铸造技术论文第1篇

关键词：计算机数值模拟 铸造工艺 冒口 铸造缺陷

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）03（a）-0214-01

铸造是材料成型与控制专业的一个重要的方向之一，也是促进本科生就业的一个重要的方向，《铸造工艺与设备》是铸造专业方向的主干课程，该课程讲授铸造工程师必备的工艺理论和基础知识。目前《铸造工艺与设备》课程缺乏和理论课程相配套的实验，面临这个现实，将计算机模拟仿真技术应用于铸造专业课程的教学是一个很好的教学方法。应用计算机模拟技术及其仿真软件对砂型铸造过程进行工艺参数及砂模结构进行优化是一门前沿新技术。采用模拟仿真进行铸造工艺课程教学，既解决了实践环节缺少的矛盾，又能直观逼真地模仿铸造工艺过程，使学生较快掌握所学专业知识及并优化工艺和模具，直观生动地展现铸造过程各种物理场的细节变化，科学准确地传递大量有价值的数据，可提高教学质量，起到事半功倍的作用。

案例：铸造工艺冒口设置对铸件质量的影响，此零件为直齿轮，铸件材质为铸钢，零件净重为22.68kg，铸型重量23.98kg，铸件轮廓尺寸为83.88×Φ358.72，属于回转体中小型零件，大量生产。技术要求：铸造圆角R3-R5；齿部面淬火HRC40-45.铸件的最小壁厚为12mm，超过了可铸壁厚6-10mm的上限，不易产生浇不到的现象。考虑到铸件80mm处为整个铸型的最高处，则在此处要考虑排气问题，避免产生气孔缺陷。

两种冒口设计方案（见图1）：方案1、齿轮中央放置一个冒口；方案2、在齿轮中央放置一个冒口、边缘放置一个冒口。

方案1存在大量的卷气现象，方案2不存在卷气现象。方案1存在大量的缺陷，方案2不存在缺陷，因此，采用方案2是合理的。见图2，图3。

计算机数值模拟技术在《铸造工艺与设备》课程教学中的应用，可以充分发挥仿真软件理论和实践结合紧密的特点，克服当前该课程理论和实践教学存在的问题，全面提高学生的素质和综合能力，促进学生对铸造工艺过程的深入了解，激发学生的独立思考和创新意识，培养学生自主学习和勇于实践的能力。教师对铸造工艺课程的教学起到了事半功倍的作用，也在一定程度上弥补了实验室实践教学缺乏的不足。但计算机模拟技术在铸造工艺教学中的应用尚处在刚刚起步的阶段，仍有不少亟待完善之处。

参考文献

铸造技术论文第2篇

英文名称：China Foundry Machinery & Technology

主管单位：中国科学技术协会

主办单位：济南铸造锻压机械研究所;中国机械工程学会

出版周期：月刊

出版地址：山东省济南市

语

种：中文

开

本：大16开

国际刊号：1006-9658

国内刊号：37-1269/TG

邮发代号：24-6

发行范围：国内外统一发行

创刊时间：1966

期刊收录：

CA 化学文摘(美)(2009)

核心期刊：

中文核心期刊(2000)

中文核心期刊(1996)

期刊荣誉：

联系方式

期刊简介

《中国铸造装备与技术》（双月刊）创刊于1966年，是由中国科协主管，中国机械工程学会、中国机械装备（集团）总公司济南铸造锻压机械研究所主办的国家综合型科学技术刊物，报导内容：铸造新工艺、新技术、新装备，铸造设备的设计、制造、加工，铸造应用技术经验交流，铸造车间设计，技术改造，最新铸造环保技术及实用环保技术，计算机在铸造生产、铸件质量控制等领域的应用，铸造标准宣惯，铸造行业学会、协会活动，学术会议、展览会消息，技术转让、人才交流、企业变革等内容。

铸造技术论文第3篇

关键词： 精密铸造；项目；学习情境；课程实施

中图分类号：G712文献标识码：A文章编号：1006-4311（2012）07-0138-02

0引言

行动导向教学法是学生同时用脑、心、手进行习的一种教学方法。这种教学方法是以活动为导向，以能力为本位的教学，由一系列教学技术组，通过行动的引导使学生在活动中提高学习兴、培养创新思维、形成关键能力。这种方法对于培养学生的全面素质和综合能力起着十分重要的用，所以行动导向教学法不仅仅是一种具体的教学方法，还是一种创新的职业教学理念。《精密铸造技术》是材料成型专业的一门实践性很强的专业核心课程，主要任务是使学生掌握精密铸造理论基础和精密铸造成型工艺，能编制精密铸造工艺规程卡，了解精密铸造车间的管理和生产以及分析问题和解决问题的能。将工学结合的教育理念和行动导向的教学方法引入到该课程改革中，有利于实现该课程的人培养目标。

1确定《精密铸造技术》课程的能力目标

由中铸协牵头、行业企业主导针对材料成型与控制技术专业岗位的工作内容、职业职责以及职业培训与认证几个方面进行定义和界定，并设定相应的类型。从而确定精密铸造技术课程的能力目标。

1.1 专业能力对材料成型与控制技术专业高职学生应该具备的专业能力有：①熟悉相关国家标准和行业规范；②掌握典型精密铸造工艺特点及方法选择；③掌握熔精密造理论基础和精密铸造成型工艺，能编制精密铸造工艺规程卡；④掌握精密铸造浇注系统的设计、模样的组焊、制壳、焙烧、后处理等精密铸造工艺过程；⑤了解中频感应电炉、电阻坩埚炉熔炼、浇注工艺、机械化及自动化铸造技术。

