件的顶部，以便于实现补缩、排气及清除作用。压边冒口的冒口颈长度为零，压边缝隙虽然较窄，但此处的型砂不容易散热，因此在铁水浇注完毕以后该处仍能自上而下对球铁件的液体体积收缩进行补充，从而有利于防止缩孔现象的发生。在浇注过程中压边缝隙的大小要选择合适，如果压边缝隙过小则会导致铸件未完全凝固时缝隙已经被封闭，无法起到液态补偿的作用；如果缝隙过大则会导致铸件发生石墨化时缝隙还未封闭，发生“倒补缩”现象，易发生缩孔现象，因此必须选择合适的缝隙大小。压边安全冒口的总质量不应超过铸件总质量的2%，其长宽高之比通常选为a∶b∶h=1∶（0.5～0.7）∶（1.5～2.5）。如果铸件的外形不太规则，则可以楔缝型或鸭嘴形冒口，其缝隙的宽度应比压边大2～4cm。
2.3 冷铁的应用
由于大型铸件的厚实部位在铸造时的凝结速度比较慢（这些厚实部位主要包括热节和一些比较重要的加工面），因此在这些部位容易出现缩孔和缩松缺陷等，为了有效地防止这些缺陷的产生，需要在厚实部位设置冷铁。冷铁的厚度选择对激冷作用的影响很大，如果厚度过大则激冷效果不好，太薄则不容易挂住砂。在选择外冷铁的厚度时，通常取为壁厚值的0.4～0.6倍。而在对致密度要求高的铸孔进行加工时，则最好使用冷铁芯进行冷却。
3 结语
大型球铁件的铸造是一个复杂的工艺过程，影响其工艺的因素很多，需要在实践中进行不断的探索和改进，只有这样才能不断提高大型球铁件的铸造质量。
参考文献
铸造工艺论文篇10
中图分类号TG2 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）93-0190-02
1 JT6120后桥壳铸件要求及分析
1.1铸件要求
ZG35，毛重184kg，铸件要求表面光洁，不允许有气孔、渣孔、缩孔、裂纹等铸造缺陷，铸件加工后进行0.5MPa的水压试验，不准有渗漏现象
大客车底盘中的后桥壳因需承受巨大的压、弯、扭、冲击等复杂应力，因此需要具有高强度和刚度。同时为了防止渗油该铸件还需具有高的致密度，不允许有渗漏现象。低碳钢由于铸造性能差、收缩大，后桥壳薄厚不均，质量要求高，所以低碳钢在后桥壳生产中的铸造工艺尚不成熟，应用受到局限。
1.2铸件尺寸
该件属于薄壁箱体结构，外廓尺寸1442×393×148mm，主要壁厚50mm，该件上平面（Φ308～Φ424）之间的环形平面壁厚13mm，加工工艺补正量和加工余量共21mm，此处杆（环形体）—板（大法兰）连接，其热节模数M=2.76cm。该件下平面（Φ310～Φ424）之间的环形平面壁厚为14mm，加上加工余量和工艺补正量共25mm，热节模数1.25cm。该铸件两段法兰处，热节模数1.7cm。该铸件属薄壁箱体铸钢件，壁厚不均，结构复杂，上、下两个大环形平面，要求加工后不能有缩松、缩孔等缺陷。其尺寸精度与机械性能要求较高，是铸造工艺设计的难点之一。
2.试生产铸造工艺的确定
2.1造型及砂芯
根据现有工装，选用砂箱2100×1500×500/400，每箱两件，用水玻璃自硬砂造型，铸件中间是一个大空腔，越到两边越窄，这个空腔可由一砂芯形成，在造型时，如砂芯退让性不好，容易造成铸件内裂纹，变形等铸造缺陷。拟采用铸钢树脂砂制芯，采用锆英粉快干涂料。同时在芯中留退让孔。
2.2浇注位置的选择
根据铸件结构特点，因平面（Φ310～Φ424）之间的环形平面式该件加工面，是重要部位，应位于下箱。（Φ308～Φ424）之间的环形平面存在杆板连接，其热节模数大，至于上箱，有利于安放冒口进行补缩.
