传统铸造工艺精选(九篇)

第1篇：传统铸造工艺范文

关键词： 快速成型; 精密铸造; 激光选区烧结法

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2015.21.260

1 快速成型介入铸造领域，将产生全新的铸造工艺

快速成型有多种工艺，其中有一种激光选区烧结法（SLS）日趋应用广泛，本文将研究激光选区烧结法和精密铸造的联系，从而改进目前的精密铸造工艺，慢慢将当下飞速发展的快速成型的技术推广到传统精密铸造领域中。

2 快速成型中的激光选区烧结法，可用与铸造蜡模的制作

激光选区烧结法用红外激光器为动力源，使用的造型材料多种多样，但多为粉末材料。该法材料的选择范围广，材料的利用率高，成型速度比其他的快速成型速度快等优点。SLS工艺又称为选择性激光烧结，将材料粉末泼洒到产品的的表面上，用工具将多余的粉末去除，用高强度的激光烧结器在铺出的粉末上烧结出产品的截面，并和下方已成形的部分粘结在一起。然后再铺上新的一层材料粉末继续烧结，具体如图1所示。SLS工艺的最大优点就是选材较为广泛，尼龙、ABS、金属和陶瓷粉末、蜡、聚碳酸脂都可以选做烧结材料。

如果成型材料选择为蜡，可以打印出用传统模具无法制作出来的蜡模，传统的铝制蜡模模具，本身需要数控加工而出，尤其在批量不大的时候，制作成本偏高。而且模具脱模对产品有极大的限制，必须要求产品结构容易脱模，复杂的结构就无法完成。图2为扫雪机箱体，以此为范例，用传统模具就无法脱模。而3d打印则不受产品结构复杂的限制，不用考虑模具的制作，直接成型。

有了蜡模后，可以利用传统的熔模铸造等方法来精密铸造出各种产品，该技术可以大量用于复杂铸件比如发动机等机械铸造领域。以六缸发动机盖为范例，该产品外形尺寸为1072 mm X397 mm X22mm 尺寸精度要求为200偏差0.2mm，该产品结构复杂，精度要求高，按照传统的研发周期大约在5个月左右，经过快速成型的介入，该产品制作周期缩短为一周。而且由于不用进行繁琐耗人工传统的木模加工，成本还低于传统工艺。而制作的精度也满足产品要求。完全不用二次修改（图3）。

3 铸造领域中的快速成型技术有很大的发展前景

快速成型技术在传统的铸造行业目前使用极少，作为一项快速成长的技术，在铸造行业有着较高的推广价值。

参考文献：

[1]罗晋，叶春生，黄树槐.FDM系统的重要工艺参数及其控制技术研究[J].锻压装备与制造技术，2005（06）.

[2]陈鹏，陈敏.快速成型技术的研究现状及发展趋势[J].塑料制造，2008（06）.

[3]孟宝全，赵淑玉.快速自动成型技术的原理及其发展趋势[J].装备制造技术，2008（04）.

第2篇：传统铸造工艺范文

铸铁散热器自上个世纪三十年代在我国生产以来，几十年一直垄断着采暖领域。直到上个世纪七十年代末，由于钢制散热器的引进和发展才打破了一统采暖领域的局面。然而，时至今日，由于铸铁散热器所具有的优点，仍不可能被其它类型散热器完全取代。因此，贯彻散热器产品“以钢为主、以铁为辅、钢铁并存”的发展原则，正确的认识铸铁散热器的特点，推广新工艺，不断改造、更新、发展其产品，让铸铁散热器以全新的面貌进入建筑市场，使之更好地应用于建设行业。

二、改造更新铸铁散热器

铸铁散热器历史早、加工简单、使用寿命长，是广泛被使用的采暖设备。铸铁散热器尽管被应用了近百年，但随着建筑业的发展及人们对室内环境要求的提高，传统铸铁散热器的缺点，如承压能力低、外形不美观、金属耗量大、样式陈旧等，已很难被市场接受。但是近几年逐渐淘汰铸铁散热器圆翼型、大60型、813型等旧型号，采用无粘砂和表面喷塑新工艺，开发圆管三柱系列、柱翼型系列、卉艺系列等新产品，铸铁散热器几乎以全新的面貌进入了建筑市场。在近几年的供热展览会上铸铁散热器新产品给人们以耳目一新的认识。

1.研发无粘砂工艺满足供暖技术对产品的要求

近些年出现了多种新的供暖技术，对采暖散热器提出了新的要求，如分户热计量、分室控温技术等。前些年在采用传统铸铁散热器的工程中进行热计量试点工作，运行一段时间后出现了热量表和温控阀被粘砂堵塞的情况，因此在《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）中规定：“安装热量表和恒温阀的热水采暖系统不宜采用水流通道内含有粘砂的散热器”。北京等省市在各自的技术规程中有更具体的类似规定。目前企业改变了传统的砂芯工艺，生产出了无粘砂的铸铁散热器，这为铸铁散热器开辟了一条生机，满足了供热技术对散热器的要求。铸铁散热器生产工艺的改进提高，如圣春冀暖散热器有限公司、山西清徐学栋散热器有限公司、北京派捷暖通环境工程技术有限公司、哈尔滨帽儿山暖气片有限责任公司、葫芦岛市金星暖气片厂、山西莹骏散热器有限公司、山西省清徐县北铸暖气片有限公司、清徐县同祺散热器有限公司研究内腔无粘砂工艺、外观的工艺处理等。采用先进的热芯盒树脂砂制芯工艺，提高制芯精度和砂芯抗拉抗压强度，砂芯表面光洁和密实，并且脱模时溃散型和落砂干净。新产品特点是散热器的内腔无残存粘砂，完全适应了分户热计量采暖系统仪表要求。

