铸造技术论文例1

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。

铸造技术论文例2

中图分类号：[F287.2] 文献标识码：A 文章编号：

铸造是一种古老的工艺,在我国已有6000年历史。随着科学技术的不断进步，现代铸造工艺在生产中采用了许多新材料（如复合材料、有机化工材料）、新技术（如电子技术）,铸件也广泛应用于国防、居民日常生活及各个工业领域,特别是在现代制造业方面更是不可或缺的基础工业。在国民经济中占有重要的位置。

我国铸件产量从2000年起超越美国已连续多年位居世界第一，铸件年产值超过2500亿元，铸件产量占世界总产量的1/4，已成为世界铸造生产基地。表1是从美国铸造学会的期刊《现代铸造》从2000年～2009年每年的第12期中关于世界铸造生产统计调查所提供的资料列出的[1]。

虽然我国已成为世界铸造生产基地，但是与欧美、日本等国家采用高新技术主要生产高附加值铸件相比，我国的铸造水平显然尚处于发展中阶段。虽然产量大，但铸件附加值低，技术落后、设备陈旧、能耗和原材料消耗高、环境污染严重以及工人作业环境恶劣等问题已经成为行业的共识。

本文将对铸造科技发展的几个重要领域进行介绍，以反映当前铸造行业的现状及发展趋势。

一、铸造机械

近些年来，我国铸造行业发展迅速。为了生存和发展，“用设备保质量”的观点逐渐得到认可，在铸造厂新厂和老厂建设中，都积极采用先进设备。

造型设备方面，KW、HWS先进设备的大行其道；制芯设备已从单机作业逐步发展成为安全、高效、可靠的自动化制芯线和交钥匙制芯工程。制芯机的“设备”也已普遍采用铸造机器人来实现，并通过可编程控制器进行控制；砂处理设备也取得了长足发展；冲天炉也趋向使用现代化环保型热风冲天炉（并与感应电炉双联）来满负荷正常生产的铸造厂，但总体数量还是较少。

尽管我国铸造装备和从前相比，已取得了很大进步，但在生产水平、节能减排、智能化等方面和国外设备相比，还有很大的距离，从2011 年进出口铸造装备数量及金额（见表2） 可见一斑。我国铸造设备整体水平低、机械性能一般、能耗高等问题依然突出。目前，我国铸件生产能耗是发达国家同类工艺的1.5倍～2倍。我国每吨铸件的各种污染物排放总量是工业发达国家的3倍～5倍。而且余热没有得到处理和利用。

表2

铸造行业历来被认为是高能耗、高污染的行业。根据近年的发展趋势，逐步实现“绿色环保铸造”是铸造行业发展的方向。这就要求我们要不断开发新的节能、清洁、低排放、低污染的铸造材料和铸造装备以投入生产使用。

二、特种铸造

特种铸造主要用于生产尺寸精度、光洁度要求很高的铸件薄壁、复杂小件以及特殊形状的铸件。这也是未来铸造业发展的重要方向。特种铸造工艺方法不下二十种, 如金属型铸造、低压铸造、压力铸造、熔模铸造、真空吸铸、挤压铸造等。

（一）熔模铸造

熔模铸造是我国发展最早和发展得最为完善的一种精密铸造方法。熔模铸造就是在蜡模表面涂覆多层耐火材料,待硬化干燥后,加热将蜡模熔去,而获得具有与蜡模形状相应空腔的型壳,再经焙烧之后,进行浇注而获得铸件的一种方法,故又称为失蜡铸造。

熔模铸造由于铸型是一个整体,不受分型面的限制,可以制作任何种类、形状复杂的铸件。铸件尺寸精度高,表面质量好,能减少或无需切削加工,铸型加热到高温才能浇注,使金属液充填铸型的能力大大改善,故可浇注各种形状复杂的薄壁铸件。特别适用于高熔点金属或难以切削加工的铸件,如耐热合金、磁钢等。熔模铸造的主要缺点是生产工艺复杂,成本较高,蜡模尺寸过大易变形,因而多用于制造各种复杂形状的小零件。例如,各种气轮机、发电机的叶子和叶轮、汽车、拖拉机、风动工具、机床上的小型零件以及刀具等。

目前我国熔模铸件主要问题在于外观质量较差,表面粗糙度和尺寸精度比发达国家低1～3级以上；型壳制备技术及其设备自动化水平相对较低，型壳质量低, 原材料浪费严重。还需不断努力提高生产的管理和技术水平, 走内涵式的发展道路。