2.3浇口
根据公式计算得，内浇口截面积30×35×40，ΣF内=26cm2，横浇口截面积48×56×55，ΣF横=28.6cm2，直浇口Φ70mm，截面积ΣF直=38.46 cm2，ΣF直：ΣF横：ΣF内=1：1.5：1.4。
2.4冒口、冷铁
根据铸钢件顺序凝固原则及模数法，在铸件十几个热节处安放冒口以补充液态收缩，在下箱壁厚处放冷铁，造成钢水同时凝固。按热节圆比例放大的办法来进行设计和计算，该件共放八个冒口、十块冷铁。
2.5铸造工艺出品率
根据铸件成品与毛坯的比值计算铸件工艺出品率为55%。
2.6铸造收缩率
长度方向1.3%，其他方向2%。
3 试生产过程及方法
原材料ZG35在600kg感应炉中熔炼，采用铝及稀土硅铁进行炉前脱氧处理。选用6T浇注漏包浇注于砂型中，补浇一次。浇注温度1540℃～1560℃，浇注时间不低于20秒，打箱时间大于10小时。
4 原方案出现问题
1）经加工后发现四个边冒口根部均有缩松；
2）铸件内腔放拉筋处均存在裂纹，个别铸件在下箱（Φ310～Φ424）平面上有裂纹；
3）铸件打箱后，两端法兰处的外皮、内腔均有粘砂，难以清理。
5工艺改进
手工砂型铸造的优点在于，砂型成本低廉，因此可以方便对模具进行修改。同时可以通过打孔，加冷铁等方式改进工艺，改善排气不良等情况，摸索出合适的浇注温度和浇筑时间。
四个边冒口根部出现缩松，主要原因是此处热节大，放边冒口使该处接触热节及热干扰增大，需再加大冒口体积或使用保温边冒口，而冒口体积又受到工装限制，且冒口增大降低工艺出品率，因此该处边冒口结构选择不当，应选用顶冒口。将原来的四个暗边冒口改为四个暗顶冒口，附图1，用此冒口工艺浇注结果，冒口根部无缩松，但考虑到批量生产，此处放顶冒口须增加四块砂芯，同时增加切割工时，而且暗顶冒口压在加工面上，增加清理难度，为此 ，根据顺序凝固原则分析是否能采用补贴的方法，将缩松引到补贴内。根据此处铸件结构，这一想法是可行的，这样即容易加工，且避开了不加工面。浇注结果得到了满意的效果。
由金相分析判断该件出现的裂纹为热裂纹，热裂产生原因很大程度上与钢的性质、铸件结构、铸件收缩受到铸型或砂芯的阻碍有关。铸件此处虽加铸筋和外冷铁仍不能消除裂纹，而且此处还存在凸起变形，因此我们认为，后桥壳内腔出现热裂及变形，很可能是砂芯退让性不良引起，另外，现场观察，发现工人在制芯时，退让孔留的有大、有小，甚至不留。退让孔大的铸件没有裂纹，退让孔小的，甚至不留退让孔的铸件出现裂纹，因此采用退让性好的砂芯，严格执行制芯工艺，是获得无裂纹铸件的关键。因此在改进方案中采用退让性能好的桐油砂制芯，并严格控制制芯工艺，留有一定大的退让孔，保证退让孔处砂芯吃砂量不超过35mm。
针对个别铸件在下箱（Φ310～Φ424）平面上有裂纹的现象，采用在下箱Φ310处增设一环形裂筋的方法解决。
工艺改进后，得到的铸件表面质量完好，无缩凹，缩孔、裂纹等铸造缺陷。到目前为止，共生产了有500多件，完整铸件经加工无任何缺陷，经水压试验无渗漏现象。同时。工艺改进后，每件节约钢水40公斤，工艺出品率75%，较原工艺提高了15%，经济效益显著提高。
6 结论
手工砂型铸造方法可以用于试生产中以确定合理的铸造工艺，节约成本。理论设计的砂芯、冒口等工艺措施需要根据实际生产情况不断更改。根据生产结果及产生的缺陷合理的改进工艺措施，获得成熟的工艺措施。相对于其他铸造方法，手工砂型铸造所用的造型材料价廉易得，铸型制造简便，对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应，所以可以用于产品试生产中，以确定成熟合理的铸造工艺。
铸造工艺论文篇11
复合添加Yb和Ca对Mg-6Zn合金组织的影响秦兵 于文斌 李坊平 李春梅 (886)
新型自剥落醇基浅色铸铁涂料的研究 刘旭麟 刘顺华 温斌 李延举 高路斯 郭勇 靳向阳 (891)
压铸