2.表面喷塑新工艺满足标准规定

传统铸铁散热器美观差，与现代室内坏境不协调，一直不被现代装修接受，甚至室内装修时首先考虑如何隐蔽铸铁散热器的问题，致使一些建筑由此而不使用铸铁散热器。在《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2005）第5.2.4条规定：散热器宜明装，散热器的外表面应刷非金属性涂料。并且在《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ 262008）、《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB50736-2012）等也有该内容的规定。为改变铸铁散热器外表面不美观的状况，铸铁散热器的领军企业率先将外表喷塑技术成功引入铸铁散热器外涂装，对铸铁散热器外表采用静电喷涂，使外表光洁美观，提高了美观程度，可以与轻质散热器外观相媲美，改变了以往外观粗糙、色彩单一的情况，达到了与室内装饰配套和提高散热量的效果。

3.开发新产品进行产品更新

近几年铸铁散热器不断推出新产品，圣春冀暖散热器有限公司、山西清徐学栋散热器有限公司、北京派捷暖通环境工程技术有限公司、哈尔滨帽儿山暖气片有限责任公司、葫芦岛市金星暖气片厂、山西莹骏散热器有限公司、山西省清徐县北铸暖气片有限公司、清徐县同祺散热器有限公司已成功研发出内腔无砂圆管三柱系列、柱翼型系列、卉艺系列铸铁散热器，代表了国内铸铁散热器的创新水平。新产品以外形美观、热效率好、承压高而被建筑行业广泛采用。且在市场中已占有一定比例。目前，行业已将性能指标低的陈旧产品圆翼型、长翼型、813型进行了淘汰。通过推陈出新，社会对铸铁散热器有了新的认识。

4.落实节能减排，改造生产条件

为适应国家节能减排政策的要求，改变铸铁散热器企业小而分散、能耗高、污染大的现状，圣春冀暖散热器有限公司率先改造了铸铁散热器的生产线。以大容量热风冲天炉取代传统小吨位冷风炉，以大型自动化铸造流水线取代了传统半自动或手工生产线，以隧道烘芯窑替代了小型单体烘芯窑，推动了行业规模化、集约化发展的进程。应该指出：现在钢铁工业的设备和技术，完全可以实现铸铁铸造的先进文明生产和持续发展。在冶炼和铸造、制芯和脱模等可能产生烟尘处，有效的设置强制除尘系统和机械通风系统，这样来加强环境保护和改善劳动环境，保证铸铁散热器的正常发展。现在，圣春冀暖散热器有限公司以及山西规模较大的企业已对生产工艺和环境进行了改造，注重生产过程对环境的污染，增加了除尘装置，达到了环保要求。

三、提高技术指标，打造质量精品

更新后的铸铁散热器提高了承压能力，改变了外观，增加了金属热强度，目前正在制定更高要求的铸铁散热器标准。努力把铸铁散热器质量提高一个档次，成为消费者认可的精品。

1.热工性能

金属热强度是铸铁散热器的弱项，该指标认为是节能产品的关键指标。传统的铸铁散热器其值有的甚至不足0.3W/kg・℃。但是，新开发产品的金属热强度，有的已到0.4W/kg・℃以上，具有大幅度提高。如果考虑使用寿命的折旧，其0.4W/kg・℃金属热强度具有很高的经济性。

2.承压能力

以往人们认为铸铁散热器的承压能力低，不能满足高层建筑的采暖。但是目前生产的柱型、柱翼型散热器均有承压能力0.8MPa的产品，满足了高层建筑的采暖系统的压力要求。就是翼型散热器改造后，也可承受0.5MPa的工作压力，完全可以在多层建筑中使用。

3.美观程度

以往铸铁散热器不被认可的一个重要方面就是外观不被现代人所接受，但是工艺改变和新产品出现，不仅外形得到了改变，也改变了表面粗糙度，并且增加了表面处理工艺。该类产品只要认真加工其外观完全达到了中高散热器的外观要求。铸件外表面的喷砂或抛光处理、产品外表面的喷塑工艺等改变了外观。部分铸铁散热器在一些展览会上已被刮目相看，已完全达到了目前建筑行业的要求，并且铸造工艺能够铸造出完全个性化的图案，起到了良好的装饰性。

4.加工质量

铸铁散热器除在外表采用静电喷塑外，还对铸造质量和机械加工质量提高了要求。在铸造质量方面，铸铁散热器外表面粗糙度Ra值提高了等级，内表面除不应有粘砂要求外，还对内表面粗糙度Ra值做了规定。并对铸件尺寸公差和质量偏差提高了等级要求。对机械加工质量中的同侧两凸缘端面平面度、螺纹孔轴线与凸缘端面垂直度、螺纹轴线与凸缘轴线同轴度等都提高了要求。

四、利用产品优势针对性扩大市场

铸铁散热器安全可靠、使用寿命长、适合各种水质的特点已被历史所验证，这些优点决定了建筑行业长时间的应用。但是针对建筑市场发挥长项，选择适合的建筑会使得生产企业和用户实现双赢。

1.应用多种场合

《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）中规定，选择散热器应考虑以下规定：具有腐蚀性气体的工业建筑或相对湿度较大的房间，应采用耐腐蚀的散热器；采用钢制散热器时应采用闭式系统，并满足产品对水质的要求，在非采暖季节采暖系统应充水保养；蒸汽采暖系统不应采用钢制柱型、板型和扁管等散热器。采用铝制散热器时，应选用耐防腐型铝制散热器，并满足产品对水质的要求。这些年来，轻质散热器出现的腐蚀问题，严重的影响了轻质散热器的健康发展。因此应按规范规定，不同情况下选择不同散热器。而铸铁散热器则适应性强。

2.热媒和水质的广泛性

《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）中规定了有些散热器采暖系统应达到的水质要求，在非采暖季节采暖系统应充水保养；并对各种散热器产品提出水质的要求。尤其在国家标准《采暖空调系统水质标准》报批稿中对供暖系统的水质提出了更为具体的要求，对不同材质轻质散热器都有具体水质指标的规定。但是，对铸铁散热器几乎就没有水质要求。