（二）压力铸造

压力铸造是先进、高效率的加工方法之一,目前主要用在铝、镁、锌、铜等有色合金铸件的大批量生产中。压力铸造由于自动化程度及生产效率高、可生产薄壁复杂件,且铸件尺寸精度高、表面光洁、质量稳定, 在业界很受重视。目前我国压铸业的整体技术水平离国际先进水平尚有一定差距，压铸合金的种类和性能、压铸件的质量、压铸设备的整机性能、控制系统水平及台套数等均不能满足需求, 亟待发展和完善。

压铸技术的发展有几个主要趋势，一是加强在复杂薄壁铸件压铸技术方面的研究，加大对压铸过程工艺参数的实时监控、跟踪测试和自动反馈技术的研究, 提高压铸工艺优化水平。二是开展压铸模具结构、材质的专业化设计和制造及涂料的研究和专业化供应, 以延长模具使用寿命和提高铸件的质量，不断地将各类新型和传统的可压铸合金及材料引人压铸生产领域。

三、计算机应用

随着计算机应用在广度和深度上的发展, 计算机技术在铸造研究及生产中也得到了比较广泛的应用, 取得了重大经济效益和社会效益。

在铸造领域，计算机可应用到合金设计、凝固理论及工艺研究、数据库建立、模具设计等各个方面。

美日等国在70年代就已经开始把计算机辅助设计应用到合金设计上，并研制出了Rene′125[2]、Rikiloy系列[3]等合金。我国近年来也加强了该方向的研究工作。凝固理论及工艺研究方面，与国外相比我国在铸造凝固过程数值模拟的基础研究方面差距较小, 在一些方面还有自身特点。但在软件开发和应用研究方面与国外相比差距较大。国外的软件开发和应用研究已包括铸钢、铸铁、铸、铜、铸铝、铸镁以及高温合金等几乎所有铸造合金, 已能对砂型铸造、金属型铸造、低压铸造、压力铸造、熔模铸造、单晶铸造、离心铸造、气化模铸造以及连续铸造等十几种铸造方法进行数值模拟。而我国在高温合金、铜、铝及镁合金铸造方面的研究较少, 在单晶铸造、熔模铸造、离心铸造、气化模铸造等方面的研究很少,有的甚至为空白[4～5]。

参考文献：

[1] Census of World Casting Production, Modern Casting[J]. No 12 from the year 2000 to 2009, American Foundry Society.

[2] Peter Aldred.SAE 751049

铸造技术论文例3

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。

铸造技术论文例4

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.

铸造技术论文例5

记者:在收藏越来越热的当下,文物鉴定专家在收到热捧的同时,也有来自各方对专家的质疑之声,对此现象您是怎么看待?

谭教授:首先我要声明一点我本人是从事中国古代青铜器技术与艺术铸造的研究,换言之就是如果要称呼我为专家也只能是青铜器铸造领域的专家,而非青铜器鉴定专家。鉴定是件十分严肃的事情,就拿青铜器来讲,需要对文物的历史背景、器形、纹饰、古文字、金属工艺有一个系统的认知,但是现在的某些人,只是看了几本书就以专家自居,四处给人家看东西,你问他可曾实地去器物制作工场考察过?零距离看过几件真文物几件假文物?答案是显而易见的,这样的专家又怎么让人信服。而且现在的鉴定界越俎代庖之事也时常发生,比如说明明是搞玉器鉴定的专家跑去给人家鉴定瓷器,这势必会出现冤假错案。古人云“闻道有先后,术业有专攻”,文物鉴定需要严谨的治学态度,这种不专业的现象频频出现,归根究底还是一个“钱”字。

二谈:“罢黜百家,唯我独尊”的一言堂

记者:学术界历来就是百家争鸣,百花齐放,但是今天的文物界,话语权只在少数人手中,您怎么看?

谭教授:乱!现在的文物界懂的人不说话,不懂的人乱说话。更有甚者在利益的驱使下,盗卖者有之,把真断假假当真者有之,大肆炒作者有之,致使很多珍贵文物流失,有的价格远远背离文物本身的价值。

三谈:鉴定机构称权威鉴定证书满天飞

记者:在越来越多的人对鉴定证书的公信力保持怀疑,为什么那些鉴定机构还大肆宣传其鉴定具有权威性?

谭教授:其实这都是某些别有用心的人在利益驱动下,故意把假说成真,给藏家开具鉴定证书,收取高额的鉴定费用。哪一家负责的部级博物馆曾用博物馆名义为藏家开具鉴定证明?严肃负责的文物科技鉴定部门只是出具检测报告,不会出具真伪结论。在此我要奉劝广大藏友,文物是中国的文化体现,多看多实践才是收藏的正道。

四谈:全民总动员大家一起来寻宝

记者:随着“鉴宝”大热,各省市电视台也相继推出自己的“鉴宝”节目,您有没有看过这当中的某个节目?