1.2 方法能力对材料成型与控制技术专业高职学生应该具备的方法能力有：①信息查询、收集与整理；②分析、总结；③制订工作进度表以及控制进度；④方案设计与评估决策。

1.3 社会能力对材料成型与控制技术专业高职学生应该具备的社会能力有：①容忍、沟通和协调人际关系；②团队合作能力；③批评与自我批评能力；④劳动组织与实施能力；⑤遵守劳动纪律的自律能力。

2《精密铸造技术》课程设计

2.1 学习情境项目是学生在教师的指导下亲自处理一个学习的全过程，在这一过程中学习掌握教学计划内的教学内容，学生全部或部分独立组织、安排学习行为，解决在处理该学习全过程中遇到的困难，因此提高了学生的兴趣，调动了学习的积极性。在《精密铸造技术》课程设计中引入了三个精密铸造典型的完整学习情境，三个学习情境承载了《精密铸造技术》学习过程中涉及的相关知识点。具体如下：

情境一：水玻璃型壳熔模铸造；情境二：硅溶胶型壳熔模铸造；情境三：复合型壳熔模铸造设计与制作。

2.2 课程设计本课程以职业岗位标准为依据，以工作岗位（考虑迁移岗位）和后续课程要求为课程定位；以工作任务为驱动和课程目标，构建学习情境。

3《精密铸造技术》课程内容

3.1 内容选取针对铸造工国家职业岗位标准要求，以就业为导向，以专业人才培养目标为标准，以精密铸造的职业综合能力为中心选取教学内容（见表1）。

3.2 内容安排本课程是在三年制高职人才培养计划的第4学期进行，教学安排7周，每周8学时，共计56学时。教学内容按照精密铸造生产工艺安排教学。本课程的教学内容安排如表1。

4《精密铸造技术》课程实施

4.1 教学模式按照“铸造零件不断线”，工学结合的原则来设计教学； 以学生为主体，任务驱动，行动导向，注重实训过程的可操作性； 使教、学、做一体，课堂与实训一体化，使学生在做中学，学中做； 以“生产零件”为载体，实施六步法全真教学模式；内容侧重生产实际应用，生产案例，注重操作性和实践性。

4.2 教学方法在选择行动导向教学方法时，根据教学单元的特点主要使用讲授教学法、演示教学法、以任务为导向、基于工作过程的教学法、分组教学法、现场教学法、分数激励法、引导教学法、实践操作法和小组评价法。教学方法的选择从教师教逐渐过渡到学生自己独立完成任务，目的是培养学生自主学习的能力，学生从一开始就参与到教学过程的设计、实施和评价之中。

4.3 考核标准以理论考试与实践技能考试为重点，结合课堂表现、实践环节情况综合的对学生能力进行评定，见表2。

5结论

行动导向是职业教育的一个重要教学理念，学习活动是在具体相关联的项目行动中进行的。将行动导向教学法引入到《精密铸造技术》教学中，促进了该课程人才培养目标的实现。

参考文献：

[1]姜大源.职业教育新论[M].北京：教育科学出版社，2007.

铸造技术论文第4篇

关键词：电磁场；电磁搅拌技术；金属铸造

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.08.013

电磁场在金属铸造的得到应用的主要原因是金属是电的良好导体并且它能在金属在磁场和电流的综合作用下金属内部产生了电磁力。在产生电磁力的情况下进行人为干预，利用电磁力对融化金属进行传输和非接触下搅拌及形状控制从而达到金属铸造的预期效果。电磁技术在金属铸造中的应用将会对金属铸造业产生积极的促进作用

1 电磁搅拌技术及其应用

（1）电磁场的搅拌技术。电磁搅拌技术的原理是：当金属在熔化炉中呈液体状态时，液体中产生感应电流，人们利用不同形式的磁场发生装置通过对电流和磁场的作用产生的电磁力进行控制。通过电磁力对连铸过程中的钢水的流动性、传热和凝固过程的控制，使钢水的流动性、传热和凝固过程按照人们预想的状态进行，从而使钢的清洁度得到提高，铸造毛坯的等轴晶区偏析得到降低，中心疏松的症状得到较少，以及在铸造过程中容易造成的缺陷均得到了有效的解决，实现了铸造出的毛坯达到了优质、高等级的目地。

（2）电磁搅拌技术的应用及使用现况。人们通过电磁对液态金属的水平、竖直向上、竖直向下的不同方向进行搅拌，对不同的电磁搅拌下的铸造毛坯的清洁程度检测试验。试验通过三维有限元磁流体数值模拟对不同方向电磁搅拌后的铸造毛坯进行检测的方法，发现竖直向上的电磁搅拌方式可以减少钢液的深度有利于钢液中杂物的上浮，改善了铸造毛坯的质量。通过试验发现，电磁搅拌对减少等轴晶区偏析，去除有害杂质，净化钢水等方面有着非常显著的优点。但如果电磁搅拌器的安装位置不正确导致搅拌强度过大时就会时这些优点大打折扣。经过多年的生产实践论证，弯月面波动是连铸毛坯缺陷的主要因素，而电磁搅拌器的安装位置不正确是造成弯月面的主要原因。钢液在电磁搅拌的离心力作用下，在液体表面形成漩涡使型壁附近的金属向上凸起、中心位置的金属面出现凹陷，从而弯月面的稳定性遭到破坏，阻碍了剂的流入，降低了效果。而因为中心位置金属面的凹陷使保护渣被卷入钢液中造成铸件毛坯夹杂缺陷。月弯面的不稳定性使结晶面的控制产生了不良的影响，在这方的研究还不透彻，还有待于进一步的研究和证实。