3.使用寿命长

随着建筑市场上开发、管理等多项措施的完善，开发商越来越强调散热器的使用寿命，《住宅设计规范》中强调使用寿命不低于钢管的型式。

铸铁散热器使用寿命由它的耐蚀性所决定。铸铁散热器的使用寿命已被历史所验证。其使用寿命完全和建筑物同寿命。

五、铸铁散热器持续发展

铸铁散热器已持续近百年历史，为使其持续发展，必须适应新形势的需要。首先应更新观念，加强科技引导、增加科技含量，节能减排加强环保，同时生产社会认可的高档精品。

1.更新观念

观念决定着发展经营方向和产品的前途。对铸铁散热器行业提出的迫切要求是企业应破除陈旧观念、强化科技意识。加强科技引导、增加科技含量，提高企业生产的工艺装备，是发展铸铁散热器的前提。

2.节能减排加强环保

改造和更新小高炉，建设新的生产设备，采用先进的生产工艺，采用具有一定自控水平的生产线。在冶炼和铸造、制芯和脱模等可能产生烟尘处，有效的设置强制除尘系统和机械通风系统，解决环境污染问题。

3.机械化生产

铸铁散热器应向机械化流水线生产，甚至达到自动化生产，从而解决劳动强度大等问题。现在钢铁工业的设备和技术，完全可以实现铸铁铸造的先进文明生产和持续发展。大型自动化铸造流水线，采用柔性自动化铸造生产技术，实现了铸铁散热器机械化、自动化生产，这样可以加强环境保护和改善劳动条件，保证铸铁散热器的正常发展。

4.生产高档精品

铸铁散热器应发挥工艺优势，提高装饰功能，加工精品，做到精益求精，生产优质产品，符合公共建筑需求，成为登大雅之堂的高端采暖设备。装饰功能是多功能散热器的关键功能之一，是散热器销售中有效的竞争手段，对散热器装饰性的追求是住宅建筑强调个性和文化品位的结果。利用铸铁散热器制造工艺，铸造具有装饰图案功能的产品满足一些特殊建筑的需求，提高铸铁散热器整体水平。

六、结束语

铸铁散热器的特点和国情决定铸铁散热器的存在。依靠自身的提高、创新与发展，发挥铸铁散热器耐腐蚀、使用寿命长、易于加工、图案造型多样等特点，淘汰铸铁散热器的老旧产品、更新改造工艺、生产节能新产品，满足市场对铸铁散热器的需求，做到持续发展。

（作者为：1.哈尔滨工业大学教授；2.采暖散热器委员会主任；3.采暖散热器委员会副主任）

第3篇：传统铸造工艺范文

【关键词】方坯连铸机；技术改造；效率

引言

现代连铸设备正朝着高效率、高速化和自动化的方向发展。小方坯连铸机的技术改造使得我国方坯连铸机的整体技术水平得到较大的提高，创造了很大的经济效率。其中高效化的技术改造是小方坯连铸机技术发展的一种必然趋势，也是提高方坯连铸机设备生产率的主要技术手段。如何继续提高方坯连铸机的作业率、拉速和整体连浇数量等性能参数，提高方坯连铸机的整体工艺水平，是目前相关技术人员的一项重要任务。

1、国内连铸机现状

在我国现有的小方坯连铸机中，主要集中在以下机型：美国的罗可普和康卡斯特普，德国的德马克和意大利的达涅利，还有我国国内企业生产的一些方坯连铸机。如今存在的主要问题有以下几点：

（1）作业效率低。据统计我国大部分的连铸机作业效率都低于65%，而国外的连铸机设备的效率值为95%，其中某些方坯连铸机的作业效率低不仅仅是设备的生产效率低而是设备的生产工艺不合理，造成资源的浪费，满足不了高作业率和高拉速的要求，还有就是设备的前后工序搭配不合理，如，选择小方坯配电弧炉型号，投产时是在满足设计要求的前提选择相应的性能，但是随着电炉的生产效率的提高，小方坯连铸机的生产能力就会明显滞后，作业效率就会明显的降低。

（2）拉速偏低。国内大部分的连铸机的拉速小于2m/min，较先进的连铸机的拉速可达到3m/min，而相比国外较先进的连铸机的拉速可达到6m/min，两者相比较就看出我国的连铸机的拉速普遍偏低。因此，相应设备的技术改造已经迫在眉睫了。

（3）工艺水平落后。其表现在连铸机的装备工艺性差，相配套的冷却设备，冶炼设备、连铸用介质均不能满足高效连铸的性能要求。

（4）可铸钢种形式单一。除一些现代化程度较高钢铁企业可连铸较全的钢种，如高强度合金钢，不锈钢和轴承钢等特殊性能钢，其余大部分连铸机的装备工艺水平较低，都只能连铸普通碳钢和一些合金性能钢。

（5）自动化程度低。由于方坯连铸机的装配工艺和生产工艺都较复杂，大部分的方坯连铸机系统集成化低，都不具有人工智能化的操作功能，仍旧处在半自动化的操作状态。

2、连铸机改造内容及主要技术措施

在充分考虑钢水供给能力和连铸机协调生产能力的基础上，以改进制造工艺技术和提高设备自动控制上为重点，采用当今先进可靠的连铸新技术，较低的投入成本，生产出优质的、多种类和多规格的连铸产品，充分发挥设备的生产率。现从以下几点改造内容来阐述作者的技术改造观点。

2.1增加铸机半径 为了提高方坯连铸机的拉速和连铸的质量，减少在连铸过程中产生的应变，增大方坯连铸机作业半径可有利于提高连铸的生产质量。但其缺点也很突出，改变连铸机的作业半径需改变结晶器及其振动装置、切割机和拉矫机等设备布置方式，改造的内容较多，投入也较大。

2.2结晶器的改造

对结晶器的改造主要有以下几个方面：

⑴改变结晶器铜管内腔锥度 在结晶器铜管内腔采用了一定形状的锥度是为了减少铸坯在冷凝过程所产生的气隙，从而提高了铸坯的传热效率，从而铸坯与管壁的之间的摩擦力增大，若摩擦力过大会使连铸质量下降，如产生裂纹、气孔等现象。因此，选择合适的内腔锥度就十分关键。事实上，影响生成气隙的因素很多，目前还不能完全确定其原因，因此，选择内腔锥度主要还是由经验确定，目前，国内大都数连铸企业均采用抛物线锥度，改造后拉速一般可达2.5m/min左右。