AE44镁合金油底壳压铸件本体组织与性能分析董泰山 龙思远 廖慧敏 刘勇 (895)
咖啡机顶盖压铸工艺参数优化朱汝城 李杨德 王成勇 刘全坤 (899)
计算机应用
基于CA方法的Ti-45Al合金定向凝固过程微观组织模拟程锦 许庆彦 张虎 郑立静 柳百成 (903)
不锈钢铸件机械粘砂判据研究马洪波 孙逊 曾卫东 李宝治 孙瑞敏 豆志河 (908)
电子束冷床熔炼TC4钛合金铸锭凝固过程有限元模拟雷文光 于兰兰 毛小南 罗雷 张英明 (912)
铸造设备
多个金属型自动开/合型装置的研制詹磊 杨尚平 伍小东 刘永胜 汪泽波 (917)
应用技术
基于正交设计的高硅活塞合金的优化变质处理李华基 陈俊桃 胡慧芳 (920)
水溶性型芯强度影响因素的研究张龙 李远才 许建华 陈琦 (924)
ZG30MnSi槽帮件表面夹渣物形成机理及防止黄晋 张友寿 夏露 李四年 宋娟 (929)
精炼对近共晶Al-Si活塞合金中镁含量的影响张屹林 李义 孙淑霞 (933)
HFC-125/N_2混合气体对熔态AZ91D镁合金的保护行为研究张心灵 游国强 龙思远 赵福全 徐荣峰 (936)
屏蔽涂料在铸钢工艺上的应用张证 陈敏 (940)
挤压温度对喷射成形Zn-Al-Mn-Cu-Mg合金组织与力学性能的影响刘敬福 李荣德 孙鑫志 白彦华 谢懿 (943)
HT300合成铸铁力学性能及断裂特征林浩 郭学锋 徐春杰 贺焱 杨文朋 杨小健 刘秋荣 (947)
无
《铸造企业清洁生产综合评价》等国家标准通过审查田世江 (932)
第69届世界铸造会议交通指南田世江 (935)
《铸造》杂志开辟《关注与争鸣》栏目的征文启事 (946)
第69届世界铸造会议技术报告日程安排田世江 (958)
专题综述
蜡镶工艺综述郭红云 (951)
经验交流
灰铸铁刀闸阀铸件变形问题的解决杨宝宏 顾学明 (956)
风电箱体铸件气孔缺陷的解决方法苏艳 张春艳 刘冬梅 薛海涛 金怀东 (959)
消除风电球铁件表面缺陷的涂料组合应用崔峰 刘玉林 (961)
薄壁壳体铸铝件低压铸造工艺设计焦高俊 (964)
标准化与质量
行业标准《艺术铸造铜雕塑件》、《艺术铸造响器》和《艺术铸造乐器》解读詹绍思 (966)
大型风电球墨铸铁轮毂的质量控制彭建中 刘玲霞 杨忠贤 (969)
中国铁路关键铸钢件生产质量控制徐贵宝 曹健峰 朱正锋 (973)
关注与争鸣
对短流程铸造的思考钱立 (977)
专访
中国艺术铸造须从传统文化汲取营养并大力创新——再访中国科学院自然科学史研究所研究员华觉明先生田世江 (980)
艺术铸造腾飞赖以科学与文化助推——再访中国传统工艺研究会会长、上海博物馆研究员谭德睿先生田世江 (984)
文化，艺术铸造之魂——再访山西宇达集团董事长兼总经理卫恩科田世江 葛晨光 (988)
铸造资讯
文献速报 (994)
专利摘要 (996)
标准工作动态 (998)
世界铸造会议及世界铸造组织简介田世江 (999)
第69届世界铸造会议暨2010中国铸造活动周论文题目便览 (1000
自由落体条件下Fe-23%Mo-27.5%Si三元包共晶合金的快速凝固范龙 鲁晓宇 代富平 (775)
微尺度下液态Zn-4Al合金停止流动机理研究任明星 李邦盛 傅恒志 (780)
纳米细化剂对K403高温合金组织的影响李爱兰 曹腊梅 李相辉 谷怀鹏 (783)
小偏离度对[001]取向单晶高温合金蠕变性能的影响张泽海 贾玉贤 (786)
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AZ91D镁合金半固态成形技术研究进展张新 张奎 李兴刚 李宏伟 张宝东 李永军 王长顺 (790)
复杂薄壁精密铝合金铸件铸造技术进展郑亚虹 王自东 (796)
熔模铸造
复杂薄壁件熔模铸造制模工艺的研究梁艳峰 董晟全 丁宏 李高宏 (800)