2 电磁制动技术及应用

（1）电磁制动技术。电磁制动技术的原理：电磁制动技术的关键要素是洛仑磁力。当液态金属流速方向的垂直方向上产生恒稳磁场时，液态金属流经恒稳磁场与磁感应强度方向重合处，根据欧姆定律，在液态金属中产生感生电流，而感生电流与恒稳磁场的交互作用又在液态金属中产生与流速方向相反的洛仑磁力。人们经过对洛仑磁力的控制从而实现对液态金属的流速控制。

（2）电磁搅拌技术的应用。电磁控制技术是稳定在结晶器内金属液体流动的有效手段，尤其在薄板坯连铸的行业受到用户重视。电磁制动技术使金属液体在注流时避免发生铸造毛坯初期因坯壳被钢水重熔等现象的发生，使结晶器窄边的冲刷强度减少，从而使铸造毛坯横裂的凝固缺陷得以减少。

3 电磁屏蔽技术及其应用

（1）电磁屏蔽技术。电磁屏蔽技术的原理：钢液在搅拌器的离心力作用下，在液体表面形成漩涡使型壁附近的金属向上凸起、中心位置的金属面出现凹陷，从而弯月面的稳定性遭到破坏，而在搅拌器线圈的上部安装具有吸收搅拌器上部漩涡的强磁材料，可以消弱弯月面附近的磁场强度，保证了弯月面的稳定性。

（2）电磁屏蔽技术的应用。电磁屏蔽技术是降低弯月面附近磁场强度的有效手段，它可以大幅度增加搅拌强度，使表面裂纹和皮下夹杂得到减少，提高铸造毛坯质量。

4 电磁薄带连铸技术及应用

（1）电磁薄带连铸技术的原理。当铸造方向向外接通直流电源时，在辊子间设置耐火材料并外加恒定的磁场，直流电源磁场之间产生平行于辊子轴的电磁力，封住堰与辊间的钢水。

（2）电磁薄带连铸技术的应用。侧封是薄带连铸的关键技术，薄带连铸密封不好的情况下，钢水会进入棍子和挡块之间形成尖锐的突出物。当薄带从间隙拉出时，大的突出物就有可能将带边撕裂；而利用电磁技术实现无接触侧封的方法不仅能封住钢水，而且随着铸造方向向外接通的电流的增加，熔潭的深度也相应的增加。电磁薄带连铸技术与原本单一的电磁侧封相比，电磁薄带连铸技术的效率得到了提高，同时辊子与堰的钢水自由面的稳定性也得到了提高。

5 电磁在金属铸造中的作用

电磁在金属铸造中起到了如下的作用：（1）使铸件表面非常光滑，不需要铸造后的产品进行去皮加工同时没有了常规铸模生产所造成的缺陷保证了产品质量；（2）使铸件内部组织均匀，晶粒细小；（3）冷却时不需要使用油，保证了冷却水的重复利用，工人的工作条件得到了改善；（4）铸造成品的速度同比得到了增加，同时也提高生产率；（5）可铸造复杂形状的铸件。

6 总结

在铸造过程中从表面开始凝固到完全凝固，液态金属的流动性在其中起着至关重要的作用。电磁技术的核心技术就是用电磁力控制液态金属的凝固过程中的流动性，用来改善铸造毛坯的机构、质量及性能的过程。在常规金属铸造时会存在组织不均匀、偏析、铸造应力和裂纹等缺陷，但在铸造时加入电磁场就会较好的消除铸坯的铸造应力及偏析等缺陷提高了铸坯的质量。电磁场的应用在整个金属铸造的工艺上具有重要的意义。

参考文献：

[1]高建华.电磁场在金属铸造中的应用[J].新疆有色金属，2011（34）：118-119.

[2]郭景杰，张铁军，苏彦庆等.电磁技术在铸造中的研究与应用[J].特种铸造及有色合金，2012（03）：37-39.

铸造技术论文第5篇

多数金属型铸造过程中平均冷却速率要低于50K/s，而过长的铸件冷凝时间会造成了晶粒粗大的现象，加大了发生元素偏析的概率。针对高性能要求的制件可以使用热处理模式来改变不完美的组织。冷凝速度和模温之间存在矛盾关系，无论是加快还是降低冷凝速度，都会对浇铸或组织造成不良影响。通常情况下超过100K/s的冷却速率都会获得超细的晶粒，且析出相拥有超高分散度和韧性。国外机械公司已经开发出一种加热冷却系统，开启该系统能在14s内完成从320e到30e的转变，而在金属型铸造模具中使用该技术无疑是可行的，设置冷水水道到模腔中，利用感应加热板来调节模温，既不影响晶粒大小，又能保证材料的高性能，避免了热处理带来的高人力、物力开支。