谭教授:还是看过一些的,这些节目在相关知识普及上还是起到了一定的推动作用,但是文物鉴定是严肃的,那些所谓鉴宝活动充其量只能算是艺术品评估,其与文物鉴定是性质截然不同的两码事,特别不应该谈价格。那些在荧幕上火了多年的鉴宝寻宝活动,又寻到了什么?说到底无非是打着鉴定的旗号,圈钱罢了。

五谈:论坛、杂志谁的影响力更大

记者:在科技高度发展的今天,互联网对传统传媒业造成巨大的冲击,对此您是怎样看待的?

谭教授:不工作时我也喜欢上一些收藏论坛逛逛,论坛是言论自由的地方,信息覆盖面广,各方的反馈能及时让广大网友分享,但是也有些人以“国宝帮”自居,拉帮结派打压一些真正搞收藏的朋友,这些是网络所不能避免的。杂志制作需要一个周期,其学术性,严谨性都是互联网所不能与之相比的,总之是各有所长,互补所短。

记者:作为杂志的后生,您对我们《文物鉴定与鉴赏》杂志有什么看法?

谭教授:我看了你们杂志的创刊,觉得你们的定位很新颖,以科技与传统双轨相结合的双轨鉴定为特色,这在之前的杂志是没有出现过的。杂志风格鲜明既有学术性,又有前瞻性,是本难得的杂志。

六谈:入界需谨慎 收藏要理性

记者:您有什么话想对即将加入到收藏行列的朋友们讲呢?

谭教授:我在文博界工作过,职业道德要求不能收藏文物。不过对于收藏我认为不能抱着捡漏的心态,以小搏大。收藏是一种投资,更是一种文化享受,不能把它当成投机去做,端正了自己的心态,多学习,多实践,多上手,才能辨伪存真。收藏是一门学问,要不断丰富自己的理论知识,在实践中积累经验,才能提高眼力。

谭德睿,1936年生,浙江嘉兴人。1961年上海交通大学机械工程系铸造专业本科毕业。1961年至1981年主要从事现代铸造技术研究工作。1981年至2001年入上海博物馆从事中国古代青铜技术及艺术铸造研究(研究员)。主持传统金属工艺研究工作主要有“苏南地区传统铸造工艺调查报告”、“东汉'水银沁'铜镜表面处理技术研究”(文化部科技成果一等奖)、“东周铜兵器菱形纹饰技术研究”(国家文物局科技进步二等奖)、“吴越青铜技术研究”(国家文物局科技进步二等奖)、“中国青铜时代陶范铸造技术研究”等。参与西汉“透光”镜的研究复制工作。发表主要论文《商周青铜器陶范技术研究》、《东汉'水银沁'铜镜表面处理技术研究》、《中国青铜时代编钟铸造技术》、《中国青铜器表面保护和装饰技术》、《中国青铜时代陶范铸造技术研究》、《东周铜兵器菱形纹饰技术研究》等。

铸造技术论文例6

[DOI]10.13939/ki.zgsc.2017.09.177

钛合金是一种具有高性能的新型材料，与钢相比，其质量非常轻盈，与铝相比，钛合金具有高温结构，这样的性能使得钛合金被广泛应用于汽车、航空航天器或舰船的制造之中，甚至在军用领域也占据了一席之地。我国近些年来在工业技术上迅速发展，金属产品在制造上也向着“近净成形”的方向不断发展，优于机械加工与锻造的铸造技术可以使金属产品直接获得“近净成形”的构件。将铸造技术与钛合金联合使用，可以提高钛合金铸件的抗蠕变性能与裂纹扩展能力，还可以节省钛合金生产成本。因此，如何提高钛合金铸件的加工效果便成了目前急需解决的问题。

1 概 述

现阶段，无论是国外还是国内，所使用的钛合金和钛合金铸件都是沿用于钛合金与变形钛的成分。对于变形钛合金和铸造钛合金来说，其分类标准都是相同的。若以“相同组成”作为标准进行分组，可分为“β”型、“α”型、“近β”型、“近α”型以及“α+β”型五个类别的合金；若以“金属强度即应用状况”作为标准进行分组，可分为“中温中强”型合金、“高温高强”型合金、高强合金、低温合金、生物工程合金以及耐腐蚀合金共六种类型的合金。