⑵改变结晶器铜管长度 一般来说，结晶器的凝固壳的厚度与在结晶器内停留的时间成正比，因此结晶器铜管长度将直接影响铸坯出结晶器内的停留时间。如将结晶器铜管长度从750mm改为850mm后，生产某一同样规格的铸坯时，拉速从1.8m/min提高到2.8m/min左右。连铸的效率也相应的提高了15%左右。

⑶改进铜管的密封方式 通常，铜管的两侧面采用端面密封的形式，但由于工作时铜管会受到热胀冷缩的作用，会发生泄漏的现象，从而影响工作效率，改造后将铜管上次的端面密封处添加非金属密封垫，而下侧采用侧面密封，使铜管不受热胀冷缩的影响。

2.2改造结晶器振动装置 结晶器的振动装置通常采用四连杆结构传动，其结构简单，但传动损耗就大，由于连杆结构的局限性，导致其调速也不方便，维修性也较差，若采用板簧式机构传动，可取消传动装置中的轴承，从而消除由轴承磨损所产生的振动现象。用伺服电机加伺服控制器模式来代替机械调速，减少了机械传动的损耗，实现设备智能化调速，提高了设备的使用寿命。

2.3改造拉矫机装置 为了提高连铸的效率和铸坯的质量，可将单点矫直改为多点矫直或连续矫直。由于拉矫机常在高温不流通的环境中作业，从而使设备老化严重，可将电机和传动系统进行改造，将电机和传动系统远离高温区，传动系统采用水冷和风冷，提高散热效率，可提高拉矫机能在高温环境中的使用寿命。

2.4改造二次冷却装置 连铸级在二次冷却装置时主要是出现漏钢问题，为解决此问题可适当对二次冷段的装置进行结构简化。因此可以在方坯连铸机上采用刚性结构的引锭杆，这样可减少铸坯阻力，而又不会直接影响铸坯的质量，因此采用刚性机构的引锭杆总体提高了连铸机的设备使用效率。

2.5提高中间罐的容量 一中间罐是保证浇注用钢液有足够长的保温时间，从而去除中间的夹杂成分，提高产品的质量。如今大部分炼钢厂都大幅提高中间罐容量和最大液面高度，在保证在高拉速的前提下，增大中间罐滑动水口的口径来增加铸钢水的流量，从而提高生产效率。

3、改造后效果

由于方坯连铸机的技术改造所涉及的技术范围较广，一般企业需根据自身的特点，合理的安排方坯连铸机的技术改造内容，但一般都通过提高方坯连铸机的作业效率，拉速和整体连浇效率等性能参数。从而对以前连铸机与其他设备的不匹配，设备之间的工艺流程不规范等问题进行了相应的改进。实践证明，上述方法对提高方坯连铸机的生产效率和产品质量大有帮助，并可推动企业的生产制造工艺和各部门间的组织调度能力。

4、总结

本文着重描述了方坯连铸机的设备使用情况，方坯连铸机的主要技术改造内容，合理的运用这些成熟的制造工艺方法可提高方坯连铸机的设备使用率和生产效率，也是公司生存、发展，取得较好经济效益的保证。也对改善公司产品质量、提高劳动生产率、降低生产成本有着深刻的意义。

参考文献

[1]于骏一，邹青.机械制造技术基础[M].北京：机械工业出版社，2006

[2]杨吉春.连铸机类型及特点[M].北京：化学工业出版社，2011

第4篇：传统铸造工艺范文

Ni-20Cr-8Mo-0.5Nb-0.5V镍基合金的精密铸造工艺流程如图1所示。在精密铸造工艺控制过程中，浇注温度、保压时间以及保压压力是影响镍基合金精密铸造质量的主要工艺参数。为了更好地控制精密铸造工艺，获得力学性能和耐腐蚀性能均较佳的Ni-20Cr-8Mo-0.5Nb-0.5V镍基合金，本文采用基于嵌入式系统的精密铸造工艺控制方法。精密铸造工艺控制的嵌入式系统结构框图如图2所示。控制系统由冷压成型和真空烧结两个子系统构成。该控制系统通过多种传感器实时检测精密铸造过程中的各项信息，输送给嵌入式操作系统硬件平台进行基本处理，再利用MODBUS通讯协议，通过RS232C/RS485转换模块实现实时数据在上位机监控软件与将操作系统硬件平台间的传输。上位机监控软件由嵌入式MCGS(Monitorandcontrolgeneratedsystem)组态软件编制而成，主要用于实时动态显示精密铸造过程的状态参数。试验人员可通过触摸屏操作，快捷地对固态烧结过程进行有效控制和管理。

2试验材料与方法

2.1试验材料

试验选用雾化制粉法制备Ni、Cr、Mo、Nb和V金属粉末，采用LS13320激光粒度仪进行粉末原料粒径分析，结果如表1所示。按照图1、2所示的精密铸造工艺流程及其控制系统，在QM-1SP4型行星式球磨机、QYF2型冷压成型机、HV-1700V型真空烧结炉中完成基于嵌入式系统的Ni-20Cr-8Mo-0.5Nb-0.5V镍基合金精密铸造试样制备；并采用DM2300型能量弥散X射线荧光分析仪进行化学成分分析。

