铸造技术论文范文1
【关键词】反重力铸造；装备；工艺原理；应用；发展
铸造技术盛行之后，反重力铸造技术在实际生产中的应用变得广泛，为装备技术的发展提供了良好条件。反重力铸造属装备技术的一种，具有铸造成本低，铸造效率高，有效改良铸件质量等特点，可推广应用到薄壁构件生产中。基于反重力铸造技术在装备生产中的重要性，笔者现结合反重力铸造技术特点，对反重力铸造技术的应用现状进行研究，详细内容如下。
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。
【参考文献】
[1]蔡增辉，郝启堂，李强，李新雷.反重力铸造液面加压系统的自调整比例因子模糊控制[J].铸造，2010（03）.
铸造技术论文范文2
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
铸造技术论文范文3
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;
铸造技术论文范文4
会议邀请函
尊敬的 先生/女士：
您好!
我们很荣幸地邀请您参加将于5月15-16日在北京21世纪饭店举办的第28届联合国粮食及农业组织亚太地区大会非政府组织磋商会议。本次会议的主题是：从议程到行动继非政府组织粮食主权论坛之后。此次磋商会议由联合国粮农组织(FAO)和国际粮食主权计划委员会亚洲分会(IPC-Asia)主办，中国国际民间组织合作促进会协办。届时，来自亚太地区80多个民间组织的100余名代表将参加会议。本次会议宣言将在5月17-21日召开的27届联合国粮食及农业组织亚太地区大会上宣读。
本次会议的主要议题包括：
1.亚太地区粮食和农业领域的非政府组织如何在地区和国家层面执行全球行动议程/公民社会战略。
2.亚太地区粮食和农业领域的非政府组织如何根据目前形势确定今后行动的参与者。
3.参会机构起草非政府组织建议书提交给第27届联合国粮食及农业组织亚太地区会议，继续呼吁维护农民的利益。
真诚地期待着您的积极支持与参与!
会议邀请函范文
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(201x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颁奖活动。
会议邀请函模板
伴随着流动性紧缩政策的持续，房地产调控在经历了限购、征收房产税一系列政策调控后，房价仍没有明显下降。而4月份房地产开发投资额累计增速高达34.3%，远远超过20xx年以来的平均水平。现在，我们更关心的是，房价会降吗?房地产企业现状如何?房地产市场是否会面临更多调控政策?
我们特邀各位嘉宾和我们一起讨论。
主办单位：xx公司
会议地点 北京国际饭店会议中心 二层多功能厅8号
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关键词：虚拟仿真；砂型铸造；金工实习；机械制造技术
虚拟仿真技术是21世纪信息技术的代表，它的互动性和逼真性有望给传统教学方式带来革命性的升级[1-5]。教育部2018年4月18日印发了《教育信息化2.0行动计划》，明确提出加快面向下一代网络的高校智能学习体系建设的智慧教育创新发展行动，其中示范性虚拟仿真实验教学项目是重要的载体[6]。目前，虚拟仿真技术在冶金教学方面已有不少成功引用的案例[7-9]。本文通过构建金属砂型铸造成形虚拟仿真实验平台，以交互式的虚拟三维模型，引导学生熟悉砂型铸造的步骤、工艺及质量分析等，以期探索虚拟仿真技术在金属成形实践教学中的应用方式，为教学模式的革新提供借鉴。
一、平台架构及操作
平台架构虚拟仿真实验平台采用Unity3D制作，平台架构如图1所示。置入不同模具（零件），学生根据所学知识选择浇铸系统与分型面，确定成形工艺，按照步骤执行，仿真最后铸件成形质量，反推成形工艺对成形质量的影响，总结出影响铸件质量的关键因素，生动、快速理解液态金属成形技术要点。虚拟仿真砂型铸造交互操作分为13个步骤：安放模具，用鼠标将所选零件放置于砂箱内；填砂紧实，通过控制铲子，将型砂填入砂箱，并用压头压实；修整，控制模板，将型砂抹平；翻转下砂箱，控制下砂箱，将其翻转；修整分型面，撒上分型砂；放置上砂箱，控制浇口棒放于合适的位置；填砂紧实，控制铲子，用型砂填满上砂箱；修整，控制模板修整；插通气孔，用针在合适位置布置通气孔；拔出浇口棒，并分开上下砂箱；起模，用针起模；修型，挖内浇道；合箱，将上下砂箱合上，开始浇筑。学生首先在模具库中选择要铸造的零件，每种零件对应有1种或多种成形工艺方案，选择完成后进入交互场景。场景中有上下箱体、铲子、刮刀、型砂、木板、模具等，学生用鼠标点击工具可进行拖动与操作，场景中有文字提示，可引导学生操作。主要面向机械设计制造及其自动化、车辆工程、机械电子工程、工业工程等机械类及近机械类专业的二、三年级本科生开设。在使用该虚拟仿真实验平台前，要求学生已经修习了机械制图、金属工艺学等课程内容，已经熟悉和掌握相关专业知识。