目前，我国最为常用的合金便是中温中强合金ZTC4与ZTC7，其中ZTC4便是本文所要研究的框架式钛合金铸件的原材料。除此之外，还有ZTA2与Ti-0.2Pb这两种使用率较高的耐腐蚀型钛合金，Ti1100等高温钛合金、Ti153等高强β型钛合金。2014年的一项调查结果显示，在钛合金铸件中有90%以上使用ZTA2与ZTC4作为生产原材料。

2 框架式钛合金铸件

2.1 用途

以沈飞制造的某型飞机为例，其后机身部分是由2个大型铸件与4个框架式结构所构成的骨架，其平尾与垂尾是一体的，将垂尾轴安装在铸件的垂尾孔中，并使机身垂直面和垂尾轴保持一定的角度，在运行垂尾轴时可以使其围绕着垂尾轴线进行转动。在这样的装配方案中，垂尾轴所有的应力均施加在铸件之上，铸件内侧与三个框架相连接，并使用高锁螺栓进行连接。由此可见，铸件是整个方案中最为关键的承力构件，其重要性不言而喻。

2.2 分析

2.2.1 毛料信息

无论是熔模铸造的毛料还是砂型铸造的毛料，其材料牌号均为退火状态的ZTC4型钛合金，零件的尺寸为1.37m×0.7m×0.7m，其净质量分别为0.11t和0.15t。

2.2.2 结构特征与加工难点

第一，零件本身具有相当复杂的结构，工艺性不佳，刚性差，很难具有稳定的结构，在加工过程中极易出现变形问题。第二，加工关系复杂，缺乏协调性，需要多面配合，对于配合精度具有非常高的要求。第三，零件在尺寸精度与装配精度上具有较高的要求，加工中难以保证零件具有足够的尺寸精度与装配精度。第四，作为理论外缘的上表面与下表面在铸造过程中很难达到设计要求，外形极易出现较大的偏差，机加工时很难协调好位置余量。第五，零件尺寸为1.37m×0.7m×0.7m，铸件壁厚度相对较薄，若使用一般方法进行加工将会带来明显的颤动，刀具容易断裂，进而影响到加工位置的精度。第六，铸件的垂尾孔直径在19～22.8cm之间，孔长度为4.5cm，大小误差应控制在（+0.05，-0.01）之间，若使用数控镗孔技术可以达到尺寸要求，使用数控铣加工技术可以通过装夹方式进行摆角加工，但是加工中对镗刀总质量的要求已经超过了数控机床所具有的最大承拉重力――198N。第七，作动孔处的槽口尺寸应为：槽深0.15m、下刀深0.17m，就_敞性而言不甚理想。第八，上腹鳍孔与下腹鳍孔的孔径应为18H8mm和22H8mm。在铸造过程中很难控制好孔洞的位置，因此铸件的腹鳍孔通常不具有底孔，这就使得铸件缺少足够的下刀空间，特别是下腹鳍孔，仅有0.12m×0.16m的下刀窗口，其位置甚至在腹鳍凸台的背面。

2.3 加工与控制

2.3.1 明确加工基准

从前文所提供的信息可以推断出如下结论：铸件缺少直接加工的基准、零件易发生颤动、难以保证空间尺寸、槽口长且下刀空间小、难以协调加工余量、垂尾孔长等，均是影响加工方案实行效果的因素，对此，首先应该明确加工的基准，例如，铸件缺少直接加工基准，数模中对铸件某一面的加工要求是平面，但是当前的铸造技术无法切实地保证其平面的平面度，无法将其作为加工基准，此时可以在铸件的外部适当增加一个工艺凸台作为工艺基准，基于这个工艺凸台，铸件在经过铸造加工之后便可以接受加工余量的调整。这种在设计数模的基础上增加工艺凸台的行为便可以称之为“制造工艺数模”，这样的工艺数模可以作为加工铸造乃至检查的最初始的依据。

2.3.2 协调加工余量

若要协调加工余量，需要进行“铸造厂划线”与“机加厂协调”两个阶段的工作。在第一个阶段，铸造厂需要为铸件协调好加工余量，使用两点投影交叉法在铸件上绘制上机加工的基准线，其坐标体系包括2X、Y和Z共三个方向。由于划线无法保证每一个平面都有正好的机加工余量，无法确保壁厚达到设计要求，无法确保上表面与下表面处在较为均匀的状态，因此需要机加厂进行下一阶段的协调工作。而机加厂主要负责为铸件分配工艺余量，鉴于铸件的结构为典型的壳体，因此可以在每一个加工面进行单面加工。当然，也正是因为铸件均为单面加工且加工面位于壳体的六个方向，因此铸件很难实现加工余量的协调分配，增加设计的强度与流水性，因此需要适当进行整体余量的增加，但不可过度增加，以免增加铸件的整体净质量。