熔模铸造表面层制壳工艺的研究景宗梁 车顺强 (803)
无
中国铸造协会组团赴法、日对外交流通知 (807)
关于举办铸造自动化装备应用培训班的通知 (858)
做好铸造标准化工作 促进行业可持续发展 全国铸造标准化技术委员会成立25周年致辞娄延春 (I0001)
复合材料
原位合成ZrCp/Fe复合材料的组织与性能宋丹 张万宁 张洪兵 李德元 袁晓光 邱克强 (808)
计算机应用
铸造工艺数据库系统的研究及开发王智平 杨娇 朱昌盛 肖荣振 冯力 刘致远 (810)
锌锭模应力数值模拟及裂纹位置分析杨远平 严宏志 (814)
基于数值模拟的金属型铸造拉伸试棒残余应力分析张金山 邱彬 姬国强 王星 赵高瞻 (818)
铸造设备
液态金属冷却定向凝固设备的研制 刘金洪 刘林 黄太文 葛丙明 张军 傅恒志 于波 (822)
带有双下料管的随流孕育装置段华荣 雷萍 尹德秀 王治军 刘文化 (826)
砂温调节器水系统的创新设计张万壮 (830)
应用技术
富Ce稀土对Al-Si7-Mg0.8合金消失模凝固组织性能影响成平 樊自田 赵忠 蒋文明 (833)
硼变质处理对Zn-50%Al合金铸态组织和力学性能的影响程巨强 刘志学 (838)
孕育剂加入量对灰铸铁试棒抗拉强度的影响李训华 孔英杰 路路 白广跃 (841)
铸造工艺对Mg-Nd-Gd-Zn-Zr合金组织和性能的影响徐永东 胡绳荪 朱秀荣 赵国田 宋运坤 (844)
生产球铁磨球铁型覆砂层厚度的研究夏兴川 刘金海 李日 (847)
经验交流
风力发电机前盖的铸造工艺改进苏艳 孟君 范江 杨均斗 崔红艳 王玉杰 (851)
Φ5m石灰窑齿圈块断裂的原因及防止措施张保吉 赵玉香 (854)
汽轮机外缸上盖凝固模拟分析和铸造工艺优化郭建明 俞卫松 周黎明 (856)
专访
大业唯诚——访西峡县内燃机进排气管有限公司董事长程武超等感悟录田世江 葛晨光 (859)
铸造资讯
文献速报 (867)
专利摘要 (869)
铸造学会奖——第十二届（2009年度）“福士科”杯中国机械工程学会铸造专业优秀论文评选结果公告 (871)
第八届全国铸铁及熔炼学术会议暨先进球化处理方法研讨会成功举办张忠仇 (874)
世界铸造会议（WFC）回顾（七）
半固态条件下丁二腈-水合金的稳态流变行为张松泉 林鑫 黄卫东 (651)
圆弧铸件的线收缩行为及线收缩率的正确选择周祚超 王艳霞 薛云 商继章 (655)
Ca、Sr对AS21镁合金显微组织的影响王岩 戚文军 郑飞燕 翁康荣 赵红亮 (658)
二氧化硅微粉对中频炉碱性炉衬性能的影响贾江议 杨雪瑞 王爱琴 (662)
复合材料
热处理对Mg2Si/Al-Si复合材料组织及性能的影响刘政 陈明 石凯 (665)
往复挤压对Al2O3f/AZ91D复合材料组织与高温蠕变性能的影响王武孝 董志乔 陆鼐 (670)
计算机应用
基于变网格技术的枝晶组织数值模拟研究陈敏 戚晓芳 (674)
铸造成本核算电算化在我厂的应用许晓燕 (679)
EDM电极快速精铸有限元模拟研究张芳 (685)
铸造资讯
苏州市兴业铸造材料有限公司博士后科研工作站招收博士后简章 (678)
第69届世界铸造会议暨2010中国铸造活动周预通知 (724)
推进标准建设 打造压铸强国——记第三届中国铸造质量标准论坛：压铸件的生产与管理曲学良 (751)
撷英懋赏 光先袷后——记首届“永冠杯”中国大学生铸造工艺设计大赛颁奖典礼 (755)
文献速报 (758)
专利摘要 (760)
铸造强国正在崛起——透过2010中国国际铸造博览会看中国铸造业的发展张立波 温平 支晓恒 荣丽辉 范琦 (762)
中国，一个强大的铸造王国在崭露头角陆文华 (765)
从2010中国国际铸造博览会看我国造型材料的发展周静一 (766)
加速创新，不断推出高水平国产化铸造原辅材料庞凤荣 (768)