2.2试验方法

基于嵌入式系统的精密铸造工艺制备的Ni-20Cr-8Mo-0.5Nb-0.5V镍基合金试样，其显微组织采用PG-15型金相显微镜和EM3900型扫描电子显微镜进行观察。物相组成采用D8ADVANCE型X射线衍射仪进行分析，靶材选Cu靶、扫描角度0°～80°、扫描速度3°/min、加速电压40kV。力学性能采用CMT4000型电子万能试验机进行测试，测试温度为室温、200℃和600℃，并采用JSM6510型扫描电子显微镜进行断口观察。耐腐蚀性能采用CHI660E型电化学工作站进行测试，试验选用三电极体系(即甘汞电极作参比电极、铂黑电极作辅助电极、合金试样制备的电极作工作电极)；测试温度为室温、电解液为5wt%NaCl溶液、扫描速度为0.001V/s、扫描范围为-0.4～-0.9V，并采用JSM6510型扫描电镜进行电化学腐蚀形貌的观察；为了清除试样表面的氧化物，测试前先在-1.0V恒电位下极化3min。采用常规精密铸造工艺制备同样的试样。

3试验结果及讨论

3.1显微组织

基于嵌入式系统的精密铸造工艺制备出的Ni-20Cr-8Mo-0.5Nb-0.5V镍基合金试样，其显微组织金相照片和SEM照片分别如图3所示。从图可以看出，本试验获得的镍基精密铸造试样组织较为致密、晶粒大小较为均匀、无明显粗大的第二相、无明显的裂纹、孔洞等缺陷。这主要是因为基于嵌入式系统的精密铸造工艺控制方法，使得镍基合金在精密铸造过程中的各项工艺参数得到了精确的控制，从而使得制备出的合金试样具有致密、均匀的内部组织，合金试样的精密铸造质量高。

3.2物相组成

基于嵌入式系统的精密铸造工艺制备出的Ni-20Cr-8Mo-0.5Nb-0.5V镍基合金金试样的XRD图谱如图4所示。从图可以看出，本试验获得的精密铸造试样由大量的Ni基固溶体和少量的Ni3Mo第二相组成。

3.3力学性能

基于嵌入式系统的精密铸造工艺制备出的Ni-20Cr-8Mo-0.5Nb-0.5V镍基合金，分别在室温、200℃和600℃的力学性能如图5所示。从图可以看出，室温、200℃和600℃抗拉强度分别为759、757、753MPa，伸长率分别为19.8%、23.4%、29.4%。由此可以看出，基于嵌入式系统的精密铸造工艺制备得到的Ni-20Cr-8Mo-0.5Nb-0.5V镍基合金具有较佳的力学性能，且高温力学性能优异。这主要是因为合金的精密铸造工艺通过嵌入式系统进行控制，重要工艺参数得到了精确控制，试样的组织致密且均匀，无粗大的第二相，从而使得合金在拉伸过程中具有良好的力学性能，且能抵抗高温变形，具有较佳的高温力学性能。基于嵌入式系统的精密铸造工艺制备出的Ni-20Cr-8Mo-0.5Nb-0.5V镍基合金试样，其室温拉伸断口形貌SEM照片如图6所示。从图可以看出，该精密铸造试样的拉伸断口以韧窝为主，且韧窝在断口中大面积地呈网状相连，呈现出较为明显的韧性断裂特征。

3.4耐腐蚀性能

采用常规精密铸造工艺以及基于嵌入式系统的精密铸造工艺制备出的Ni-20Cr-8Mo-0.5Nb-0.5V镍基合金的极化曲线测试结果如图7所示。从图可以看出，与常规精密铸造工艺相比，基于嵌入式系统的精密铸造工艺制备的镍基合金腐蚀电位明显正移，从-0.711V正移至-0.392V，正移了0.319V。众所周知，腐蚀电位愈正，材料的耐腐蚀性能越好；反之越差。由此，我们可以看出，基于嵌入式系统的精密铸造工艺，使镍基合金的耐腐蚀性能得到了显著提高。图8是采用常规精密铸造工艺以及基于嵌入式系统的精密铸造工艺制备出的镍基合金试样电化学腐蚀后的表面形貌照片。从图可以看出，常规精密铸造工艺制备的镍基合金电化学腐蚀后表面出现较多粗大的蚀坑、合金腐蚀现象较为严重，而基于嵌入式系统的精密铸造工艺制备的合金表面仅有少量的蚀点、无明显的蚀坑，腐蚀现象较轻，耐腐蚀性能得到提高。这与合金试样的极化曲线测试结果一致。

4结论

第5篇：传统铸造工艺范文

艺术铸造的历史

铸造工艺，是伴随人类工业文明诞生、发展而宏大，一直是独立性、技术性强的工业门类；在人类对自然界的精神探索、艺术追求的方式不断尝试、创新中，先人们逐步发现用铸造工艺的方式表达人类意识领域的诉求，更持久，更有表现力。随着人类文明不断深化，更多的人为满足对改造、美化居住、工作环境，彰显组织意志的需求，艺术铸造逐渐发展，最终形成区别于工业铸造而与艺术结姻的工业门类。

艺术铸造，被社会认识到接受，大约是在上世纪中叶以后。无论东方还是西方，都将金属品的发展与文字的发展列为同等重要的鉴定人类文明进程的标准。

“金属器时代”大约可分为“铜石并用时期”、“青铜时期”、“铁器时期”三个阶段。考古研究发现，西方进入“铜石并用时期”已有七、八千年的历史了；进入“青铜时期”已有六千多年了；五千年前已发明了“范铸法”和“失蜡法”。中国进入“铜石并用时期”距今已有六千余年；进入“青铜时期”约有四千多年。因此，西方进入“青铜时期”比中国早约两千多年，西方整个“金属器时代”都比中国早。但是，关于“青铜时代”中西方到底谁早谁晚的问题，至今在学术界仍然争议不断，各执一词。有不少西方学者也认同：“中国殷商灿烂的青铜器文化是独立而自发形成的，并不受西方的影响”等等。

西方的“青铜时期”并没有为后人留下令人赞叹的青铜器。反而落后于西方近两千年的中国“青铜时期”却为全世界留下了一笔灿烂的文化遗产，同时也在冶炼铸造技术和艺术纹饰方面取得了耀眼的成就，至今一些失传的工艺令全世界的学者着迷并百思不得其解。