2.3.3 严格控制工艺装备要求

首先，需要考虑工种，如：①数控铣，使用自制铣夹方式；②垂尾孔加工：垂尾孔的长度最长为0.45m，最大直径为0.23m，由于加工工具难以保证其刚性，因此应该选择主轴直径较小的机床进行加工，加工时保持孔位水平，作固定镗夹加工。③对于壳内部的腹鳍孔，应购买最大扭矩为70Nm的专用角度头进行加工；针对腹鳍孔较小的下刀空间，可以使用钻头与铰刀进行加工。

2.3.4 加工过程

框架式钛合金铸件的加工过程如下：①检验材料，查看其是否符合相关参数要求；②按照划线进行零件调整；③铣基准钻小孔并使用测量机进行测量；④分析数据，制定调整方案；⑤基于方案进行基准孔扩大，对铣基平台进行校准；⑥数控粗精铣，检查测量，再次装夹并进行数控粗精铣，如此多次反复；⑦精修外形，清洗，测量，热处理，并采取精镗孔处理；⑧测量并进行套孔钻挡、孔位测量；⑨铣掉工艺凸台，给予清洗、荧光处理，排除裂纹，增加标识。

3 结 论

框架式钛合金铸件加工难度大、要求高，本文对其加工技术、加工要求、加工工艺进行了简单介绍，以供参考。

参考文献：

铸造技术论文例7

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

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期刊简介

铸造技术论文例8

一、陈璋壶

1. 形制

铜壶通高24cm,口径12.8cm,腹径22.2cm,圈足径13.8cm,重量为5590g。全器造型由7个部分、19个构件组成。(图一、二)

侈口、束颈、弧肩、平底颈部较肩部高出一层,形成一周凸面。外露的颈部饰错金银云纹图案(图三、四),镂空网络罩的肩部饰错银斜方格云纹图案。

2. 铜龙网络

分肩、腹两组,由卷曲起伏的长龙和梅花钉交错、叠压形成镂空纹饰。

肩部的网络由48条龙组成,龙身上下起伏卷曲,每条龙上下起伏卷曲三次。相邻的两龙头尾相对,形成一组,相间的两龙卷曲相接。龙与龙之间皆以梅花钉缀连,每条长龙缀连6枚梅花钉。肩部网络的梅花钉为48竖行,24组,每组6枚,共144枚。

腹部的网络是每条龙上下起伏卷曲9次。两龙在卷曲处相接,亦以梅花钉缀连,每条龙两侧缀连18枚梅花钉。腹部网络梅花钉是48竖行,24组,每行9枚(下部锈蚀脱落4、5枚),每组18枚,共432枚。整个网络由96条长龙、576枚梅花钉组成。(图五、六)

3. 箍带

肩腹之间有一圈衔接肩腹两组网络的箍带,由4根环接连而成,上饰错金云纹饰。(图七、八)

4. 立兽

连接箍带的立兽形竖环耳4个,作奔虎形,虎头向下,张口弓背,四肢鳞爪状,通体错金银重环饰纹。(图九、十)

5. 铺首

每条箍带中间有一兽面,共4个。宽额、竖耳、弯眉、杏眼、勾鼻、兽面额上镶嵌绿松石(皆已脱落),两侧细刻卷曲双龙。龙头为角,龙尾为须。(图十一)

6. 衔环

每1铺首与龙鼻套接,共4个。饰有细如发丝的错金云纹饰。(图十一、十二)

7. 圈足

座缘与铜龙网络相连,底部饰镂空花纹,外缘饰错金斜方格云纹。

8. 铭文

壶口内沿刻篆1行11字,容积的计量单位。铜壶实测容量为3000ml。(图十三)

铜壶圈足外缘镌刻29字,这与美国费城宾夕法尼亚大学博物馆收藏的陈璋壶的铭文几乎全同。铭文说明,铜壶是燕国铜器,后为齐国将领陈璋所获。(图十四)

二、陈璋壶的冶铸技术

春秋战国出现新的冶铸技术,主要有以下几点:

器物的造型艺术,一改商周青铜器以鼎、簋、鬲、爵、角等礼器为主的造型,将实用与欣赏、造型与审美有机结合,纹饰以动物造形为主题;

在铸造技术上出现了镂空青铜器;

在表面装饰出现了错金银等;

改变了铜器铭文在商周时期以铸造成形使用了篆刻的新方法;

普遍运用铸接、焊接等综合装配工艺的特种技术;

