铸造技术范例6篇

铸造技术

铸造技术范文1

关键词:林业机械;铸造技术;机械铸造

前言

1978年改革开放以来,机器行业正在以飞快的速度前进。并且机器在林业行业中得到了普遍的使用,但是随之发生的是林业设备的品质问题,一般来讲林业设备运用林业行业的设备运用的时间都不是很长,抑或品质高的设备因为成本高所以使用的比较少。那么怎样铸造出品质更高价格却低廉能够广泛的推广使用的林业设备是林业行业最关心的问题之一。文章首先讲述了林业在开采砍伐以及制作中所运用到的机器设施,之后讲述了现在国内的铸造措施和将来的前进道路,最后综合两者对国内林业机器设备铸造措施的改造方式进行了简单的探索。

1 我国的林业机械设备

在国内林业行业使用的机器设施类型中大体可以划分为以下六种:(1)营林设备:主要功能是建造人工林业,如割灌设备、小规模使用柴油的拖拉机设备,为树木高扬程喷雾避免病虫危害的设备还有风力灭火设备以及有关的检查设施。(2)园林设备:主要功能是对城市中的园林以及草坪进行修理裁剪的低噪声修理裁剪的设备和园林方法等。(3)木材开采运输设备:开采砍伐使用的高功能油锯、集成材和木片制作设备。(4)实木制作和板式家具机械:通用木工设备如圆锯设备、四面刨设备;板式家具机械:多空钻、裁板锯;地板块机器:专门用于地板块的机器抑或使用四面刨设备及其配套机器;指接机器、集成材主要有涂胶设备以及指接设备等;除此之外,细木工板机器、涂装机器、木材干燥设备、防腐处置机器和弯曲木机器都是加工设备。(5)人造板制造机器:制作胶合板机器:直径较小的旋切设备和表板、芯板拼装设备、无卡轴旋切设备;中密度纤维板设备以及定向刨花板、人造板二次加工贴面和模压刨花技术等等。(6)木工刀具、刃具以及小型手动工具:如钻头、气钉枪、手动砂轮工具等。

2 我国的铸造技术

2.1 我国铸造技术概况

国内铸件的生产量在二零零零年就已经超过美国持续六年都排在世界第一,在经济比较发达的国家整体上铸造措施优异、商品品质高、生产速度快、对环境影响小、原材料和辅助材料已经建成体系化。在我国,铸造行业和国家民生有着重要的关联,铸造业是汽车行业、石化行业、钢铁行业、电力行业、造船行业、纺织行业、装备制作行业等支柱性行业的根本,是制作加工业最关键的构成部分。在机器配件中,铸造件在整个机器配件中占有的比例很高,内燃设备中铸造件占了百分之八十、拖拉机中铸造件占了百分之五十到百分之八十、液压机器、泵类机器中铸造件中占了百分之五十到百分之六十。

2.2 铸造技术中存在我问题

2.2.1 工艺水平低,铸件质量差

制作余量中,铸造工件使用的能源以及原材料比较多,制作使用的时间久,生产速度慢,这已经成为限制行业前进的障碍。大规模铸工件内部化学元素分配不均、含有的杂质较多,铸造件出现缝隙的情况越来越多。策划的不适合,具有卷气、含有杂质等不足,致使铸造工件成品率以及合格率都不高。一般的铸造工件加工制作起来很熟练,但是对于制作高精密度的铸造工件还是存在很大的阻碍,关键措施以及商品还是需要从发达国家进口。在机器铸造工件中计算机还没有得到广泛的使用普及。

2.2.2 能耗和原材料消耗高

在国内每制作加工出一吨达标的铸铁工件就需要使用五百五十公斤到七百公斤的标准煤炭,国外先进国家只需要使用三百公斤到四百公斤的标准煤炭,国内有制作加工出一吨达标的铸钢工件就需要使用八百到一千公斤的标准煤炭,国外先进国家只需要使用五百到八百公斤标准煤炭。按照得到的数据显示,铸造工件在制作加工中投入的成本只占获取的百分之五十五到百分之七十,我国的铸造工件投入占比要比国外平均水平多出百分之十到百分之二十,铸钢工件的工艺出品率我国平均水平为百分之五十五,国外就能够达到百分之七十。

2.2.3 环境污染严重、作业环境恶劣

在我国仅仅有少数的例如一汽、二汽等大型企业的生产设备精良、铸造技术先进、环保措施基本到位以外,多数铸造厂点生产设备陈旧、技术落后,一般很少顾及环保问题。铸造生产中炉料、型砂、芯砂的运输、混砂、造型、制芯、烘烤、熔化、浇注、冷却、落砂、清理和后处理等工序,就其作业内容来讲是在机械振动和噪声中进行,有的还在高温(如熔化、浇注)中作业,有的产生刺激性气味,粉尘作业环境更是恶劣。说明我国铸造行业环境问题的严峻程度,采用高技术实现绿色铸造是当前需要重点解决的关键问题。

2.2.4 人才短缺

人才缺乏主要体现在同时具有制作技术又能够懂得管制的人才很少,分布的不匀称,在有的工厂懂技术又懂得管制的人才只占工厂总人数的百分之一点二,最多的能够占到工厂总人数的百分之三十二点三,最多的是最少的二十七倍还要多,在国家控股单位特别在军工单位这个比例最明显。

高级别的人员数量太少。铸造行业中有技术又懂管制的人员文化水平多大不高,中专生、大专生以及本科生占比最多,尤其是中专生和大专生占比量最多,本科生次之,研究生十分少。新的人才来源比较困难。很多高等级院校在二十世纪九十年代就已经取消了铸造这个专业的教程,很多的大中规模厂办教育基地也慢慢的呈现下降的走向,所以新的人才来源越来越困难。

3 我国铸造未来的发展方向

3.1 加强对铸造新工艺、新材料、新设备的研究

加强铸造业的基础研究和应用研究,铸造行业中许多金属材料都是通用的和关键的,因而应注重工艺研究和改进,同时又要加强材料工艺及计算机模拟等先进技术的采用以稳定产品质量。