这是什么原因呢？西方在“铜石并用时期”、“青铜时期”正逢战事不断，战争的需要，当时西方铸造了大量的兵器和生产工具，他们的冶炼铸造技术由于长期局限于战争的范围内，因此得不到进一步的发展和变化。然而中国的“青铜时期”，由于自夏、商以及后西、东周、春秋战国的各皇朝政权都沿袭了自古已逐渐形成的以祭祀、占卜、膜拜天地神灵的礼仪文化，意识形态里形成了强势的占主流地位的精神文化，在当时的社会中居于至高无上的地位。每次祭祀礼仪活动、皇室更替等都必须制作大量的青铜器制品。所以，当时的工艺铸造、纹饰设计不断根据礼仪需要而创新，形成有序的制作流程。这种礼仪精神文化，即是皇权至上封建礼教思想的重要的一部分，因此随着皇权势力的扩张和宣教，青铜器在诸侯、权贵、乃至布衣、百姓间需求量逐渐加大，加上民间能工巧匠的智慧，进而青铜器的铸造术在我国民间得到广泛流传和不断提升。今天我们从全国各地的博物馆中和古墓中展示出来的青铜器上都可证实，中国的“青铜时代”是人类文明史上一颗璀璨的宝石。

近代中西方艺铸方面的差异

近代“艺术铸造”的定位，中西方存在着一定的差异。

英国的《大英百科全书》中把铸造列入雕塑的一部分，和造型、雕塑并列，三位一体，是三者同等重要的一个整体。对于西方先进国家的艺术院校学习雕塑艺术的学生来说，艺术铸造是他们必修的学科。学生在完成雕塑艺术学业之后，已基本掌握艺术铸造的基本知识与方法。在学习阶段已学会小型雕塑铸造的一序列工艺技术，在日后的艺术实践中能自己动手完成整套铸造工序。西方众多的雕塑家都有自己的工作室，有的甚至有自己的铸造车间或工厂。

中国的雕塑艺术教育是在上世纪二十年代由西方传入中国。我以中国美院为例，介绍近代艺铸在我国的发展。中国美院的前身是1 9 2 8年建立的“杭州国立院”，也是中国最早的艺术院校。建立之初就开设了雕塑专业，由李金发、刘开渠、王乙、滑田友领衔执教，当初，金属铸造并未列入所学科目，直到二十世纪末才有了金属焊接科目，进入二十一世纪才把艺术铸造列为学习科目。

相比西方先进国家的艺术院校的铸造教学情况，我国显然落后很多。

造成这种落后状态最主要的原因是我国历史上一直受“万般皆下品，唯有读书高”，“重文轻工”、“重文轻技”等传统教育思想影响，这种传统的教育观念，已深深扎根于国人的灵魂中。我国的艺术院校雕塑系不同程度受到这种教育观念的影响，不重视“艺术铸造”环节的教育，导致了学雕塑艺术的“只学艺术，不学铸造”、“只会动脑，不会动手”。而且在这种旧教育观念的影响下，人们错误地认为，铸造是工人干的粗活，铸造不是艺术家应该做的工作。因此，到如今我国仍有不少雕塑艺术家不懂铸造，也根本不想去了解铸造工艺。

改变之设想

要改变我国目前艺术铸造工艺落后的面貌，除了政府主管部门的重视、艺术院校的领导和广大教师的共同努力之外，我提出以下几点设想：

1、加强“艺术铸造”教育的深度与广度

首先，在专业美术学院率先设立铸造专业科目，取得教学经验后，向其它院校推广。从历史出发挖掘“艺术铸造”在古代的深刻含义和现代的重要价值；重视“艺术铸造”的科学技术知识研究，缩小我国与世界上先进国家“艺术铸造”教育思想上的差距，弘扬华夏六千年铸造工艺的辉煌。同时，通过学院自建、院企合建、企业建立等多种方式建立“艺术铸造”学习基地，给学生们提供一个教学基地，实验平台，让他们学习“艺术铸造”的整个工艺流程，掌握一定的铸造技能，为以后走上艺术之路打下坚实的基础。

政府着力扶持学院或企业设立艺术铸造工艺研究课题；设立学术交流平台，邀请中外艺铸专家、企业定期进行学术讨论和交流，提高专业理论水平或实践技能；建立艺铸博物馆等专业宣传、展示场所，内设展品陈列室、雕塑基地、铸造基地，给国民提供一个了解“艺术铸造”历史，学习基本知识的机会。

随着我国人民生活水平快速提高，人们已由过去对物质的追求，升华到对精神的追求和愉悦。人们会越来越需要高品质的艺铸作品- -城市雕塑来美化环境，提振士气，展示风貌。一座精品雕塑矗立在广场中央，经过几十年，甚至上百年历史的磨砺与沉淀，与城市周围的自然环境、人文气息充分融合交汇，展现此座城市的内在特性和文化根脉，它已然成为此座城市的艺术名片。因此，发展城市环境雕塑，提升雕塑品质是满足人们日益高涨的文化需求的具体体现。

2、正视铸造工艺在雕塑艺术作品价值中的地位

英国《大英百科全书》将“铸造”的地位和雕塑的造型、塑造等同对待，这已成为西方先进国家共识，我们应该提高“艺术铸造”的地位，这将成为全社会共同关心的课题。结合我国的实际情况，我认为有两个方面我们需要完善。

（1）为铸造师署名

近年来，个别城市雕塑作品的铭牌开始增加了铸造师的信息，这是件好事情。其实，很长时间以来，绝大多数雕塑作品的铭牌上没有铸造师的信息。将铸造师的信息留在作品上一定能够增强铸造师的社会责任感，艺术责任感，也是社会对其创造工作的肯定和认可的重要形式。亮明身份，或者是身份的转变，从原来单纯的商业性的铸造加工者而转变为与艺术铸品同毁同荣的铸造师，会激发铸造工作者积极追求艺术至高境界的内在驱动力，这将会对今后的铸造工艺的进步和提高有巨大的推动作用。同时，为铸造师人才队伍的建立和从业者职业发展都创造了良好的外部环境。