多种合金在一件器物上运用。

以上列举的六点,在陈璋壶上表现得淋漓尽致。

1. 造型艺术

铜壶系由 19个构件组成,即壶身、圈足、镂空网络、4个箍带、4个衔环、4个铺首、4只立兽。箍带、衔环、铺首、立兽的16个附件分别摆置在肩腹之间的同一条圆圈上。布局相当对称,显得均衡协调,稳重自然,丝毫没有呆板之感。铜龙网络的构思,外层是取之自然界中的植物

梅花,里层由神话中的动物龙巧妙构成(即龙穿梅花)。这种源于生活却高于生活的手法,含义深刻,耐人寻味。错金银的纹饰,长龙、兽面、立兽和梅花都是静物,然而古人造就静中有动、动中有静的表现手法。壶身的纹饰设计向上或向下浮动的斜方格纹,梅花为带,花蕊5瓣花,花朵与花朵层叠相错;长龙穿于鲜花丛中起伏,兽面铺首中的双龙两头向上做游动,倒立的兽向下跳跃,一上一下,错落有致的艺术造型,给铜壶增添了强烈的美感。铜壶不仅有错金银平面装饰,且配有长龙、梅花、兽面、立兽等套饰, 同时在错金银暖色的基础上,用翠绿的绿松石镶嵌,暖色、冷色交相辉映形成了明显对比,给人以强烈的视觉效果。

该铜壶实测容量为3000ml,与壶口内沿刻篆1行11字所描述的容积相吻合,可谓中国古代器皿中把实用与欣赏、造型与审美有机结合的典型例证。

2. 铜龙网络的镂空技术

春秋战国时期出现了镂空的青铜器,著名的有曾侯乙盘尊。它的镂空是由19种变体蟠螭纹组成12种花纹单元,再按一定排列方式和层次汇合而成的一个主体花环,每个花纹彼此脱空,互不连接,全靠其下的铜梗支撑而保持其独立性,形成镂空。

陈璋壶上龙与龙之间皆以梅花钉缀连,肩部每条长龙缀连6枚梅花钉,腹部每条龙两侧缀连18枚梅花钉,分外(梅花)、中(长龙起处)、内(长龙伏处)3个层次,形成镂空。显然,陈璋壶的镂空程度比曾侯乙尊盘要复杂。

3. 表面装饰技术错金银

战国时期的错金银铜器是铜器中的珍品,如河南洛阳文物工作队藏错金银卷云四瓣纹鼎、山西省博物馆藏错金蟠兽纹盖豆、南京博物院藏错金云纹牺尊②。但在镂空青铜器上错金银纹饰,陈璋壶是唯一的一件。陈璋壶的壶颈、壶身、4个立兽、4个衔环、4条箍带都镶嵌了金银,可谓是珍品的瑰宝。

4. 刻纹青铜器

最早的刻纹青铜器应该是四川成都金沙遗址出土的青铜有领壁,然后是江苏六合程桥春秋晚期墓出土的铜盘残片。显然,细如毫发、技法纯熟的刻纹技术的青铜器,在收藏品中可谓凤毛麟角。但在陈璋壶上,古人就直接刻了30个铭文,以此阐明陈璋壶的用途与意义。

5. 铸接、焊接等

春秋战国时期,在青铜器冶铸技术的制造中,机械装配工艺开始被运用,并逐渐成熟。如曾侯乙盘尊,“尊由尊体以及尊颈、尊腹、圈足各部分的附件组成。尊腹事先铸出4处共八个接榫,上焊八件分铸的龙身,组成双身四条龙,龙首焊接在尊颈豹形兽的尾部。至此,由34部件通过6处铸焊连接成一体的铜尊,完成了它的制作全过程。”③

陈璋壶的造型由7部分、19个构件组成,其组合的过程,通过表面初步观察,推测如下:先分别铸出壶肩和腹的铜龙网络、4个衔环、4个铺首、4根箍带和4个立兽等。在肩、腹铜龙网络的衔接处设计并分别铸出4处共8个接榫,由4个铺首通过箍带铸焊连接成一体。它绝妙的精心设计在于肩、腹铜龙网络的衔接处的衔接缝,用4根箍带遮挡,使人感觉壶的肩与腹为一体。此外,陈璋壶的壶颈与肩铜龙网络的连接处,在外观察有一道分界线(图十五、十六),在内用手摸,壶颈与肩铜龙网络有一个台阶,据此推测,可能是壶颈与肩铜龙网络连接时采取的榫接或套接的机械装配工艺。当然,要证明这一推测要做很多的科学检测,尤其是用工业CT检测和X光透视。