复合材料铸造技术

机械产品在超更多样化、特殊化的方向发展，工业生产和居民生活对材料的要求也越来越高，加快了铸造零件性能的提升速度。为了不断提高金属材料的物理或化学性能，利用非连续增强材料的特殊成分来满足符合材料的要求，通过加入晶须、颗粒等材料来加大强度、韧性，材料行业的迅猛发展造就了规定方式排列增强相方式，同时利用控制顺序凝固技术的优势，通过调节排列方式来铸造零件，使其带有其他材料不具备的特殊性能，在区别于其他普通单相组织材料的基础上提供更全面、详化的发展空间，而复合材料铸造技术也会应用更广泛。

半固态金属铸造技术

多数发达国家已经广泛将半固态金属铸造技术应用于铸造业，该类技术充分考虑了金属铸造中树枝网络骨架产生的问题，强烈搅拌处于凝固过程的金属，使其呈现出颗粒状组织，半固态金属液的形成对下一步铸造无疑是有益的。半固态金属液附带的流动性使其能承担更多挤压的工作，所以针对有特殊要求、形状的材料来说，半固态金属液能同时满足形状和性能两方面要求，且不会发生缩裂、气孔、强铸造应力等现象，保证小偏差的尺寸和收缩量，铸造出细小的晶粒，不断延长模具寿命，省略了加工过程的复杂流程。现代铸造业应寻找近净成形技术和金属铸造工序的契合点，通过半固态金属铸造技术来完成两者的衔接，满足模具重力、挤压等方面要求。

快速制造铸件和铸模快速验证技术

铸造技术论文第6篇

Cu－Ni－Si－Ag合金动态再结晶数学模型张毅 刘平 田保红 张轼 陈小红 贾淑果 刘勇 (787)

差相磁场对水平连铸7075铝合金锭坯组织与性能的影响朱庆丰 赵志浩 王向杰 王高松 崔建忠 (791)

Mg-9Gd-4Y-0．6Zr合金的低温塑性分析肖阳 张新明 (794)

6005A铝合金反向等温挤压热性能试验及数值模拟葛小霞 乔及森 张涵 (797)

负向电流密度对镁合金微弧氧化电压及陶瓷膜的影响赵晖 朱其柱 金光 易赟 (800)

国内行业动态

铸造业技能人才培训基地落户沈阳 (790)

美对华铝挤压材“双反”调查嘉兴企业积极应诉 (793)

500万吨生铁铸件加工项目有望落户恩施 (832)

山东铸造史上最大铸件在东营出炉重达82吨 (839)

平阴“铸”成中国玛钢（可锻铸铁）管件生产基地 (855)

太重大型铸锻件国产化研制项目奠基 (863)

计算机应用技术

模底砖孔径影响大钢锭浇注及凝固过程的数值模拟张文 钟云波 王赟 王江 雷作胜 任忠鸣 (803)

基于ProCAST的拉伸试棒的金属型铸造工艺分析邱彬 张金山 姬国强 王星 赵高瞻 (807)

含孔隙纳米晶体材料力学性能的计算模型李政辉 尹侠 周剑秋 (810)

无

北京汇高精密铸造设备厂 (806)

第69届世界铸造会议论文题录（之一，大会报告，9篇） (883)

关于举办铸造自动化装备应用培训班的通知 (888)

海外文献速报万里 (889)

专利文献信息金专 (890)

《特种铸造及有色合金》杂志稿件要求 (891)

CONTENTS ＆ ABSTRACTS (I0001)

综述

快速成长中的中国压铸机制造业陈金城 翟春泉 (813)

半固态加工

A356．2合金半固态坯料的复合制备工艺朱广余 薛克敏 李萍 薛传妹 姜华海 江政 (819)

SIMA法工艺参数对半固态5083合金组织及成分偏析的影响肖文华 刘允中 刘丘林 李凤仙 (823)

铸态亚共晶高铬铸铁重熔时先共晶相的演变张玲 王铁旦 周荣锋 蒋业华 周荣 (827)

压力铸造

挤铸、压铸ADC12铝合金连杆端盖的组织和性能比较唐全波 姜巨福 王迎 (830)

特大型铝合金导体金属型低压铸造工艺的探讨孙起立 (833)

基于准固相区多场仿真的镁合金压铸件热裂成因分析郑金星 王成勇 刘全坤 李杨德 (835)

铝合金压铸高效水基脱模剂的研制陈财康 李磊 (840)

精密铸造

影响蜡模变形的因素及控制措施侯立猛 (842)

浅谈钩锁熔模铸造生产的过程控制王爱莲 (844)

复合材料

SiCp／Al复合材料等径角挤压工艺研究孙有平 严红革 何江美 陈刚 (845)

梯度强磁场下制备TiAl3增强铝基复合材料娄长胜 刘印 王强 张伟强 (849)

微弧氧化法制备V2O5／TiO2复合膜的结构及光催化性能李欣蔚 蔡启舟 何剑 赵萱 陈喜娣 (852)

氩弧熔覆制备WC颗粒增强复合涂层及其组织性能研究杨皓宇 杜晓东 王建峰 (856)

国际行业新闻

美铸协更新安全健康生产指南 (848)

轻有色合金

喷射沉积Mg－Al－Ca合金微合金化成分分析与挤压工艺章国伟 齐志望 辛海鹰 秦占明 陈刚 陈伟 (859)

制备工艺对Al-5Ti-0．25C-2RE组织及细化效果的影响 赵红亮 高雅 李苗 (861)

稀土对过共晶Al—Si合金中共晶Si变质效果的热分析谭玉雯 吴树森 曾勇 毛有武 (864)