福士科携多种新技术新产品，阵容强大参加中国国际铸造博览会 (769)
不断进步中的龙南龙钇重稀土科技股份有限公司 (770)
ABP感应系统亮相“Metal China2010” (770)
世界铸造会议（WFC）回顾（六）刘闯（翻译） 张春艳（校对） (771)
《铸造》杂志开辟《关注与争鸣》栏目的征文启事 (773)
中国铸造耐磨材料产业技术路线图项目专家研讨会召开 (774)
铸造论坛
出口日本铸铁件的质量要求邹荣剑 (689)
检测技术
电渣炉电极位置检测与控制李万青 闻绍巍 刘静岩 何永亮 袁野 (693)
应用技术
大型厚壁螺母的离心铸造工艺研究杨为勤 (695)
A357铸造铝合金疲劳特性及温度影响陈振中 解传浩 朱成香 (700)
浇注温度对ZA27合金枝晶形貌的影响李向威 陈体军 郝远 张大华 刘二勇 王瑞权 (704)
稀土La对半固态A356铝合金凝固组织的影响刘小梅 刘岚 刘政 (708)
溶剂对三乙胺冷芯盒树脂性能的影响伊宁 黄仁和 高红梅 李秀波 (712)
热处理对ZA52-xNd镁合金组织及性能的影响曹喜娟 耿莹晶 陈晋生 (717)
合成铸铁的研究及应用王顺安 邹荣剑 (721)
铈对灰铸铁组织和性能的影响刘齐 卢云杰 宋刚 (725)
经验交流
镁合金铸件焊补实践商继章 李海宏 宋丙红 王广海 (729)
16m^3渣罐的工艺设计与生产贾泽春 (732)
高温铁液长时间存放对灰铁铸件组织的影响张百堂 杨忠耀 (735)
大型炼钢用10m^3渣罐的铸造工艺陈红卫 (738)
图书编写
浅谈铸造类图书的编写邝鸥 (740)
关注与争鸣
对冲天炉的再认识李传栻 (743)
专访
穿合适鞋 走自己路——访沈阳机床银丰铸造有限公司大件铸型车间工人、高级技师孙龙师傅启示录田世江 孙润超（图） (746)
原位纳米TiCp增强6AZ91复合材料的制备和力学性能高平 邸建辉 张建华 狄石磊 张文波 李进军 杨春霞 (541)
功率超声对A356合金除气效果的影响石婷 张忠涛 张宇博 卢一平 李廷举 (546)
聚乙烯醇对二次微波硬化水玻璃砂的抗吸湿性影响吴香清 樊自田 于涛 (549)
稀土镁合金抗氧化的机理苏桂花 曹占义 (553)
过共晶Al—Si合金的电磁搅拌工艺研究李润霞 陈玉金 许传恒 袁晓光 李荣德 (558)
熔铸工艺对K465合金组织性能的影响彭志江 贾淑芹 于颖 邹建波 (563)
消失模铸造
Y和Gd对消失模铸造AZ91D镁合金组织和性能的影响罗强 赵忠 蔡启舟 樊自田 何剑 (568)
物理变质处理对消失模铸造AZ91合金组织及力学性能的影响田学锋 樊自田 黄乃瑜 (573)
V法铸造与消失模铸造的比较及复合铸造实践叶升平 郝礼 周德刚 (578)
蠕墨铸铁气缸盖的消失模铸造工艺兰银在 靳永标 陈泽忠 (581)
货车转向架的承载鞍铸钢件消失模工艺王新节 (584)
采用消失模铸造工艺生产高质量碳钢铸件罗刚 李贺军 (588)
浅析球墨铸铁件缺陷产生原因及防止措施蔺亚琳 李志翔 曹菊艳 (591)
铸造资讯
“圣泉与铸造企业同行——铸造新技术、新材料全国巡回推广会”启动仪式在京举行 (593)
第四届“圣泉杯”全国铸造工人技术操作能手在京颁奖 (593)
钢铁耐磨材料产业技术创新战略联盟成立 (610)
第九届中国铸造协会年会成功召开 (638)
文献速报 (642)
专利摘要 (644)
世界铸造会议（WFC）回顾（五）刘闯（翻译／编辑） 张春艳（校对） (646)
自主原创技术的突破是振兴装备制造产业的必由之路——万丰科技第二代智能化工业机器人作业单元亮相铸造展徐斐达 (648)
江苏省铸造协会在南京成立 (649)
首届全国现代铸造装备与技术交流大会邀请函 (649)
《铸造》杂志开辟《关注与争鸣》栏目的征文启事 (650)
计算机应用
电渣熔铸过程中铸锭微观晶粒生长模拟研究饶磊 李小龙 耿茂鹏 张莹 (594)