3.2 开发环保型铸造原辅材料

建立新的与高密度粘土型砂相适应的原辅材料体系,根据不同合金、铸件特点、生产环境、开发不同品种的原砂、无污染的优质壳芯砂。

3.3 注重能源与环保立法

加大政策法规对这方面的限制力度,环保劳保的准入门槛也应升高,已有的技术落后、污染严重的铸造厂点应关闭。

3.4 制定人才政策,加强技能培训

国家应从长远考虑,制定吸引和稳定人才的政策。针对目前许多高校不设铸造专业的情况,可采取企业委托培养及厂校联合办学方式培养人,并且要特别重视对其计算机软件的培训。

3.5 自主创新

加大铸造企业的重组和结构调整,进行专业化生产,实现地域化聚集,壮大龙头企业,使中小企业围绕产业链集聚,实现基础配套、特殊工序装备、检测设备、信息网络、环保设施等资源共享。

4 结束语

综上所述,不管是我国的林业机械技术还是铸造技术都面临着很大的漏洞问题,这需要我们工作人员及时的更正,才能够铸造出品质更高、成本更低的林业机械,为我国的林业和铸造业做出更大的贡献。

参考文献

铸造技术范文2

1 反重力铸造技术的应用现状

反重力铸造技术与传统重力铸造技术原理不同,它在铸造构件时所产生的驱动力刚好与构件重力方向相反,需要克服重力作用来获得铸件。这一铸造技术在实际应用时具有充型平稳、组织性能强、不破坏铸件质量等优点,能有效保证铸件的铸造质量。目前,反重力铸造技术主要有三种实施方法,一是低压铸造,二是差压铸造,三是调压铸造。三种铸造方法各具特点,应用于实际生产时都能保证铸件质量,提高铸件性能。

1.1 低压铸造技术

反重力铸造技术中,低压铸造的产生时间最早,20世纪10年代就已经被提出。低压铸造技术的基本原理是利用坩埚内部气压来控制并解决充型与补缩之间的矛盾,以确保重力铸造的充型平稳性,防止铸件表面产生气孔或者夹渣,影响铸件质量。传统重力铸造技术在具体实施时一般采用底注方法,而由于受到底注原理的影响,铸型内部温度会发生变化,温度场可能出现分布不均匀情况,进而导致冒口补缩受阻,难免会对铸件质量产生影响。因此研究人员改良了铸造技术,利用低压铸造方法来铸造装备,利用低压铸造技术所具备气压充型原理,将铸型内的补缩通道、浇道结合到一起,形成一条通道,同时保持铸型内部温度,保持温度场分布均匀,使温度梯度与铸型内部压力梯度保持一致,成功解决了浇注和补缩矛盾。下图1为低压铸造技术的工作原理图。

低压铸造技术具有极好的充型平稳性,能适当提高铸件的致密性,保证铸件质量,当前在厚大断面铸件铸造工艺中有着广泛的应用。

1.2 差压铸造

差压铸造方法的兴起时间在20世纪60年代,它是继低压铸造技术之后,创新、发展起来的新型铸造技术。由于低压铸造技术只能控制坩埚内部气压,无法控制铸型的外部大气,所所以难免存在技术缺陷。为了改进低压铸造存在的技术缺陷,研究人员在低压铸造原理上探讨研发出了差压铸造技术,使差压铸造既具备低压铸造技术特点,又具备压力釜铸造技术特。探析差压铸造技术原理,发现其在应用时能将铸型内的上、下压力同时控制起来,然后铸造装备,保证充型平稳、铸造安全有效。差压铸造时,如果采用减压法进行装备铸造,铸造过程中铸型会在压力变化下产生压差,铸型产生的压差越大,其排球能力就越强,气孔就越不容易形成。所以,压差铸造法的使用能有效提高铸件质量,减少气孔的产生率。下图2为差压铸造原理图。

差压铸造比低压铸造更加有效、可行,它不仅具备低压铸造特点,能实现低压铸造装备,还具有压力釜铸造特点,能改善铸件质量,减少气孔产生,降低铸件的热裂可能性。

1.3 调压铸造

调压铸造技术具有充型能力强、补缩性能高两大特点,并且能在铸造过程中实现真空冶金。与差压铸造技术相比,调压铸造技术的性能更加完善。现代工业常将调压铸造技术应用于薄壁铸件的铸造工艺中,它能提高薄壁铸件的精密性,能突破复杂结构铸件精密组芯技术,解决一些关键性难题。

调压铸造技术的最大应用优势是能大大提高金属液的利用率,能提高薄壁铸件的充型能力,减少铸件表面气孔的产生率,避免铸件质量缺陷。

2 反重力铸造技术的发展分析

2.1 反重力铸造电控技术的发展

纵观目前国内外反重力装备的控制系统,单板机控制系统已成为历史。随着计算机和PLC等工业控制技术的不断发展,给传统反重力铸造装备控制系统的更新提供了良好的环境。目前国内外常用的控制系统基本上有2种方式:

1)由工业化一体工作站结合各种数字量或模拟量输入输出板卡组成,该系统可发挥工控机的强大优势,采用高级语言编写更为复杂的执行或监控程序,用于数据采集PCI系列板卡具有很高的采集速度。国内研制开发的BH1型低压铸造计算机控制系统、T482型低压铸造控制系统都采用此种结构;

2)由PLC控制装置与触摸屏或工控机组成上下位机结构的控制系统,PLC大多采用德国SIEMENS或是日本MITSUBISHI公司产品,作为下位控制机,完成设备的顺序动作控制,工控机或触摸屏作为上位监控管理机,实现对设备的运行状况监控以及参数设置修改、数据保存与处理等功能。