二、特色与创新
平台特色液态金属成形实验涉及高温金属，学生必须在充分掌握成形技术后方可实际操作，难以做到铸造零件的多样性，也难以做到浇铸系统和分型面选择的多样性。因此，本平台采用虚拟动画，选择不同零件，根据不同零件设置不同成形工艺，最终得出铸件，仿真铸件的质量，并进行质量分析，反推工艺参数的确定。软件经过编译后，可在个人电脑安装程序，对电脑配置要求较低，目前市面主流配置的电脑皆可流场运行。该教学方法的创新具体体现在以下三个方面。首先，实现理论课堂和实验教学的结合。采用所开发的虚拟仿真实验平台，在理论课堂可方便进行实验操作，打破了传统实验教学与理论课堂的脱节现象，实现了理论和实验教学的紧密结合。其次，实现课堂翻转，使学习的决定权从教师转移给学生。采用该虚拟仿真实验平台，学生可以在渲染的虚拟信息指导下进行实验操作，多样的互动性使学生迅速理解机构的工作原理和特性等，促使主动学习。第三，实现虚实融合互动的机构虚拟仿真实验教学。采用该虚拟仿真实验平台，可在真实的环境中通过交互操作来实现虚实融合的实验体验，克服了传统纯虚拟仿真实验教学存在的脱离实物、不能进行实践教学的现象，易使学生从被动的接受者转变为主动的学习者。完成实验步骤后，通过铸件质量的仿真及质量分析，提供铸件成形工艺的判断，可视化的评判，使学生更易发现问题所在。传统的实验教学提升了材料成形技术基础和金工实习中液态金属成形的教学效果，但仍然存在零件多样性差、工艺单一的问题。本项目在此基础上，借助虚拟仿真技术，通过虚实融合实现自然的人机交互，提供了更智慧化的学习环境，是对传统虚拟仿真实验教学的延伸。该虚拟仿真实验平台，提供多样化的零件及成形工艺，为学生提供了一个不受时间、空间限制的智慧化学习环境，并且实现了理论课堂和实验教学的结合，是对传统的实验教学的拓展。使用该辅助教学平台后，采用不记名问卷调查方式，统计学生主观评价。83.3%学生认为，该虚拟仿真实验平台有助于快速熟悉砂型铸造的工艺流程。75%学生认为通过平台的使用，加深了对金属铸造成形知识点的理解。87.5%学生认为该虚拟平台增加了学习的趣味性。66.7%学生认为用过平台的使用增加了对课程的和专业的热爱度。在意见或建议一栏，学生主要反馈模型数量偏少，操作流畅度需要进一步提升。从调研结果来看，虚拟仿真在金属铸造成形中有较好的应用效果，大部分学生对互动教学内容感兴趣，加深了对课程教学内容的理解，拓展了铸造知识面，有助于实习的顺利进行。调研结果表明，虚拟仿真技术在金属成型技术的教学中有较大的应用前景。随着模型库的扩展，本平台可逐步实现复杂零件的砂型铸造演示，并可向其它铸造工艺拓展。
三、结语
铸造技术论文范文6
关键词：铝合金半固态成形
0前言
半固态加工技术主要应用于汽车零件制造方面，另外，在军事、航空、电子以及消费品 等方面也进行了产品开发。多数情况为铝、镁合金的半固态压铸、模锻以及注射成形。所谓半固态金属加工技术即在金属凝固过程中，进行剧烈搅拌，将凝固过程中形成的枝晶打碎或完全抑制枝晶的生长，然后直接进行流变铸造或制备半固态坯锭后，根据产品尺寸下料，再重新加热到半固态温度，然后进行成形加工。金属半固态成形技术（Semi-solid metal forming，简称SSM）是在20世纪七十年代由美国麻省理工学院学者M.C.Flemings等人首次提出，该技术具有高效、优质、节能和近终成形等优点[1~3]，可以满足现代汽车制造业对有色合金铸件高致密度、高强度、高可靠性、高生产率和低成本等要求，因此倍受汽车制造厂商以及零部件配套生产厂商的重视。
1.半固态成形工艺
半固态金属加工技术主要有两种工艺：一种是将经搅拌获得的半固态金属浆料在保持其半固态温度的条件下直接进行半固态加工，即流变成形（Rheoforming）；另一种是将半固态浆料冷却凝固成坯料后，根据产品尺寸下料，再重新加热到半固态温度，然后进行成形加工，即触变成形（Thixoforming），后者在目前的生产条件下占主导地位。通常铝合金的半固态加工技术主要有三道工序：半固态坯料的制备、二次重熔和触变成形。触变成形作为半固态加工技术的最后一道工序，是影响半固态成形件组织和性能的关键工序，直接影响着半固态成形件的组织和性能。半固态金属加工技术可分为半固态金属铸造法和锻造法。