（2）艺术铸造品价格的合理

我国的艺术铸造价格一直很低，与西方先进国家的铸造价格相差十多倍。甚至有人按吨重计算艺术品的价格，让艺铸从业者更难堪。这不仅是我国的生活水平低于西方先进国家的生活水平的原因造成的，更重要的原因是人们对艺术、艺术品、对艺术教育、对艺术铸造的价值不理解、也不重视。因此，行业内形成：某领导对艺术家的作品“杀价”，而艺术家对铸造厂“杀价”，这样的现象也就不足为怪了。这样就使中国的“艺术铸造”价格一直处于不合理的低下水平。

3、提升“艺术铸造”的质量

自改革开放以来，我国的“艺术铸造”在质量上虽然有了很大的提高，但仍然存在着诸多不足，铜材质量牌号使用不规范，也有厂家以次充好，以假乱真等。这也是导致产品不精，价格低下的原因之一。例如，艺术品铸铜材质不但要追求材质的稳定性，更要追求其表面纹理效果是否对作品主题有相得益彰的诠释和烘托。因此，艺术铸铜材质要求除了抗压耐磨等特性外，还必须具有流动性、抗腐蚀性、抗氧化性等。目前我们国内的艺术铸造一般只用黄铜、锡青铜二种材料。国外早已开发出更多元素的铜合金材质，如，黄铜中加入铅、锡、镍、锰、铁、硅等元素。拓展铜合金材质的品种，研究新材质的特性，一定能够更好地彰显国内艺术铸品的表现能力和延长其保存期限，提高铸铜工艺水平。因此，我希望国家相关机构能够建立用于艺术铸造的铜材牌号与分类，开发新材料，为全面提高我国艺术铸造能力打下坚实的材料基础。

记得英国的亨利・摩尔的展品在上海展示，当时给艺铸界带来的轰动可以用“震撼”两个字来形容，我们不仅为亨利・摩尔的艺术构思所倾倒，同时更为铸造的高超工艺而折服。巨大的作品耸立在人们的面前就如艺术家当初的原稿一样，作品上雕塑家当初留下的刀痕、手迹还清晰可见、颜色沉静、滋润……

第6篇：传统铸造工艺范文

一、商代的文化内容

商朝作为封建奴隶制王朝，维系了长达5个世纪的统治，是中国历史上第二个王朝。商朝在中国历史发展的长河中上具有开创性历史意义。商朝作为奴隶制社会的代表，有许多宝贵的文化遗产和资料值得研究。现有的商代遗址和文物都能够为我们研究当时的奴隶制社会提供可靠的材料和依据。狭义的商代文化主要包括服饰、音乐、艺术、宗教等。商朝首先在服饰方面形成了“上衣下裳”这种服装风格，在后世也一直延续；由于炼造技术的成熟，商代也出现了丰富的音乐设备，例如编钟。艺术发展方向，商代除了原始的壁画、岩画以外还有风格各异、色彩各异的陶瓷作品；图腾文化继续表现出对鬼神和祖先的尊重。广义上的商代文化还包括政治、经济、军事等。政治上，由于商代处于古代奴隶制的鼎盛时期，土地和奴隶的所有权具有明显的阶级特征，统治阶级之间、统治阶级与奴隶之间有着严格的等级制度；经济上，生产力的不断提高导致了剩余劳动力产品的逐渐出现和贸易的逐渐兴起，“商人”作为从事贸易的人首次出现在历史上：军事上，商代也发展了完整的军事制度和征兵制度，但也有成熟的人车作战编队。这些都是广义商业文化的体现。

二、商文化的礼器传播

在铸造礼器的过程中，文化可以表现为多种形式。然而，商代文化在铸制礼器中的传播形式主要通过3种方式：形状、图案和铭文。(1)形状传播。铸制礼器的形状可以直接反映其在当时的作用。鼎器，早期是人们吃饭的器具，后期被赋予了祭祀和对统治阶级权利的象征。象征着食物对于古代人民的重要性。(2)图形的传达形式。在铸造礼器时，各种图形体现了商文化的多元，尤其是图案的绘制上。制造工匠为了表达对于自然鬼神与祖宗的敬畏，将鬼神的形象加入到祭祀礼器中。这些恐怖的鬼神给人带来神秘、恐惧和敬畏之感。另一个经常被加的图案是动物类，动物类的图文反映了当时农耕社会的特点是重视畜牧和饲养。其中以青铜四羊方像最为著名，代表了羊对当时人们生活的重要性。(3)碑文的传播形式。铭文是礼器上的文字，由于礼器多为铜、铁、锡等金属，故又称“金文”。礼器铭文分为铸造初期的铭文和礼器制作后的铭文，作用是可以直接记录当时发生的事情。商代碑文以铸字为主，记录一些比如皇帝的言行或国事。它也成为表达商代文化最直接、最有力的方式。西周前期就已经形成了较为完整的礼器制度。正鼎为中心位，镀鼎则作为祭祀和宴席时的烹煮工具，贵族们以正鼎为中心举行活动。但周朝所制定的礼制在后期的战乱中被破坏，到了战国时期已经濒临崩溃。在春秋时期体现出来的各诸侯国卿大夫们在礼制上的僭越，其实就是原本的礼乐制度正在被破坏重塑的过程。