5. 多种合金的运用

在春秋战国时期,青铜器的成形与装配工艺运用了多种合金。如山西省博物馆藏错金蟠兽纹盖豆,使用了金、青铜两种金属;河南洛阳文物工作队藏错金银卷云四瓣纹鼎,使用了金、银和青铜三种金属;曾侯乙墓里出土建鼓等铜器,为了装配使用了锡铅合金的焊料;陈璋壶,使用了金、银、青铜、铺首与铜龙网络铸接时的低熔点合金(锡铅合金),此外,陈璋壶的兽面铺首氧化层的颜色与壶的其他构件不同,呈灰黑色,并且铺首的龙头有韧性。铺首的合金与壶本体的合金有很大的差异,据此现象推测,铺首的合金可能是锡铅合金铸造。当然,要证明这一推测只要做金相、能谱仪或CT等科学检测即可。

从以上列举的春秋战国时期在冶铸方面的新技术,陈璋壶基本涵盖了,而且,陈璋壶在成形与表面装饰方面,造型设计生动、活泼,铸造复杂程度高,装饰工艺精细、优美,静动结合,将古代人在器物设计时的完美与人性化、实用与欣赏、造型与审美有机结合。不容置疑,剖析陈璋壶的制作工艺,就能基本看出古代春秋战国时期的冶铸技术。

三、陈璋壶的镂空技术

最近一年来,从事古代青铜器铸造工艺的研究人员对古代先秦时代是否有失蜡法铸造,镂空青铜器的制作采用何种方法展开了热烈的讨论,这对研究古代科技,探明中国古代的发明创造,有着极其重要的作用。笔者从事文物保护与修复工作34年,对古代的冶铸技术没有专门的研究,对现代铸造技术也缺乏经验,但对古代青铜器上留下的冶铸技术信息,一直在思考。现根据陈璋壶上所反映的镂空铸造信息及相关的资料,提几个关于镂空铜器的技术问题,供展开讨论的研究人员参考。

陈璋壶的铜龙网络分外(梅花)、中(长龙起处)、内(长龙伏处)3个层次,与河南淅川的春秋晚期楚国双层镂空云纹禁、湖北随县战国早期曾国的镂空曾侯乙尊盘,应同属一种铸造工艺。镂空或称透空铜器的铸造技术,在已发表的研究青铜器工艺的文章中,基本上有四种观点:

(1) 熔模铸造法④(失蜡法);

(2) 失J法⑤;

(3) 范铸技术+焊接⑥;

(4) 泥质合范⑦。

首先将以上四种观点,从工艺成形的原理归纳为两类:失蜡法和失J法的成形工艺中的模为可熔性,所不同的是使用的熔模材料不同,一是蜡,一是J,故将这两种观点归为一类;第二类成形工艺中的模都是泥,不可熔性,故将3、4观点归为一类。

其次,我们暂不从春秋战国是否有失蜡法等方面去讨论,而是从现在复制的实际出发来思考,如用失蜡、失J法或用失蜡、失J法与范铸法相结合的工艺复制陈璋壶,从铸造技术的理论和操作的工艺角度分析,也许可以达到我们设计或者克隆出与原物基本相同的复制品;如用范铸技术或泥质合范法复制陈璋壶可能存在一些问题,现将这些问题提出,尚祈专家不吝赐教。

1. 范铸技术+焊接

“尊侯乙尊盘的尊口及盘口,是由大大小小数千个分别铸造的小纹饰焊接成一组组的组件装配而成”⑧。据此方法制作陈璋壶,也就是将576朵梅花焊接在96条交叉的长龙上,形成镂空。那么,梅花与长龙之间焊口的设计是对接,还是搭接、丁字接(正交接)或角接?用 熔焊、压焊还是钎焊?

如用熔焊类法,那么怎样防止大气中的氮、水蒸汽等进入熔池,使焊缝在冷却过程中不形成气孔、夹渣、裂纹等缺陷?

如用熔焊法,在焊第二朵梅花时如何保护距离只有1公分的第一朵梅花不被熔化?

焊缝与本体的再做色时,如用同样的化学试剂、同样的温度与时间,焊缝处与陈璋壶本体的腐蚀产物,颜色会一致吗?

2. 泥质合范法:

① 把镂空纹饰制成一块不镂空的泥质纹饰板,用它制作外范,它可作铸造时的内范使用;② 在内范上削去铜器实际需要的厚度;③ 挖去内范上所有的纹饰,注意没有纹饰的地方不能挖,因为这些纹饰的地方是和外范紧密的拼合,铸造后才能形成镂空;④ 根据镂空纹饰的设计需要,用工具挖通上下之间的小孔,孔的深度将是铸造后纹饰上下镂空的程度。”⑨据该文章文字介绍和图片展示, 泥质合范法制作的镂空形状都是很有规律的半圆形叠压镂空,那么,怎样保证陈璋壶肩部的铜龙网络每条龙上下起伏卷曲三次,腹部铜龙网络每条龙上下起伏卷曲9次,这种上下不规则起伏的造型呢?铜龙网络中每条龙的脊背上都有一条刻纹(图五、六、十五、十六),是如何形成的呢?