凝固模拟技术在汽车传动器壳体铝合金铸件工艺优化中的应用赵峰 焦海峰 邢鹏 (597)
检测技术
偶氮氯膦mA光度法测定镁合金中的钕朱智 金小成 薛孝民 韩菲 车鋈恒 (600)
应用技木
含稀土铒元素Al-Zn-Mg-Cu合金微观组织及力学性能的研究韩逸 邓桢桢 李炼 乐永康 张新明 (603)
玻璃组分对Fe—Ga合金熔体净化效果的影响高翔 周建坤 李建国 (607)
热处理过程中铌对高铬钢组织性能的影响张宇光 赵爱民 赵征志 王艾青 唐狄 (611)
锶对AZ91镁合金铸态组织和力学性能的影响冒国兵 刘琪 (614)
Al—Ti—C中间合金对ZM-5镁合金显微组织及力学性能的影响殷黎丽 刘闯 王涛 翟虎 张亚龙 马志毅 李王胜 (618)
国外铸造
固溶强化铁素体球墨铸铁Larker Richard (622)
经验交流
铸态QT550—5球墨铸铁熔炼过程控制李俊刚 吕迎 邵喜俊 刘承尧 孙文双 (628)
专访
他，心美手巧，创新热情高——访一汽铸造有限公司技术中心工人、高级专家李兆宏师傅田世江 葛晨光 李兆宏（图） (632)
Al-Si活塞合金中氟化除钙的研究武玉英 刘相法 丁同明 姜炳刚 (435)
机械振动制备ZL101铝合金半固态浆料的工艺优化赵君文 吴树森 (438)
热处理对无钼镍低合金耐磨铸钢组织和性能的影响侯建强 符寒光 蒋志强 雷永平 尹恩生 田玉铁 (441)
Pb-30％BI包晶合金定向凝固的两相微观组织研究胡小武 李双明 高斯峰 刘林 傅恒志 (445)
专题综述
镁合金熔模铸造阻燃技术研究现状占亮 冯志军 闫卫平 刘丹 (450)
压铸
自孕育法流变压铸AZ91D镁合金微观组织特征曲俊峰 李元东 邢博 张鹏 (454)
钙对固溶态高铝挤压变形镁合金组织和性能的影响张金龙 王智民 (459)
时效处理对压铸Al—Si—Cu合金力学性能的影响李凯 陈名海 张锐 李清文 (463)
铝合金压铸用乳液涂料主要性能指标及检测方法祝辉 李远才 (466)
基于PQ^2图理论验证模具设计和优化压铸工艺张玉玺 (470)
铸造资讯
圣泉集团喜获第十一届中国优秀专利奖 (462)
中国耐磨材料铸造技术与生产管理培训研讨会通知 (469)
吃透标准 铸造精品 “第二届中国铸造质量标准论坛——铸钢件的生产与管理”侧记田世江 无 (526)
铸造撷英求贤 永冠功高德馨——首届＂永冠杯＂中国大学生铸造工艺设计大赛评选会议纪实田世江 曹阳（图） (529)
文献速报 (532)
专利摘要 (534)
世界铸造会议（WFC）回顾（四）刘闯（翻译／编辑） 张春艳（校对） (536)
“第八届全国铸铁及熔炼学术会议暨先进球化处理方法研讨会”邀请函 (538)
现代铸铁编辑部举办创刊三十年招待酒会答谢中国铸铁业各界人士 (539)
《铸造》杂志开辟《关注与争鸣》栏目的征文启事 (539)
“首届中国铸铁产业沙龙”在古城扬州举办 (540)
复合材料
固溶处理对TiCp／AZ91复合材料微观组织的影响王彬 巩水利 谭永生 滕新营 (475)
计算机应用
基于投影-水平集方法充型过程气-液两相流数值模拟张明远 陈立亮 庞盛永 殷亚军 陈涛 (478)
铸造CAD／CAE智能冒口工艺优化设计廖敦明 陈立亮 周建新 魏鹏程 龚雪丹 (482)
7050铝合金圆锭软接触电磁铸造过程数值模拟郭世杰 薛冠霞 徐义 王家淳 (487)
基于ADI分数步长法的铸件温度场数值模拟王忠 赵宇宏 牛晓峰 侯华 任巨良 (491)
应用技术
合金元素对耐热球墨铸铁耐磨性能的影响于思荣 高乾 朱先勇 刘耀辉 (495)
碳钢铸件化学成分和力学性能的统计回归分析杨玉民 周校民 秦怀 任尊洪 周兴宇 (499)
微量硼对Cu-15Ni合金显微组织与力学性能的影响董旭刚 金青林 林波 赵辉 高旭伟 蒋业华 (502)
覆膜砂制备工艺的研究梁铣 潘艳平 刘春玲 董文生 (506)