2.2 反重力气控技术的发展

人们在反重力铸造装备的研制过程中不断探索,寻求更适合于反重力铸造装备使用的专用调节阀。例如,电气比例阀、直行程电动调节阀也在反重力铸造装备中得到了应用。数字化技术的发展给人们带来了更大的想象空间。德国GIMA公司率先在反重力低压铸造装备中使用了数字组合阀,开发出了专用BAC系统,取得了很好的控制效果。近些年来,国内的反重力铸造装备研制单位也开发了具有自主知识产权的反重力铸造专用数字式组合阀,并在不同种类的装备技术中得到了应用,取得了很好的使用效果。数字式组合阀技术的运用,计算机可直接采用数字信号进行控制,调节阀的不同流量状态可实现阶跃式调节,从而提高了控制系统的压力控制精度。

3 结束语

综上所述,反重力铸造装备技术在当前生产实践中已经得到了广泛的应用,且随着计算机技术水平的不断提升,反重力铸造装备技术已经能够实现自动化、远程化动态监控,能通过计算机软件技术来对铸造工艺进行控制,确保装备与铸件的铸造质量,使铸造工艺过程随时处于最佳状态,切实保证铸件质量。在本篇文章中,笔者对反重力铸造技术的种类作了分析,探讨了低压、差压与调压三种铸造技术的原理和特点,并展望了反重力铸造装备技术的未来发展趋势,得出一系列结论,希望对同行工作有所帮助。

铸造技术范文3

关键词:技术创新;铸造企业;创新战略

中图分类号:F120.3 文献识别码:A 文章编号:1001-828X(2015)024-0000-01

自2000年起,中国铸件生产总吨数首次超过美国,并且此后一直处于世界前列。从数量上看,中国现在可以说是世界铸造大国。但我国铸造业仍存在对少数价格昂贵、技术含量高的高端铸件依赖进口,自主创新能力弱以及铸件质量低品质不高,经济效益差,能源、材料消耗高,废品率高、工艺出品率低,劳动条件差,环境污染严重等问题。中国还远远算不上是铸造强国。

一、我国铸造企业技术创新存在的问题

(一)企业的现状制约铸造企业的技术创新

据2000年统计数据,中国9374个国有铸造企业年产1395万吨铸件,平均产量约为1500吨。其中年产300吨以下的企业约占三分之一,年产300-5000吨的企业占半数以上。现实情况表明,铸造中小企业占据着统治地位,生存仍是铸造企业的头等大事,技术创新等发展战略没能得到应有的重视。

(二)企业的综合实力影响技术创新

设备老化,冗员过多,尤其近年来金融风暴的影响,一些企业生产经营陷于困境,大多处于亏损状态。综合实力与国外知名铸造企业相比悬殊较大,技术创新力量不足。

(三)发达国家铸造业技术创新能力仍然强大

虽然自2000年以来,中国铸件产量一直在持续上升,但以美、日、欧为代表的铸造强国的铸件总产量丝毫没有减少,依然保持着强大的竞争力和持续发展的能力。

二、技术创新的不同类型

推进技术创新对企业发展的意义不可小觑,能够在企业形成特有的核心竞争力上更胜一筹,使企业的优势明显区别于竞争对手。技术创新的类型主要有:

(一)重大的技术创新:即革命性创新、根本性创新

革命性创新往往能形成企业专有技术,对企业竞争优势的形成所起的作用影响重大。如日本正在研究的3D打印技术在铸造模具业的应用就是一项革命性创新。

(二)渐进型技术创新:是指对现有技术进行局部改进所产生的技术创新

绝大多数的创新是渐进的,如江铜集团德兴铸造公司在铸件热处理生产工艺上,将传统的水淬、油淬方法,改进为余热淬火,现在正在与上海交大合作试验水空交替热处理工艺。

(三)持续型技术创新:是企业通过持续不断的技术创新,打造核心产品以提升核心竞争力

为不断满足铸件用户压缩生产批量、提高铸件精度、频繁更换模板的发展趋势,二十一世纪知名铸造企业在造型机械上持续创新。德国KW公司在铸造造型机上领先跨跃,高压造型机的砂箱尺寸已经达到2900mm×1700mm×500mm/500mm,还可做到5000mm;日本新东公司V法生产线最大砂箱尺寸更可达10000×2000mm。丹麦DISA公司生产的240垂直分型无箱造型线近1吨的砂型重量,生产率可达250型/小时。

三、铸造企业技术创新战略的探索

中国经济正在转型型,铸造业在全球的比较优势逐渐降低,研究技术创新类型部署技术创新战略,在企业未来的发展中将扮演越来越重要的角色。

(一)模仿创新战略

模仿创新战略是一种风险较低的战略。结合我国铸造企业技术力量不足、装备相对落后、资金不够充足的实际,推动技术创新应首选模仿创新战略。

上世纪九十年代,江铜集团德兴铸造公司在铸件造型工艺率先实施模仿创新战略,在国内同行真空负压V法造型工艺还处于试验阶段,引进设备并通过自主技术改进,成功应用该技术。V法铸造极大地减少粉尘,节约劳动力和极大了降低劳动强度,在浇注过程中有害气体少,真正实现环保生产。

模仿创新投资少,风险小,见效快。现阶段,模仿创新较符合我国铸造行业现实。

(二)联合创新战略

铸造企业采用联合创新战略可以更有效地利用有限的资金和技术力量,优势互补;可以缩短创新时间,分散企业创新风险。联合创新分为以行业为依托的联合模式和区域联合创新模式等形式,是铸造企业行之有效的创新战略。

1.以行业为依托的联合创新是利用行业协会的资料、人才、技术等优势,与高等院校、科研机构等联合开发可以取长补短,降低创新风险。江铜集团德兴铸造公司与上海大学、西安交大、北京农科院等建立了长期的合作关系,提升联合创新能力。

2.区域联合创新是由政府牵头,产学研联合,以推动区域科技进步和经济发展为目标。江西铜业集团(余干)锻铸有限公司就是由地方政府牵手,在南昌航空大学等院校的技术支持下,江西铜业集团及其所属主干矿山德兴铜矿对标世界一流战略目标的产物,2012年建成投产,填补了江西省锻球产品的空白。