Ti含量对Al-Mn合金铸态组织的影响杨永军 张金山 张永青 赵高瞻 梁伟 (867)

Cu对Al-Si-Cu—Ni合金组织和力学性能的影响贾祥磊 陈大辉 朱秀荣 侯立群 彭银江 (871)

铸造活塞耐磨环粘接问题原因浅析王翠玲 周丹 赵志广 夏仁忠 (874)

重有色合金

高强耐磨铝黄铜（KK5）硬质点的研究朱权利 张先满 陈家坚 陈维平 汪桂龙 李晨 陈志力 (876)

高铅青铜摩擦环铸造工艺改进王清宇 (878)

镍基合金细粉的再造回用张东培 (880)

艺术铸造

龙凤五钮长方镜——难度颇高的大平面铸造技术——《中国古代艺术铸造系列图说》之四十五谭德睿 (881)

添加剂对自蔓延法制备Cu-Cr合金的影响豆志河 张廷安 张志琦 牛丽萍 赫冀成 (687)

喷射沉积SiCp/7090Al复合材料板材高温拉伸变形行为孙有平 严红革 陈刚 何江美 (691)

国内行业动态

铝资源清洁生产与循环利用技术创新战略联盟成立 (690)

铝产业链体现中国速度,产量同比增幅26%以上杨征 (736)

有色加工材5%出口退税取消 (745)

中铝连续3年进入世界500强 (775)

实用研究

一种铸件/铸型界面传热系数的反求法许征兵 曾建民 (694)

基于小波分析的镁熔液第一气泡检测方法研究许四祥 马爱萍 汪敏 黄国放 (697)

Ca、Si复合合金化对AZ31镁合金显微组织的影响李继强 张磊 刘文 张钊 (699)

2010年中国有色金属工业暨铝加工国际论坛在上海举行 (701)

镁合金表面锌铝合金冷喷涂层性能的研究赵惠 黄张洪 李平仓 王虎年 (702)

国际行业新闻

俄罗斯5月铜、锌、镍和铝产量同比增加 (696)

WBMS：1～4月全球锌市供应过剩28.8万吨 (704)

印度钛业发展势头迅猛 (721)

大型黄铜铸造企业落户美国俄亥俄州 (733)

新路虎将配备CGL（蠕墨铸铁）发动机缸体 (738)

WBMS：1～4月全球铝市供应过剩29.5万吨 (741)

日铝协预测2020年全球铝需求缺口1000万吨 (757)

IAI：5月全球铝库存月增3.1% (757)

欧盟对铝进口继续征收3%的关税 (765)

英国铝合金价格下跌 (771)

巴克莱：铜价可能跌至6037美元/吨 (778)

力拓投资4.69亿美元在美建镍、铜矿 (782)

计算机应用技术

铸铜冷却壁充型过程数值模拟杜晓明 黄勇 赵敏 (705)

基于Pro/E的压铸模具设计及其变形分析朱蓉英 葛正浩 (708)

半固态加工

二次加热工艺对半固态Al-6Si-2Mg合金组织的影响管仁国 赵占勇 朱立杰 黄红乾 (710)

6063铝合金半固态反挤压数值模拟王姣姣 路贵民 尚淑珍 方舟 李宏华 (714)

成形工艺参数对沿程流动初生固相演变的影响谭建波 李增民 李立新 (718)

镁合金半固态注射成形试验及注射速度控制方法张涛 刘勇兵 隋铁军 李斌礼 沈锋利 崔晓鹏 (722)

泡沫铝半固态制备工艺及组织研究游晓红 王录才 靳彪 (724)

无

北京汇高精密铸造设备厂 (717)

2010年中国国际铝工业展览会在上海举办曾祥科 (728)

直列式六缸发动机的消失模铸造三维数值模拟张志莲 肖云峰 (743)

铝合金缸体、缸盖的消失模铸造高成勋 刘伟明 颜鹏远 (746)

海外文献速报万里 (791)

专利文献信息金专 (792)

《特种铸造及有色合金》杂志稿件要求 (793)

CONTENTS ＆ ABSTRACTS (I0001)

压力铸造

ADC12铝合金汽车缸盖罩压铸件浇口CAE分析夏建生 窦沙沙 (729)

高速列车制动装置中气室压铸件ADC1疲劳失效起因分析董普云 赵海东 张璟 高军民 (731)

工艺参数对ADC12铝合金连杆端盖挤压铸造过程的影响唐全波 姜巨福 王迎 (734)

3Cr2W8V钢和H13钢模具在纯铜压铸中的使用寿命杨红梅 杨旭 梁栋 江红亮 王勤 (737)

精密铸造

涂敷浆砂陶瓷型熔模铸造在铜艺术铸件中的应用周本植 (739)

再谈熔模铸造中缩孔缩松的特殊解决方案罗均强 黄光兴 吴大波 (742)

复合材料

钢基材表面无机熔融盐电镀铝的研究周启来 沈涛 薛丽红 严有为 (748)

电渣熔铸双金属复合材料锤头的组织性能杨勇勤 黄年喜 胡须忠 (751)

Ni诱导无压浸渗法制备不锈钢/Al2O3陶瓷复合材料韩孟岩 陈维平 杨少锋 (753)

轻有色合金

低压电弧喷涂Ti涂层组织形态及其制备工艺宋丹 李德元 张广伟 赵灵艳 (758)