南京博物院院藏陈璋壶,在时代上比河南淅川的春秋晚期楚国双层镂空云纹禁、湖北随县战国早期曾国的镂空曾侯乙尊盘晚,采用的制作种类和工艺精度也就要比云纹禁、曾侯乙尊盘齐全和复杂,堪称汇集我国春秋战国时期新的冶铸技术的典型器。

然而,陈璋壶究竟用何种冶铸技术成形,需要对其进行科学的分析和检测,并进行模拟试验。笔者深信,在今天百家争鸣的学术领域里,利用21世纪最先进的分析仪器,模拟古人冶铸时的思维、材料与工艺,从理论与实践上论证与挖掘,重现以陈璋壶等为代表的我国春秋战国时期出现的镂空青铜器的冶铸技术是能办到的。

注释:

① 华觉明.中国古代金属技术铜和铁造就的文明[M].郑州:大象出版社,1999:164,166.

② 国家文物局主编.中国文物精华大辞典[M].青铜卷.上海:上海辞书出版社,1995,231,234,238.

③ 华觉明.中国古代金属技术铜和铁造就的文明[M].郑州:大象出版社,1999:164,166.

④ 华觉民等.曾侯乙尊、盘和失蜡法的起源[J].自然科学史研究,1983,4.

⑤ 张光远.中国最早“失J法”春秋中期“蛇网盖冠龙虎方壶”的铸法论证[J].东南文化,2002,1.

⑥ 周卫荣,董亚巍,万全文,王昌遂.中国青铜时代不存在失蜡法铸造工艺,江汉考古,2006,2.

铸造技术论文例9

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：

铸造技术论文例10

乘广东建设文化大省东风，广东省文化厅、广东基金会、广东客属海外联谊会、广东省文化学会、华南理工大学客家文化研究所定于20XX年12月10日至12日共同举办首届岭南客家文化风情节活动。

我们将发挥各自优势和丰富的社会活动举办经验，誓将此次活动办成高规模、高品味和高水平的岭南客家精英盛会。籍此整合客家文化组织和区域客家文化资源，并将岭南客家文化风情节打造为一块文化品牌，成为我省展示客家的文化窗口，为客家地区社会与经济发展，与其他民系的文化、经济的共同繁荣贡献力量，今后将定期或不定期的举办。我们对本次活动做了精心策划、充分准备。其中的岭南客家文化风情文艺汇演、客家企业名优特产展销、岭南客家文化成果荟萃和岭南客家文化论坛由于项目大、影响广，将以冠名的方式诚邀各界加盟，诚恳盼望社会信誉度高、重视企业文化建设、热心公益和文化传播的企事单位的协作和指导!

商务会议邀请函范本二

第十二届全国铸造年会暨201X中国铸造活动周将于201X年11月13-17日在广州举行。本次会议是中国铸造业的一次盛会，是铸造行业进行学术与技术交流和产品展览的良好平台。活动期间将进行高水平的学术交流和技术交流，并组织新技术、新材料展览会，还将组织一系列的行业活动。会议筹备工作进展顺利，目前，已收到的论文数量超过140篇。我们热诚邀请广大从事铸造研究、生产、管理等方面的人员莅临此次盛会。

会议主题：先进铸造技术及铸造业的可持续发展

主要内容：学术与技术交流：大会特邀报告;铸钢、铸铁、铸造工艺及铸造材料、特种铸造与有色合金、铸造装备等领域学术研究交流及生产技术研讨。

展览会：年会期间将举办展览会，为企业开展技术交流和开发市场提供机会和平台。

企业信息：

在大会报告期间将安排半个小时的企业信息时间，原则上每个企业的演讲不超过5分钟，按企业报名的先后顺序排满为止。

工厂参观：中天创展球铁有限公司 广东鸿图科技股份有限公司

其他内容：

中国机械工程学会铸造分会第九届理事会第一次会议暨第二十五次秘书长工作会议;圣泉之夜晚宴、兴业之声晚宴;第十三届福士科杯中国机械工程学会铸造专业优秀论文评选结果颁奖活动。

商务会议邀请函范本三

经与贵公司就 项目合作事宜进行初步洽谈后，我公司对合作事宜进行了研究，认为：

1、该项目符合国家的产业政策，具有较好的市场前景和发展空间;