(三)与知名企业合作创新战略

铸造产品种类繁杂,知名企业为了获得规模经济效益,必然要摆脱“大而全”的生产体制的桎梏,寻找合作伙伴。江铜集团德兴铸造公司把国内先进铸造企业作为目标,借力江铜集团通过加大装备国产化进程,凸显核心技术优势之机,与国际上著名的专业铸造公司比利时马克托公司、“中国工业的脊梁,重大装备的摇篮”中信重工建立了相互信赖、共同发展的关系,不断增强自身的实力,作用日益显现。其一,起到防御作用;其二,追赶同行;其三,保持了市场份额。

(四)自身持续创新战略

实力雄厚的大企业由于在人力、物力、财力等各方面都具有中小企业不具备的优势,在创新上能巨额投入,对于失败也具有较高承受能力,因此在创新活动中具有强大优势,而且创新一旦成功,也容易在市场上产生巨大反响而被引为标杆。而我国铸造业以中小企业为主,自身特征相似,在资金、人才、技术上存在诸多薄弱环节,企业只有以消费者需求为导向,坚持持续创新才能立于不败之地。

我们有理由相信,随着技术创新不断得到重视,加上我国铸造企业自身的战略眼光,实现“铸造强国”梦指日可待。

参考文献:

[1],著.企业核心能力与技术创新战略[M].上海中国金融出版社,2004,8.

铸造技术范文4

[关键词]壮族;铜鼓;铸造技术;传承

[作者]吴伟峰,广西博物馆馆长、副研究馆员。南宁,530022

[中图分类号]J5 [文献标识码]A [文章编号]1004-454X(2008)01-0192-005

壮族先民是最早铸造和使用铜鼓的族群之一,从春秋到明清时期乃至现代,一直在使用铜鼓。但是,由于民间对铜鼓的铸造技术有“秘不外传”和“传男不传女”之规约,所民,明清以后,铜鼓的铸造及其技术逐步消失或失传了。

近代以来壮族及其他民族民间使用的皆为传世铜鼓,而且多是晚期的麻江型鼓。经过数百年的变迁、收缴或长期使用,如今破损严重,数量日趋减少;广西南丹白裤瑶族在丧葬的仪式中都要敲铜鼓,据南丹里湖生态博物馆课题组的调查,在所参加的六次丧葬仪式所观察到的约100余面铜鼓中,近一半有不同程度的破损。蛮降寨一陆姓人家收藏的5面铜鼓,分别叫米水、米漏、米土、米麦、米姐(音译),鼓面都有不同程度的裂痕,没有一面是完好的。那坡县念毕彝族在跳弓节使用的两面铜鼓,均已破损。由于世传的铜鼓有减无增,因此,铜鼓这一宝贵的历史文化遗产已面临失传、消失的境际。

据研究,铜鼓的铸造年代最晚到清代中晚期,也就是说,民间铸造铜鼓活动在清代以后就已经停止,铸造技术也随之失传。20世纪80年代以来,国内外有关部门的专家和技术人员,都在为铜鼓的复制、研究失传的铸造工艺进行探索与试验。1982年,广西壮族自治区博物馆、云南省博物馆与北京钢铁学院冶金史研究室(今北京科技大学冶金与材料史研究所)合作,对类型92面铜鼓取样,分别采用原子吸收光谱分析和金相检验的方法,对这些铜鼓的合金成分及金属材质进行分析,同时对每面铜鼓的体形大小、器壁厚薄、鼓高与鼓身最大径的比值等进行精确的测量。(1)其分析、测量的数据公布之后,被研究这一领域的许多学者所采用。同时,一些学者根据古代铜鼓表面遗留的痕迹,分析了铸造工艺,认为制范面的泥料是经过研磨、筛选或淘洗的细泥配制成的;大多数铜鼓暴露有芯垫,其中的冷水冲型、北流型、灵山型等采用方形芯垫;冷水冲型、北流型和灵山型鼓的绝大多数鼓身两侧各有一条合范缝;北流型、灵山型,大多数冷水冲型浇口设在鼓侧的范缝上,缝隙式浇注,使青铜合金熔液沿着铸型自下而上通过缝隙浇口由两面注入模腔,液流顺畅,充填迅速。根据对铜鼓镶嵌痕迹的分析,可知铜鼓的立体蛙饰和其他饰物以及一部分鼓耳应是采用失蜡法铸造。这些装饰与鼓身的结合,应是用多块范组合的浑铸法,使它铸接到鼓体上。根据这些研究成果,得知古代铸造铜鼓的方法有:

(一)泥型合范法。其工序主要有:

1 制模型

首先用木料做成一个鼓形木模作为范芯骨架,然后敷以掺有谷壳的粗泥料作范芯的底层,再敷上掺有草灰、牛粪的细泥料作表层,使表面光滑并且有较好的透气性和退让性。最后,捏塑四个实心耳安在耳的部位。

2 翻外范

先在泥模型鼓表面涂以牛油,防止粘连,然后分块(面范一块、身范二块或面范一块、身范四块)敷以细泥料和掺加草盘、麻丝等的粗泥料,形成外范,在外范上按设计留好浇口,拆开外范后在范面刻印花纹。

3 做芯范(内模)

鼓芯范是由泥模型鼓减薄而成,其做法是在泥模型鼓周身嵌入一定数量的铜芯垫,然后按芯垫印痕厚度刮去一层泥料,并磨光即成。

4 合范

第一种是鼓面向上的台范;第二种是足沿向上的合范。合范后,用泥把各条范缝封严,并以绳索把整个范绑扎紧,经低温烘烤,使泥范中的水分蒸发,干透硬化。

5 浇注

先将鼓范烘烤预热至600℃左右,然后从鼓面中央或足沿的浇口杯内注入台金熔液,使之进入型腔。

6 拆范及整理 浇注之后,拆开外范,取出内范,锯凿掉浇冒口,清除内外壁上的泥料,修饰花纺及立体装饰物,使铜鼓表面光滑,花纹清晰。

7 定音

铜鼓作为乐器,对音质有严格的要求,必须请专门鼓师进行调音,调音准确后,则可使用。

(二)失蜡法,其工序是:

1 塑制芯范

先做一木模型鼓为底衬,敷以粗细两层泥料,用刮板做成芯范。

2 塑制蜡模

首先在芯范上敷蜡并按设计厚度均匀地刮平,然后在蜡面上制花,形成与铜鼓一样的蜡模型鼓。

3 塑制外范

把细泥敷在蜡模上做外范,各块都要均匀填实,以保证铸型轮廓和花纹的清晰,又在细泥外敷上一层粗泥料以增加强度。制范时注意在鼓面中心太阳光体处留出浇口,在蛙的眼位穿出气孔,在足沿留出蜡口,使外范成为一个浑然一体的完整铸范。

4 化蜡

用小火烘烤化蜡,蜡从足沿出蜡口流出后空出型腔,选就是浇铸鼓体的空间。

5 浇注、拆范和修整

与泥型合范法基本相同,不过拆范时要特别小心留意,以免损伤了立体造型装饰,拆范修整后便竣工了。

据一些学者判断,冷水冲型、北流型、灵山型及部分石寨山型等体形较大的铜鼓可能采用了蜡模泥范法。它采用了泥型合范与失蜡法两者的优点,其工序与失蜡法大体相同。也是先做芯范,然后做蜡模,但不同的是不在蜡面上刻印花纹,而是在泥制外芯上压印花纹。

一些专业的研究部门进行了铜鼓的复制和仿制工作。北京科技大学冶金与材料史研究所就将之运用于具体的铸造实验,结果铸出了一批麻江型铜鼓。1998年,该研究所李延祥博士对一些铜鼓作了调音之后,将其中的四面寄至广西河池市文物管理站,委托文物管理站将这些铜鼓携至乡下。和民间传世铜鼓进行比较,以检验其质量。文物管理站将这几面铜鼓拿到东兰民间,也拿到河池市的铜鼓山歌艺术节,经过群众一年多的使用,他们对这些新铸铜鼓作出如下评价:外观与传世铜鼓大致相同;鼓壁太厚;与同尺寸的传世铜鼓相比,新铜鼓的重量要超过7公斤以上;声音传不远;与传世铜鼓一道使用时,在鼓旁边可以听到新铜鼓的声音,但稍一走远就只听到老铜鼓声,听不到新铜鼓的声音;声音余音不长,平均要比传世铜鼓短十二、三秒。

上述几个问题中,最核心的问题是鼓壁太厚,其它不足皆因此而产生。但是,要将鼓壁降至传世铜鼓的厚度,就必须在铸造时将内外范之间的间隙减小,但又会增加浇铸中所产生的气隔,给浇铸带来极大困难。2004年,该研究所又铸造出两面麻江型铜鼓,但壁厚依然如故,且音质反不如第一批铜鼓,说明这一问题确实是铜鼓铸造过程中的一大难题。

在这方面花费时间最长、投入人力、资金最多的是广西民族学院。1995年,广西民族学院万

辅彬教授领导的一个研究小组与广西壮族自治区博物馆、上海博物馆等单位合作,在上海博物馆用陶瓷型模试铸出一面麻江型铜鼓,但效果不佳。之后,他们在广西民族学院组建了中国第一个铜鼓铸造实验室,继续开展麻江型铜鼓铸造试验。在后来长达三年多的时间里,他们投入大量的资金及人力,先后铸造了十几次,但仅铸出两面铜鼓,没有完全取得成功。

上述铜鼓铸造试验,所运用的技术、方法,都是现代的,但铜鼓铸造的难题始终未能得到解决。值得指出的是,近年来,铜鼓的复制或仿制是一项比较热门的工艺,浙江、江西等一些乐器厂、工艺品制造厂相继进行铜鼓的铸造,取得一定的成绩,现在在不少的工艺品商场都有外观和传世的麻江鼓一样的工艺品铜鼓销售,但只是停留在学术研究和一般工艺品的层面上,仿制的铜鼓一直没有得到使用铜鼓的民族的认可。

近年来,河池市环江毛南族自治县上朝社区平治村板才屯韦启初、韦启叁兄弟,经过多年探索与试验,采用沙模铸造方法攻克了铜鼓铸造中的道道难关,于2003年成功铸造出形声俱佳的麻江型铜鼓。

上朝地处环江北部,与贵州省荔波县接壤。这里有着丰富的煤炭及铅锌矿资源,明代以来官方就一直在这里采矿、冶炼,民间铸造业十分活跃。久负盛名的环江铁锅,就出自这里。韦启初兄弟出生于铸造世家,祖、父都是铸造高手。特别是父亲韦政权(1916~1988)精于铸造,泥模、沙模及冶炼技术娴熟。1952年,韦政权因铸造技术高超,被上朝铁锅厂看中,成为该厂铸造技术员,在铁锅厂工作达十年之久。韦启初兄弟从小耳濡目染,初中毕业时,就已学到父亲的铸造技术。1985年,韦启初兄弟在父亲指导下,开始了铸造生涯。先是用泥模、沙模铸造铝锅、铁锅,几年以后,转向铜九龙杯、双鱼铜洗的仿制,均获得成功,所仿制的双鱼喷水铜洗可以乱真。1993年,兄弟俩在一个贵州人那里见到一面铜鼓,被铜鼓的精美所吸引,从而萌发了仿制古代铜鼓的念头。回家后不久开始用沙模试铸,但因不成功而作罢。

沙模铸造是我国一种传统的铸造工艺,民间应用普遍。沙模铸造也称为“翻砂”,是将熔化的金属浇注入铸型空腔中,冷却凝固后而获得产品的生产方法。制造铁质铸件通常采用砂型。砂型的原料以砂子为主,并与粘结剂、水等混合而成。砂型材料必须具有一定的粘合强度,以便塑成所需的形状并能经受高温铁水的灼烧而不破损。为了在砂型内塑成与铸件形状相符的空腔,必须先用木材制成模型,称为木模。空心的铸件需要制成砂芯子和相应的芯子木模。有了木模,就可以翻制空腔砂型(俗称“翻砂”)。在制造砂型时,要考虑上下砂箱如何分开才能把木模取出,还要考虑铁水从何处注入,怎样注满空腔以获得优质的铸件。砂型制成后,就可以浇注,也就是将铁水注入砂型的空腔中。壮族民间多用此法来铸造犁头、铁锅等日常生产和生活用具。