混合稀土对灰铸铁组织及性能的影响卢云杰 刘齐 郭海周 (510)
常用保温冒口的试验与性能分析丑幸荣 雷萍 (513)
解决油缸渗漏缺陷的铸造工艺方案李宏兴 焦玉胜 (516)
无
铸造工艺论文篇12
1引言：
精密铸造是用可溶（熔）性一次模型使铸件成型的方法。精密铸造的最大优点是表面光洁，尺寸精确，而缺点是工艺过程复杂，生产周期长，影响铸件质量的因素多，生产中对材料和工艺要求很严[1]。在生产过程中，模具设计和制造占很长的周期。一个复杂薄壁件模具的设计和制造可能需一年或更长的时间。随着世界工业的进步和人们生活水平的提高，产品的研发周期越来越短，设计要求响应时间短。特别是结构设计需做些修改时，前期的模具制造费用和制造工期都白白地浪费了。因而模具设计和制造成为新产品开发的瓶颈。计算机辅助工程的发展，使得传统产业与新技术的融合成为可能。三维CAD可以把设计从画图板中解放出来，大大简化了设计者的设计过程，减少出错的几率。并且随着快速成型（RP）技术，特别是激光选区烧结工艺（SLS）的发展[2，3，4]，三维模型可以通过RP设备，快速转变成精密铸造所需的原型，打破了模具设计的瓶颈。另外在传统铸造中，开发一个新的铸件，工艺定型需通过多次试验，反复摸索，最后根据多种试验方案的浇铸结果，选择出能够满足设计要求的铸造工艺方案。多次的试铸要花费很多的人力、物力和财力。采用凝固过程数值模拟，可以指导浇注工艺参数优化，预测缺陷数量及位置，有效地提高铸件成品率。CA精密铸造技术就是将计算机辅助工程应用到精密铸造过程中，并结合其他先进的铸造技术，以高质量、低成本、短周期来完成复杂产品的研发和试制。目前，利用CA精铸技术，已完成多种航天、航空、兵器等关键部件的试制，取得满意的效果。
2材料与实验方法
CA精铸可应用于不锈钢、耐热钢、高温合金、铝合金等多种合金，CA精铸工艺流程见图1。三维模型可采用IDEAS、UGII、PROE等三维设计软件进行设计，工艺结构和模型转换采用MagicRp进行处理和修复，在AFSMZ320自动成型系统上进行原型制作，采用熔体浸润进行原型表面处理，凝固过程数值模拟采用PROCAST和有限差分软件进行计算。
3CA精密铸造工艺的关键问题及相关技术讨论
近年来，与CA精铸技术相关的三维CAD设计、反求工程、快速成型、浇注系统CAD、铸造过程数值模拟(CPS)以及特种铸造等单体技术取得了长足的进步，这些成就的取得为集成化的CA精铸技术的形成奠定了基础，促进了CA精铸技术的迅猛发展和应用。为了使各单体技术成功地用于CA精铸，必须消除彼此之间的界面，将这些技术有机地结合起来。从而在产品开发中做到真正意义上的先进设计＋先进材料＋先进制造。
3.1三维模型的生成与电子文档交换
如何得到部件精确的电子数据模型，是CA精铸至关重要的第一步。随着三维CAD软件、逆向工程等技术的发展，这项工作变得简单而且迅捷。在此主要介绍利用IDEAS进行实体建模和数据转换的过程。IDEAS9集成了三维建模与逆向工程建模模块。通过MasterModeler模块可以得到复杂模型（见图2），既可以进行全几何约束的参数化设计，又可进行任意几何与工程约束的自由创新设计；曲面设计提供了包括变量扫掠、边界曲面等多种自由曲面的造型功能。逆向工程Freeform可将数字化仪采集的点云信息进行处理，创建出曲线和曲面，进行设计，曲面生成后可直接生成RPM用文件，也可传回主建模模块进行处理（见图4）。实体文件生成后需转变成STL文件（见图3）以作为RP设备的输入。转换过程应注意选择成型设备名称，通常选用SLA500，三角片输出精度在0.005~0.01之间。采用MagicRp处理时应注意乘上25.4，得到实际设计尺寸。
3.2凝固过程的数值模拟
3.2.1凝固过程的数值模拟原理