1.1半固态铸造工艺
半固态压铸工艺是目前半固态金属铸造成形的主要成形工艺。半固态铝合金压铸是将半固态坯料二次加热至坯料组织恢复到40％~60％球状初生固相颗粒和共晶液相共存的固液混合态，随即用夹持工具夹持到压铸机压射室中压铸成形。
半固态压铸工艺与普通液态铸造相比具有许多明显的优点：①铸件的凝固收缩减小，铸件尺寸精度高、外观质量好，减少了机械加工量，甚至可以得到无机械加工余量铸件；②提高铸件力学性能。③消除了常规铸件中的块状晶和粗大树枝晶，铸件组织细小、致密，分布均匀，不存在宏观偏析；④金属充型平稳、无湍流、无飞溅，而且充型温度低，延长模具寿命；⑤简化铸造工序，降低能耗，改善劳动条件，由于凝固速度快，生产率也得到提高。
1.2半固态锻造工艺
在国内生产汽车铝轮毂工艺基本上为低压铸造方式，但对于大尺寸轮毂，必须以非铸造方式生产的轮毂。目前，锻造铝轮毂以载货车和大型客车铝轮毂生产为主。半固态锻造工艺，是指坯料在半固态下也就是在含有30％～50％液体状态下在专用锻压机上一次快速成形。此法的关键是必须制取细小的均匀的球形晶粒坯料，然后按所需质量锯切成锻造坯料，在自动控制加热温度的炉内加热到半固态，由压力机一次压制成型。
锻造半固态金属可以在较低的压力下进行，这使得一些传统锻造无法成形的形状复杂构件可以在半固态金属锻造方法来生产，半固态锻造可以成形变形力较大的高固相率的半固态材料，并达到一般锻造难以达到的复杂形状。而且，可以用于制造用普通锻造难以成形的许多超合金，有可能用半固态锻造技术制造出特殊材料的耐热零件。半固态锻造是在由计算机控制的自动化生产线上进行，具有生产率高、再现性强、尺寸精密、切削加工量少等优点，此工艺方法应该是我国汽车铝轮毂生产的新途径。
2半固态成形技术应用现状
自金属半固态成形加工技术概念出现30多年的时间以来，得到国际上广泛关注，并已成为当今最活跃的研究领域之一，在一些工业发达国家已开始应用于汽车制造业，进入商业化生产，并展示出更为广阔的应用前景。从1988年开始，美国的AEMP公司（Alumax Engineered Metal Process），为Bendix牌小轿车生产了250万件铝合金主制动缸，为Ford汽车公司生产了250万件铝合金压缩机活塞，其成品率几乎为100%[4~5]。到上世纪90年代，世界上很多大的汽车制造商都开始大规模采用半固态技术生产的汽车零部件。半固态成形技术的主要市场是汽车工业，成形工艺以铝合金的触变成形为主。目前，用半固态成形技术生产的汽车零件包括刹车制动筒、转向系统零件、摇臂、发动机活塞、轮毅、传动系统零件、燃油系统以及汽车空调零件等，已经应用于一些名牌轿车上，取得良好的经济效益。我国制造业，尤其是汽车、摩托车、机械等行业的快速发展，将为半固态技术开辟广阔的市场。中国汽车工业的高速发展将为国内带来大量产品的国产化要求，特别是随着环保和质量要求的提高以及工业发达国家将能耗相对较高的制造业逐渐向发展中国家转移，客观上为半固态技术在我国的发展提供了契机。半固态成形法是目前铝合金零件成型的先进技术，国内对这种技术的研究起步较晚，实际应用得很少。
3. 半固态成形技术的发展趋势
半固态加工技术虽然在国内外都有较多的研究，我国在半固态金属成形技术领域的研究和国外相比还相对落后，甚至在某些领域还是一片空白，为了国民经济的发展，特别是我国汽车工业的发展，提高我国汽车工业的水平和在国际市场上的竞争能力，需要采用各种新工艺和新材料来装备我国的汽车工业，而推动半固态金属成形技术在汽车工业中的应用是目前的关键。就国内外目前的研究现状来看，半固态金属成形技术的发展动向如下：
（1）触变成形存在产品成本高；生产过程控制任务重；设备投资大等缺点。而流变成形具有流程短、能耗低、设备投资小、连续性强、生产率高等优点，于是流变成形的研究和应用目前重新成为半固态加工技术领域的热点，更多的研究人员会转向金属的半固态流变成形理论和应用方面的研究，以降低半固态产品成本，节约能源。
（2）目前国内外已经开发出了半固态成形过程数值模拟软件，但应用范围受到很大的限制。因此充分利用计算机技术，对流变成形和触变成形过程进行计算机模拟，促进半固态金属成形的理论研究将是另一热点。
参考文献
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