2000年,韦氏兄弟再次投入铜鼓铸造的试验。从选沙到制模,进而到铸造的整个工艺流程,经过反复揣摩和多次试验,在历经数不清的失败之后,终于在2003年取得了重大突破,铸造出外观几能乱真的麻江型铜鼓。

韦氏兄弟铸造铜鼓的特色在于铜鼓模具,包括底座、外筒套、鼓身模、内筒套、鼓面模和模盖。特征在于圆盘底座纵向剖面呈“凸”形,圆筒状的内套筒竖直安装在圆盘底座的中央。筒身比鼓身模低,上端封口,鼓身模竖直安装在以内套筒为中心的“凸”形圆盘底座上。鼓身模块为两块,呈扇形对接围成。圆筒状的外筒竖直套接在“凸”形圆盘底座的凸肩上,其筒身比鼓身模高,由至少两块扇形外模块连接围成。模盖呈翻盖式,活动式连接在与底座相连的支架上,并与外套筒上端口相配接。

制作好模具,即可进行铸鼓。铸造程序如下:

1 将底座以及连接底座和模盖的支架平放在地上;

2 将内套筒竖直安装连接在圆盘底座的中央,由鼓身模块对接围成的鼓身模竖直安装在以内套筒为中心的“凸”形圆盘底座的凸台上;

3 将四块扇形外模块(鼓身外范)包住鼓身模,用螺栓连接扣将外模块拧紧安装好;

4 往鼓身模内、外由内套筒和外套筒围成的空隙倒入沙子并夯实;

5 将鼓面模平放在鼓身模端口,盖上模盖,并向模盖内充填沙子,在充填沙子时,在四个方位预留有浇铸孔;

6 沙子充填好后,翻起模盖,拆开外套筒,取出鼓面模和鼓身模,修补好外筒套沙模内壁、模盖底面沙模,并压制事先做好的各种铜鼓花纹图案;

7 再次装上外套筒模块,及模盖,从模盖的浇铸孔同时往内浇注铜水,直到注满为止;

8 冷却后,打开模具,取出浇铸好的铜鼓;

9 焊接鼓耳及鼓面立体装饰如蛙饰等,并对铜鼓进行外部、内部修饰并适当调音,对铜鼓进行表面旧化处理,使之呈现出古色古香的形态。

采用上述铸造方法的优点在于:

1 模具结构简单,操作方便易行。

2 模具散热性好,内套筒具有散热的功能,而用沙子做成的沙模,透气性能大大优于泥模,浇铸时能快速冷却,浇铸时间也大为缩短,气隔问题也易于解决。用这种方法铸造出来的铜鼓,壁厚与传世铜鼓相当,有的甚至比传世铜鼓还薄。

3 铸造的效率高、成本低,又方便快捷。与泥模、陶模相比,泥模的制作较复杂且干燥缓慢,耗时约半月。倘若浇铸失败,泥模即作废,又要重新制模,再让其阴干,才能再铸。采用沙模不仅效率高,而且工艺简便,从在底座上安装鼓心模具开始,到夯实沙子、刻印纹饰、浇铸,三个小时左右即可完成。若浇铸不成功,则可立即清理模具,重新装沙、夯实,几个小时后又可浇铸。沙子可反复利用,不象泥模那样用一次后就废弃不用了。广西博物馆委托韦氏兄弟铸造一面直径110厘米的大铜鼓,一个月就顺利完成了。

4 改进了传统的翻砂工艺,模具的各部件都可以用金属材料制成,因此模具是相对永久性的,可反复使用。当然,铜鼓的尺寸不同,模具的尺寸也不同。直径60厘米的铜鼓和直径110厘米需要制作不同尺寸的模具。

2004年,河池市文物管理站开始与韦氏兄弟合作,共同铸造麻江型铜鼓,其中文物管理站负责新铸铜鼓的造型、尺寸、纹饰布局、合金配比及音高的确定。在一年多时间里,已铸造出100多面麻江型铜鼓。这些铜鼓经南丹、东兰等地壮族、瑶族群众一年多的使用,证实完全符合他们的要求。

从2006年7月开始,韦氏壮族兄弟铸造的铜鼓不断增多,到11、12月,每月铸造40面左右,最多时每天可铸造4面麻江型铜鼓。12月29日南丹县里湖乡的白裤瑶族购回8面铜鼓,与原收藏的传世铜鼓进行敲击比赛,其中有一面是当地公认的鼓王,韦氏兄弟铸造的两面鼓经过四个小时的敲击比赛,从音量、音质方面等方面都优于铜鼓王。韦氏兄弟铸造的铜鼓主要销往广西和贵州两地。据2003、2004年南丹白裤瑶生态博物馆课题组观察统计,白裤瑶族在砍牛活动使用的铜鼓中,10面中有3、4面是韦氏兄弟新铸造的。到目前为止,广西的壮族、瑶族群众购买、使用韦氏兄弟铸造的铜鼓达200多面。贵州方面购买韦氏兄弟铸造的铜鼓也有200面左右。

在成功铸造麻江型铜鼓的基础上,韦启初兄弟又开始进行大型铜鼓的铸造试验。2006年5月,兄弟俩受广西壮族自治区博物馆的委托,为自治区文化厅铸造一面面径为110厘米、高60厘米的大铜鼓,作为中共广西壮族自治区委员会、广西壮族自治区人民政府的礼物,于2006年6月北京举办“广西文化舟”活动时赠送给中共北京市委、北京市人民政府。经过20多天的努力,在经历了两次失败之后,他们终于成功地铸造出这面大铜鼓。从而把自己的铜鼓铸造技术提升到了一个新的水平。此后用这个模具陆续铸造了四面直径110厘米的大铜鼓。

铸造技术范文5

 