铸造是一个液态金属充填型腔、并在其中凝固和冷却的过程，其中包含了许多对铸件质量产生影响的复杂现象。实际生产中往往靠经验评价一个工艺是否可行。对一个铸件而言，工艺定型需通过多次试验，反复摸索，最后根据多种试验方案的浇铸结果，选择出能够满足设计要求的铸造工艺方案。多次的试铸要花费很多的人力、物力和财力。
铸造过程虽然很复杂，偶然因素很多，但仍遵循基本科学理论，如流体力学、传热学、金属凝固、固体力学等。这样，铸造过程可以抽象成求解液态金属流动、凝固及温度变化的问题，就是要在给定的初始条件和边界条件下，求解付立叶热传导方程、弹塑性方程。计算机技术的发展，使得求解物理过程的数值解成为可能。应用计算机数值模拟，可对极其复杂的铸造过程进行定量的描述。
通过数学物理方法抽象，铸造过程可表征成几类方程的耦合：
1热能守恒方程： 2连续性方程： 3动量方程： 常用的数值模拟方法主要是有限差分法、有限元法。有限元差分法数学模型简单，推导简单易于理解，占用内存较少。但计算精度一般，当铸件具有复杂边界形状时，误差较大，应力分析时需将差分网格转换成有限元网格进行计算。有限元法技术根据变分原理对单元进行计算，然后进行单元总体合成，模拟精度高，可解决形状复杂的铸件问题。无论采用什么数值方法，铸造过程的数值模拟软件应包括三个部分：前处理、中间计算和后处理。前处理主要为中间计算提供铸件、型壳的几何信息；铸件和型壳的各种物理参数和铸造工艺信息。中间计算主要根据铸造过程设计的物理场，为数值计算提供计算模型，并根据铸件质量或缺陷与物理场的关系预测铸件质量。后处理是指把计算所得结果直观地以图形方式表达出来。图5是铸造过程的数值模拟系统组成。
转贴于 铸造过程流场、温度场计算的主要目的时就是对铸件中可能产生的缩孔缩松进行预测，优化工艺设计，控制铸件内部质量。
通过在计算机上进行铸造过程的模拟，可以得到各个阶段铸件温度场、流场、应力场的分布，预测缺陷的产生和位置。对多种工艺方案实施对比，选择最优工艺，能大幅提高产品质量，提高产品成品率。
3.2.2铸造过程数值模拟软件[5]
经过多年的研究和开发，世界上已有一大批商品化的铸造过程数值模拟软件，表明这项技术已经趋于成熟。这些软件大都可以对砂型铸造、金属型铸造、精密铸造和压力铸造等工艺进行温度场、应力场和流场的数值模拟，可预测铸件的缩孔、疏松、裂纹、变形等缺陷和铸件各部位的纤维组织、并且与CAD实体模型有数据转换接口，可将实体文件用于有限元分析。
ProCAST是目前应用比较成功的铸造过程模拟软件。在研制和生产复杂、薄壁铸件和近净型铸件中尤能发挥其作用。是目前唯一能对铸造过程进行传热－流动－应力耦合分析的系统。该软件主要由八大模块组成：有限元网格剖分，传热分析及前后处理，流动分析，应力分析，热辐射分析，显微组织分析，电磁感应分析，反向求解等。
它能够模拟铸造过程中绝大多数问题和物理现象。在对技术充型过程的分析方面，能提供考虑气体、过滤、高压、旋转等对铸件充型的影响，能构模拟出消失模铸造、低压铸造、离心铸造等几乎所有铸造工艺的充型过程，并对注塑、压蜡模和压制粉末材料等的充型过程进行模拟。ProCAST能对热传导、对流和热辐射三类传热问题进行求解，尤其通过“灰体净辐射法”模型，使得它更擅长解决精铸尤其是单晶铸造问题。应力方面采用弹塑性和粘塑性模型，使其具有分析铸件应力、变形的能力。
对铸件进行分析时，简单的模型网格可以直接在ProCAST生成。复杂模型可以由IDEAS等软件生成，划分网格后输出*.unv通用交换文件，该文件应带有节点和单元信息。Meshcast模块读入网格文件后输出四面体单元用于前处理。PreCast对模型进行材料、界面传热、边界条件、浇注速度等参量进行定义，最后由ProCAST模块完成计算。
应用IDEAS与ProCAST，我们对某发动机部件进行了凝固过程模拟。该部件由于有一个方向尺寸较薄，浇注过程中极易发生裂纹与变形，通过模拟，对浇注系统结构进行了优化，减少应力集中，防止变形和开裂，取得明显的效果。
结论：