NaVO3对AZ91D镁合金微弧氧化膜的影响吴召刚 马颖 马跃洲 潘振峰 郝远 (761)

铸造Al-25Si-xFe-yMn合金凝固组织的研究黄海军 冯皓 张济山 (766)

高能超声对Al-20Si合金组织和力学性能的影响杨俊 程和法 黄笑梅 肖志玲 刘铭 (769)

Ca对快速凝固Mg-6Zn合金薄带组织与性能的影响张先满 朱权利 周涛 (772)

重有色合金

再生铜熔炼过程节能与提质关键技术研究谭易君 周萍 闫红杰 李刚 凌昌伟 (776)

大型铝青铜衬套的离心铸造工艺研究杨为勤 (779)

艺术铸造

错金银四龙四凤铜方案——经多次铸、焊成形的复杂结构杰作——《中国古代艺术铸造系列图说》之四十四谭德睿 (783)

述评

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 (785)

国际会议

第十一届合金与复合材料牢固态形成国际会议（S2P2010）论文题录（之一,42篇） (787)

第十一届合金与复合材料牢固态形成国际会议（S2P2010）论文题录（之二,63篇）

Pb-Bi包晶合金凝固过程的DSC差热分析胡小武 李双明 高斯峰 刘林 傅恒志 (589)

Ti-47Al-2Cr-2Nb合金熔体与Y2O3型壳的界面作用原赛男 唐晓霞 张虎 (593)

国际行业新闻

沙特将成为世界主要铝净出口国 (592)

印尼4月锡出口预计同比增加 (601)

1～3月全球铅供应过剩4.2万吨 (610)

2010年全球镍市场将缺口3.5万吨 (620)

4月全球原铝产量同比增长3.6% (624)

4月美国铝订单环比下降4.2% (667)

美国4月年率化后铝产量降至172万多吨 (667)

1～3月全球锌供应过剩15.7万吨 (673)

实用研究

电磁搅拌态Al-5Fe基合金轧制及组织与性能付大军 袁晓光 刘喜欢 (596)

Cu-10Ni-4.5Sn合金的铸态组织、性能及退火工艺蔡薇 彭丽军 谢从友 任欣 黄志刚 陈绍广 (599)

基于ProCAST的铝合金制动油缸铸件工艺分析及改进饶磊 李小龙 张莹 (602)

碳纤维增强铝基复合材料熔体真空除气车德会 姚广春 康伟 (605)

改良ZL101合金的力学性能苏广才 庞祖高 张修海 艾香红 唐汉坤 (608)

Sc、Zr微合金化对Al-4Cu-1.5Mg合金组织与性能的影响向青春 侯丽娜 赵静 李荣德 (611)

Sr对Al-Mg-Si-Cu合金板织构的影响陈海军 关绍康 张春香 (614)

国内行业动态

大连铸造：呈集群式发展 (607)

宝鸡秦川集团风电铸件走红欧美 (616)

毛重41吨的全国最大实型铸件诞生 (629)

排气岐管用铸铁件暨奥氏体铸铁件标准出台 (642)

北一铸造：依托技术创新赢得市场 (656)

2010年我国汽车铸件产量预计将达1148万吨 (684)

计算机应用技术

大型高铝锌基合金轴瓦铸造工艺优化高存贞 杨涤心 谢敬佩 王爱琴 王文炎 (617)

基于BP人工神经网络模型的离心铸造高锰铝青铜数值分析杨大韬 杨为勤 党旭亮 (621)

电磁复合铸造轧辊凝固过程分析邵抗振 魏世忠 (625)

铸造ERP系统中账套的研究与开发陈永聪 周建新 陈立亮 (627)

半固态加工

铸造压力对AZ91D镁合金流变压铸件致密性的影响杨柳青 康永林 张帆 丁瑞华 李炯 (630)

会议消息

2010年中国国际钛业高峰论坛在西安举办 (632)

国际铝土矿和氧化铝委员会高层论坛在郑州举办 (660)

第五届中国铜加工行业发展论坛在杭州举办 (681)

第69届世界铸造会议暨2010中国铸造活动周预通知 (I0016)

压力铸造

压铸用高真空控制系统的开发与应用万里 林海 何伟 吴树森 (633)

ADC12铝合金连杆挤压铸造唐全波 姜巨福 王迎 (636)

挤压铸造Al-6.8Zn-2.6Mg-2.3Cu的组织和性能张卫文 罗江勇 张文飞 李元元 (639)

压铸模温度场与铸件收缩性关系的研究及应用李晓棠 吴军 沈瑞 温恩龙 李蒙 于峰 张庆 (643)

切边、清理等后处理工艺对发电机支架压铸件变形的影响袁静 赵炳华 (645)

斜滑块分型推件块推件壳体压铸模王名涌 田福祥 (649)

精密铸造

弯头熔模铸件组树方案的工艺改进王明峰 张冰 张俊 王峰 (650)

熔模铸造中铸件缩孔的特殊解决方案罗均强 (652)

消失模铸造

消失模铸造钢爪工艺的改进安敬江 周辽奇 张孝义 闫青宇 谢新宇 丁永恒 (653)

铬铁矿砂在消失模铸造耐磨球生产中的应用张德生 张得亮 (655)

离心铸造

大口径离心球墨铸铁管芯盒底座的改进金美余 张冰成 王玉 樊明峰 张文军 (657)