由中国铸造协会主办,中国铸造协会艺术铸造分会承办,江苏省铸造协会、航天晨光艺术制像公司协办的中国艺术铸造第十届年会于2015年11月12~14日在江苏南京隆重举办,来自全国知名的50多家艺术铸造企业,80多名企业家、雕塑家及业界学者教授等出席了会议。

 

本届会议紧扣“科技创新和转型升级”的主题,围绕如何把握国家大力发展文化产业的机遇、如何紧跟“中国制造2025”和“互联网+”的行动步伐,探索艺术铸造行业企业如何主动适应当前经济发展的新常态,加快科技创新与转型升级,实现行业企业的可持续的发展。艺术铸造行业召开的这一次具有影响力的会议,对于推动艺术铸造行业企业的转型升级和持续发展具有十分重要的意义。

 

一、十届年会的主要议程

 

会议邀请了国家部委领导、行业组织领导及行业知名的专家学者、艺术铸造领军企业、艺术铸造上市公司、互联网+企业、文化品牌企业、营销渠道典型企业等,解读政策机遇、分享典型作法,大家从中得到了更多的启迪和思考。会议同期还安排了业界老专家进行现场技术交流、艺术铸造企业优秀作品评选等。

 

中国铸造协会执行副会长支晓恒代表中国铸造协会参加了本次会议。他在讲话中,首先谈到了对当前我国经济运行和发展基本态势的认识,介绍了铸造行业发展的相关情况,并强调艺术铸造行业是个特殊的行业,“十三五”期间必须要加快转型升级和技术创新步伐,重点要向市场差异化、向信息化、智能化、向绿色制造、向互联网+创新发展,特别要下力量培育现场制造的“大工匠”。

 

国家工信部工业文化发展中心副主任孙星以“推动工业文化发展的思考”为题,从理论层面系统地介绍了什么是工业文化,工业文化和文化体系的认识和理解,为什么要发展工业文化,工业文化发展的重点工作。特别是在国家大力发展文化产业大背景下,就国家工信部下步建设和发展工业文化顶层设计思路及重点工作进行了详细的说明和介绍,并就艺术铸造企业如何推动工业文化建设,发展文化产业提出了许多建设性的意见。

 

中国铸造协会专家工作委员会主任委员、原中国农业机械化科学研究院副院长张伯明以“现代工业革命与铸造业转型”为题,通过大量的典型案例和行业的数据资料,解读了在现代工业革命、中国制造2025、互联网、大数据等大背景下,艺术铸造企业如何转型升级和技术创新,如何推进信息化、智能化、绿色发展,提出了很好的意见和建议。

 

艺术铸造领军企业之一航天晨光艺术制像公司总经理糜朝华回顾了企业30年的发展历程,介绍了不同时期的重点工程项目和技术创新情况,让大家看到了一个国有企业技术创新与实力积累脉络,一个成为行业领军企业的奋斗历程。特别是在当前中国制造2025、互联网、大数据、及智能制造、绿色发展的大背景下,提出了航天晨光艺术制像公司未来中长期发展规划、目标和方向,在业界具有着典型意义和示范作用。

 

铜陵铜官府文化创意股份公司董事长赵敏作为艺术铸造行业第一家上市公司,重点谈了资本运作给企业运营管理带来的变化及企业如何利用资本市场实现更大发展路径;江苏祥狮艺术制品有限公司总经理胡文明介绍了企业市场渠道建设与运行管理的作法,提出了艺术铸造企业要充分利用互联网、企业重组、资源整合等模式实现变革转型;晋城市量子文化传媒有限公司董事长赵亮,介绍了企业不到三年的时间,从梳理地域文化资源开始,以文化创意产品,以文化构筑品牌,在较短时间让“泽州铁器”成为市场知名品牌。

 

二、“互联网+”与中国艺术铸造

 

在我国经济新常态条件下,中国的艺术铸造行业企业正面临着新机遇和新挑战。如何创业创新、如何转型升级、如何持续发展、已成为行业共同关注的热点话题。“互联网+”已成为艺术铸造发展的重要引擎,也为企业的发展开拓出新的发展模式与空间。通过这次年会,已经看到有许多企业已经迈出了很重要的步伐。

 

山西宇达青铜文化艺术股份有限公司(原山西宇达集团有限公司)是设计、制造大型青铜雕塑、青铜高端创意艺术品、青铜艺术品收藏品拍卖品、青铜旅游纪念品为主的大型青铜文化产业集团公司,也是中国艺术铸造的领军企业之一。目前已成为国家文化产业示范基地、全国工业旅游示范点、中国驰名商标企业、中国著名雕塑企业、中国艺术铸造产业基地、国家文化产业出口重点企业。宇达公司已经借助“互联网+”建设青铜雕塑电商平台,做出有益的探索。2013年,宇达公司率先入驻敦煌网电商平台,为开拓国际市场先行一步;2014年,宇达天猫旗舰店正式上线。拉开了青铜艺术品电商新序幕;2015年,宇达又在国内最大的艺术品网站——雅昌艺术网开设了唯一的青铜雕塑频道《宇达青铜雕塑频道》……宇达还在不断探索与尝试“互联网+”“文化产业+”模式与渠道。

 

三、数字化制造技术与艺术铸造的转型与升级

 

数字化制造技术已经深刻地冲击、引导着艺术铸造传统的制造技术的转型与升级。艺术铸造中小件模型的制作已经进入了数字化制作时代。中小件模型的数字化制作技术主要指三维扫描,3D打印技术。3D打印技术,是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印机则出现在上世纪90年代中期,即一种利用光固化和纸层叠等技术的快速成型装置。它与普通打印机工作原理基本相同,打印机内装有液体或粉末等“印材料”,与电脑连接后,通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来,最终把计算机上的蓝图变成实物。大大的提高了中小件模型的制作速度和精度,同时也有利于模型的数据化保存。

 

总之中国艺术铸造在经济新常态下一定要借助“互联网+”和数字化制造先进技术,快速实现产业的转型与升级,实现行业的可持续健康发展。这是中国艺术铸造第十届年会带给我们有益的启示。

铸造技术范文6

关键词 反重力;PLC控制;PID;参数

中图分类号:TG249 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)13-0108-01

在铸造生产中,反重力铸造液面加压控制系统的精密度与性能是制约高品质铸件、大型铸件以及复杂薄壁的铸件质量的最重要因素之一。具有强调节能力、自动补偿能力的液面加压控制系统能够有效预防其内部与外部干扰。随着工业计算机在控制系统中的广泛应用。反重力铸造液面加压控制系统自动控制及自动操作的性能越来越强,大大提升了铸件质量。

1 反重力铸造装备液面加压气控系统的组成

反重力铸造压力控制系统有两大核心部分组成。一是现场控制系统SIEMEN S S7-200(CPU224);二是工业控制计算机远程监控系统。辅助部分主要有数字组合阀。其动态精确控制是通过闭环PID+ 模糊控制实现。

为了提高重力铸造的可靠性,PLC同时控制系统流量调节执行机构及电控截止阀。为了预防电控系统出现故障,在多功能反重力铸造装备气控系统的集成中添加手动阀;这样可实现三种功能:同步建压、充型压差的形成、系统排气。

图1中DV01、DV02是调节执行机构,DV01其功能有两个,一是执行低压铸造,二是是铸造液面加压的流量进行调节。DV02的功能主要是对差压铸造液面加压的流量进行调节。JL01的功能是执行调压铸造使时对同步建压压差的节流阀进行调节;JL02执行差压铸造功时对同步建压压差的节流阀进行调节。JY是减压阀,AQ01~AQ05是电控气动球阀,其作用用于流量截止。此反重力铸造装备液面加压气控系统与PLC连接后,自动操作与手动操作均可实现。

图1 液面加压气控系统原理

2 反重力铸造控制系统下位机程序的设计

在反重力铸造中,PLC作为下位机实现现场采样、处理与控制输出等功能。其稳定性对铸件品质起决定性作用。根据PLC运行特性,结合反重力铸造过程中液面加压运行状况,将主程序设计为循环检测程序模式。

PLC系统开始运行时,首先执行第一次循环,对逻辑位初时化与外循环主程序环节进行指令控制。PLC系统再次循环时,不在对逻辑位初始化部分进行指令控制,只对外循环主程序环节进行指令控制。当PLC系统检测到机械设备动作到位时,开始浇铸。PLC系统程序只运行于内循环主程序。

3 反重力铸造控制系统液面加压自动监控程序的设计

在自动监控程序中,监控子程序是最重要环节。在浇注生产时,首先以给定工艺曲线当参考值;并调用定时中断程序中的采样、PID输出、模糊控制等子程序,对组合阀的开度,气流量进行调节;控制金属液,使得浇铸过程顺利进行。其次是当金属液充满之后,立即增压,使其达到预定压力并进行保压。三是当到保压时间达到预定的效果后,系统可以进行自动排气。

当控制系统发生故障时或险情时,操作人员可以根据情况立刻按下紧急停止按钮,这样子程序就被优先启动,完成自我保护。包括关闭进气阀启动,排气阀打开等功能。

4 反重力铸造控制系统上位机监控界面的设计

1)组态界面内核的设计。控制系统的执行机构和信号输入均有PLC发出指令进行控制,因此设计PLC程序时,需要对上位系统的组态进行定义,其变量与PLC对应。同时为了记忆方便,提升程序的可维护性,在对PLC的内部地址与I/O变量分配地址时,要建立对应的标记名,对应的地址存放于InTouch的“标记名字典”项目中。在填写不同区域的内容时,要对内容进行严格的种类划分。

2)参数设置界面。反重力铸造设备工作时可能涉及到的有用数据,因此工艺参数设置要具有加压工艺参数、特性控制参数、PID控制参数以及操作人员信息等多项内容。其中加压工艺参数以下几项:一是用于差压或者调压工作模式的同步压力;二是在熔体升液管中的上升速度的升液速度;三是在熔体完成升液过程的升液压力;四是在熔体型腔中的上升速度的充型速度;五是熔体到达型腔项部时的压力的充型压力;六是充满铸型到铸件表面凝固结壳的结壳增压速度;七是铸件在压力下结壳压力增量的增压压力;八是充满铸型到铸件表面凝固结壳时间;九是结晶增压速度;十是结晶增压压力以及结晶时间、熔体密度和阻尼系数等。

3)过程监控界面与数据管理界面。多功能反重力铸造设备的过程监控界面是系统控制的核心界面。在设计中,要满足以下记得条件:一是现场操作人员可以随时切换监控流程种类;二是为预防浇注过程中发生误操作现象,监控界面安装操作相关功能的按钮,确保安全生产。数据管理界面的过程能够对已往保存的压差、温度等数据。

4)故障定位界面。故障定位界面包括模拟量输入与开关量输入输出检测两大部分,主要功能是日常维护控制系统硬件故障。

5 PID控制器参数整定与算法在PLC中的组态中的实现

PID控制器结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便,因此反重力铸造液面加压控制系统得控制可选用PID控制器。反重力铸造液态成形时,其压差信号变化速度非常快,再加上其运行时间仅仅几秒至几十秒。但铸件成型过程较长,PID独调节不能及时跟上,PID参数调整不能解决快速累积计算的工业计算机的与充型介质流动滞后出现的问题。干扰和参数变化对控制效果影响大,而模糊控制系统则可减弱以上不足。本文对PID计算结果进一步模糊化优化,系统响应速度大幅提升,调节时间明显减少。

6 结束语

总之,LC控制技术在反重力铸造装备中的应用愈加广泛,逐步向集成化、自动化等、远程在线化及时监控等功能。本文控制机和PLC实现了反重力铸造装备的上下位控制设计,反重力铸造装备系统整体的可靠性大大提升。

参考文献

[1]邱风斌.中国铸造业所面临的环境分析及发展思路[J].经济师,2005(01):261-262.

[2]李永圣,陈彤刚.前进中的中国铸造业[J].铸造技术,2004(01):5-6.

[3]王猛,曾建民,黄卫东.大型复杂薄壁铸件高品质高精度调压铸造技术[J].铸造技术,2004(05):353-358.

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