重有色合金

添加RE对电解铜箔组织与性能的影响何田 易光斌 蔡芬敏 杨浩坤 彭文屹 杨湘杰 (658)

复合材料

SiCp增强铝基复合材料离心铸造活塞的组织与性能刘光辉 刘昌明 王开 邹茂华 (661)

超重力下燃烧合成TiB2-（Ti,W）C共晶复合陶瓷结构 黄雪刚 赵忠民 张龙 潘传增 苏官灵 曲振生 杨权 (664)

SiO2原位制备Al2O3P/Al-Si复合材料张瑞英 史志铭 李红霞 (668)

SHS-离心法制备陶瓷内衬复合钢管的组织结构周启来 薛丽红 严啓志 陈盛斌 秦建军 易秀明 严有为 (671)

轻有色合金

超声处理对AZ31镁合金组织和性能的影响赵宇昕 王朝辉 李淑波 杜文博 (674)

工艺参数对AlSi30高温搅拌摩擦加工表面缺陷的影响魏绍生 卢德宏 周明 李慧平 蒋业华 (677)

一种铝缸盖重力铸造过程中“冒泡”问题的分析刘永跃 钱辉 胡宪兵 陈照达 (680)

铝合金铸件埋铜管成形油路的技术李华文 (682)

企业专访

棘刺纹尊——繁密峻深的范线刻塑技术——《中国古代艺术铸造系列图说》之四十三谭德睿 (685)

英文摘要

CONTENTS ＆ ABSTRACTS (I0001)

无

以先进技术为持续高速发展动力的高新企业——专访广东鸿特精密技术股份有限公司 (I0009)

部分金、银奖论文作者简介 (I0015)

《特种铸造及有色合金》杂志稿件要求 (I0019)

优秀论文评选

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 (I0013)

海外文献速报

海外文献速报 (I0017)

专利文献信息

专利文献信息 (I0018)

锥桶式流变成形机制备A356铝合金半固态浆料的研究张帆 康永林 杨柳青 丁瑞华 (491)

原位合成TiB2/Al-4.5Cu复合材料的热处理特性张磊 尧军平 杨滨 (495)

国内行业动态

“交城铸造”勇闯国际市场 (494)

中国二重浇注成功最大有色铸件 (497)

湖北曾都打造“中国最大,世界一流”汽车铸件基地 (516)

圣泉集团获得多项荣誉称号 (535)

天瑞集团成为亚洲最大的铁路专用件铸造基地 (563)

工信部提高六行业淘汰任务铜铝铅锌总计80多万吨杨征 (572)

“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 (578)

第四届“圣泉杯”全国铸造工人技术操作能手在京颁奖 (586)

实用研究

半连续铸造中脉冲水冷却技术对扁锭底部翘曲的影响郭世杰 王家淳 刘金炎 吴文祥 王乐酉 (498)

Sb对水平连铸大直径灰铁型材断面敏感性的影响孟令楠 徐春杰 张忠明 (501)

基于ProCAST的TiAl叶片缩孔缩松预测及工艺优化潘利文 高永 高文理 胡治流 郑立静 张虎 (504)

计算机应用技术

基于DEFORM-3D的铝合金筒形件旋压成形过程数值模拟刘陶 龙思远 (508)

数值模拟内圆角半径对AZ31镁合金等径角挤压过程的影响刘晓峰 张敏刚 孙述利 孙钢 柴跃生 (511)

铸造CAE后处理中二值差分数据重构方法研究庞盛永 陈立亮 陈涛 殷亚军 周建新 廖敦明 (514)

耐热稀土镁合金活塞金属型铸造过程模拟分析陈长江 王渠东 胡志恒 尹冬弟 丁文江 (517)

国际行业新闻

日本2月锌出口同比重挫61% (510)

CPM预测今年全球钼需求将增12．5％ (510)

至2013年美国铝产量的年均增长率将超过9% (519)

美铝推出世界最轻卡车铝轮毂 (522)

ILZSG预测2010年全球锌供应将过剩 (522)

全球3月原铝日均产量增加至6.6万吨 (530)

2010年全球精炼铜市场供应将过剩 (537)

巴西CBA铝业公司计划将铝挤压产能扩大56% (545)

今年锡价每吨不会超过1.8万美元 (549)

澳洲钨业企业收购ACT欲建大型钨铁冶炼厂 (565)

英国再生铝价格上涨到2006年以来最高位 (583)

全球铝2月库存减少2．4万吨 (583)

半固态加工

电磁搅拌和等温挤压对ZA27合金半固态组织的影响段兴旺 (520)

压力铸造

低压铸造A356.2铝合金轮毂T4热处理工艺的探索刘宏磊 许斌 姬绍川 郑宝全 (523)

型腔背压条件下的压铸数值模拟及缺陷分析周照耀 曹文炅 何毅 吴苑标 (525)

一模多件压铸成形的缺陷分析及对策王武 万里 黄志垣 陈亮 廖伟平 张孝水 (528)

二次分型拉断浇口余料斜滑块内抽芯压铸模李淑玉 田福祥 (531)

精密铸造

碎纸刀熔模铸造充型凝固过程数值模拟秦宝荣 王军锋 范金桃 (533)

对精铸碳钢件气孔缺陷的认识华德峻 (536)

消失模铸造

消失模铸造生产不锈钢阀门铸件高成勋 刘伟明 颜鹏远 (538)

连续铸造

热处理对挤压变形电磁连铸AZ61镁合金的影响隋里 任政 房灿峰 吴友芳 张兴国 (540)

复合材料

铸钢表面消失模铸渗碳化钨研究高红霞 崔晓康 杨改云 刘建秀 丁静 (543)

多次循环塑性变形对Mg_2Si/Mg-5Zn-2.5Er复合材料组织与性能的影响秦亚灵 杜文博 王旭东 王朝辉 李淑波 (546)

Si对SiCp/Al-Si复合材料抗拉强度与断口形貌的影响李明伟 (550)

原位TiB_2/A356铝基复合材料的微观组织和阻尼性能徐睿 欧阳求保 虞红 顾海麟 张荻 (552)

会议消息

第四届消失模铸造技术国际会议暨第十一届实型（消失模）铸造学术年会正式通知 (555)

特种合金

电弧熔炼Nb-Ti-Si合金的组织和室温力学性能王勇 郭喜平 张超峰 张平 (556)

轻有色合金

电热法生产Al-Si合金的应用研究刘扭参 李俊青 刘忠侠 杨明生 (561)

AZ91D镁合金表面富Al熔渗层的研究秦红英 刘赵铭 张英波 刘书梅 (564)

RE及时效工艺对Al-Mg-Si合金组织和性能的影响贺素霞 刘忠侠 (566)

脉冲形式对镁合金微弧氧化成膜的影响姚建洮 陈明 马跃洲 郑浩 许文卜 (570)

应用断口-金相分析确定铝合金复合变质效果李慧 张静武 要天开 (573)

La、Ce对Al-24Si合金中Si相生长的作用胡慧芳 李华基 薛寒松 (575)

重有色合金

稀土Ce对挤压纯铜杆组织性能的影响陈绍广 孙洪波 戴扭乾 (579)

热浸镀法Cu/Al液固复合的研究于宝义 乔刚 陈岩 苏薄 刘春雨 (581)

新型高铝锌基合金制备及其性能顾冬青 邵红红 纪嘉明 (584)

艺术铸造

剑首同心圆——卓越的精细制范技术——《中国古代艺术铸造系列图说》之四十二谭德睿 (587)

无

首届“永冠杯”中国大学生铸造工艺大赛在武汉圆满落幕 (589)

首届“永冠杯”中国大学生铸造工艺设计大赛获奖名单 (592)

首届铸造行业综合百强和分行业排头兵企业评选结果揭晓 (594)

铸铁分行业排头兵企业名单 (595)

“专特精新”优势中小企业名单 (595)

有色及压铸分行业排头兵企业名单 (595)

铸钢分行业排头兵企业名单 (595)

铸造装备分行业排头兵企业名单 (595)

铸造原辅材料分行业排头兵企业名单 (595)

艺术铸造分行业排头兵企业名单 (595)

实型铸造分行业排头兵企业名单 (595)

精密铸造分行业排头兵企业名单 (595)

关注：铸造业转变发展方式任务急迫 (596)

海外文献速报 (597)

专利文献信息 (598)

铸造技术论文第7篇

英文名称：Foundry

主管单位：沈阳铸造研究所

主办单位：中国机械工程学会铸造分会;机械工业部沈阳铸造研究所

出版周期：月刊

出版地址：辽宁省沈阳市

语

种：中文

开

本：大16开

国际刊号：1001-4977

国内刊号：21-1188/TG

邮发代号：8-40

发行范围：国内外统一发行

创刊时间：1952

期刊收录：

CA 化学文摘(美)(2009)

CBST 科学技术文献速报(日)(2009)

中国科学引文数据库(CSCD―2008)

核心期刊：

中文核心期刊(2008)

中文核心期刊(2004)

中文核心期刊(2000)

中文核心期刊(1996)

中文核心期刊(1992)

期刊荣誉：

Caj-cd规范获奖期刊

第二届全国优秀科技期刊

第三届(2005)国家期刊奖获奖期刊

联系方式

期刊简介

《铸造》（月刊）创刊于1952年，由沈阳铸造研究所主办。本刊内容涵盖铸钢、铸铁和铸造有色合金等整个铸造技术领域，包括砂型铸造和压铸、熔模精铸等特种铸造技术。报道国内外铸造领域的先进科技成果和应用技术，成功企业的生产及管理经验，国内外铸造行业信息及活动。本刊还为国内外企业及相关机构刊登广告，传播信息，为本行业的供应商、采购商提供服务。本刊报道快、内容丰富、信息量大。

铸造技术论文第8篇

摘要：本文介绍了CA精密铸造工艺。重点阐述了计算机辅助工程，包括三维CAD、凝固过程数值模拟等在精密铸件研制过程中的应用。IDEAS可以方便地进行三维设计或逆向工程，获得三维模型，然后通过快速成型技术，能迅速得到铸造原型;用ProCast对铸件的浇注工艺进行模拟，以优化浇注参数，消除铸造缺陷。

关键词：CA精密铸造计算机辅助工程

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。

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：

1.计算机辅助工程与精密铸造结合而成的CA精密铸造技术具有很强的通用性，可以缩短研制周期，节约开发成本;

2.IDEAS与RPOCAST的配合，可以对复杂件进行铸造过程数值模拟;

铸造技术论文第9篇

关键词：ca精密铸造计算机辅助工程

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。

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：

1．计算机辅助工程与精密铸造结合而成的ca精密铸造技术具有很强的通用性，可以缩短研制周期，节约开发成本；