三、商代文化在礼器中的应用

商文化在礼器中可以表现为多种形式，但最具明显特征的地方是研究礼器中的文字表达方式和特点。(1)象形文字表达特点。中国幅员辽阔，汉语具有悠久的历史，不同地区不同阶段的特点都不同。具体到商代语言的表达，分为书面用语和口头语。口头语在历史上无法考证，但书面语言是有很多的历史证据支撑的。因此，商代礼器上的铭文表达就成为了很好的研究商代文化的证据。汉字起源和完善就是在商代，象形文字是最常用的。象形文字是具备一定意义的图形演变而来。商代文字具备一定的特点，在内容方面，以记录为主，记载一些经常发生的事件或者重大事件；从方式上来说，由于文字尚未发展成熟，所以往往一字表示多种含义且通过字形来辅助表达；语言表达比较简短，效果有限。(2)铸造礼器上汉语表达的主要内容。由于礼器铸造文字的复杂性，礼器铭文一般较少。商代初期，礼器上的文字通常记载铸造者的信息或是礼器家族的姓氏。晚期的碑文通常记载了仪式上的重要事件，例如打仗出征，祭祀等等。(3)汉语在铸造礼器中的应用。铸造礼器上铭文的应用，使得商文化得以流传，为后世留下了研究的依据。铸造礼器上的铭文有几种作用：一是目的，标明铸礼的名称、目的、主人或创造者；二是记录作用，古代的书写汉字尚未成体系，只能通过象形文字来记录一些事件和言论。最后，因为与祭祀和战争有关，也代表着统治阶级的地位。语言也是统治阶级未来维护自己执政权力的工具，通过铭文来达到对统治阶层进行美化，维护当时的礼仪制度的目的。留在铸造礼器上的铭文为我们展示了商代的文化统治。由于商代文字不多，对文字的研究，语言的意义和表达可以为理解古代汉语问题提供思路，有助于建立一个完整的历史体系。

四、青铜礼器的纹饰象征

第7篇：传统铸造工艺范文

2015 年9 月3 日，近日安世亚太公司宣布，与苏氏集团正式结为战略联盟，将安世亚太成熟的工程仿真技术、工业品再设计方法与苏氏集团精密铸造工艺结合，打造基于精密铸造工艺的工业再设计体系。

苏氏集团是从事精密铸造和精密铸造装备研发、制造一体化的企业，其长期致力于精密铸造技术体系（SIIC）的研究并取得了突破性成果，可以加工传统工艺难加工或加工价值低的精密零部件，达到高精度、近净形、近净重和近全吻合受力状态，可避免大量的后续加工，实现了“无论产品结构怎样复杂皆可制造”的目标。安世亚太多年来致力于精益研发与工程仿真技术的丰富与发展。通过引进、研究先进的仿真技术，解决了大量产品设计仿真问题，已为3,000 多家用户提供了不同层次的仿真工具、技术与体系咨询。鉴于安世亚太对工业品再设计的认识，结合国家制造强国战略，公司提出了工业再设计战略计划。

安世亚太与苏氏集团战略联盟的建立，将安世亚太工程仿真技术、工业再设计方法与苏氏精密铸造工艺结合，可以打通产品设计与生产的藩篱，建立设计与制造一体化的工业产品再设计体系。

苏氏精密铸造释放了设计潜能，设计师只需专注于需求，设计任何结构的产品，而不需要考虑制造工艺的局限。而工业品再设计过程产生的均是非标准化甚至反传统的产品，没有设计标准及知识经验可参考，唯一能依赖的设计手段就是工程仿真和实物试验。因此，仿真能力是确定产品功能、性能、安全与可靠性的最重要能力。将仿真技术与精密铸造相结合，可以对工业产品进行大胆优化，形成与传统结构差异巨大的产品，对各项指标产生跨量级的正面影响。

第8篇：传统铸造工艺范文

【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）.

第9篇：传统铸造工艺范文

关键词:锤头；镶铸工艺；双金属；消失模铸造；热处理

中图分类号：TG2文献标识码： A 文章编号：

前言

锤头是建材、矿山、化工等行业使用的锤式破碎机上的关键配件, 也是易损件。传统锤头多以高锰钢铸造, 利用高锰钢在受到冲击载荷下发生加工硬化的特点来提高耐磨性, 但其耐磨性远不适于高效低耗的现代化生产需要[1-2]。由于锤头寿命短而频繁停机更换, 降低了设备运转率, 故有必要寻求一种新材料新工艺, 以提高锤头的性能和使用寿命。双金属复合锤头锤柄采用韧性良好的材质, 锤端采用耐磨性良好的材质, 并采用一定的生产工艺将两者有机地结合起来, 使锤头同时满足韧性和耐磨性的要求。

一、复合锤头材质的设计

锤头的失效主要是在工作状态下高速旋转,与物料发生猛烈碰撞, 工作部位受到强烈冲击磨损。因此, 锤柄只需较高的强韧性。锤头的传统材质高锰钢是一种纯奥氏体组织耐磨钢, 具有出色的力学性能, 其抗拉强度可以达到1000MPa 以上, 伸长率最高可以达到100%,冲击韧度达到300J/cm2, 硬度可达200HB 左右。高铬铸铁是一种优良的耐磨材料, 但具有较低的强韧性, 冲击韧度一般只有5～7 J /cm2, 受到冲击时易发生断裂。因此以高铬铸铁为工作端硬质点, 以高锰钢作为支撑相和锤柄。采用高铬铸铁和高锰钢生产双金属复合锤头, 使其接合面为冶金结合, 可以更好地满足锤头的要求。组成锤头的两种材料的化学成分如表1 所示。

二、试验方法

熔炼锤头材料的设备为1.0 t中频感应炉。用自制电阻丝切割机制作聚苯乙烯泡沫塑料（EPS）模样，混制涂料设备为球磨搅拌机，五面壁抽式专用砂箱，一维振动台振实型砂，远红外烘烤房烘烤模样，SK-20水环式真空泵系统抽真空，RT2-220-12台车式热处理炉进行锤头热处理。

三、结果与分析

1、锤头材料选择及复合工艺设计

2.1 材料选择

头部材质要求具有高耐磨性，且有良好的抗冲击性，这两点决定了其使用寿命。高铬铸铁是第3代耐磨材料，是目前国内外耐磨性能良好的材料，广泛应用于研磨体的生产。试验选用高铬铸铁为锤头的头部材质，化学成分的质量分数为：2.70%~3.00%C，0.60%~1.00%Si，1.00%~1.50%Mn，16.0%~18.0% Cr，0.80%~1.00% Cu，0.50%~0.70%Mo，S≤0.06%，P≤0.10%。柄部材料对耐磨性要求不高，但要求有较高的韧性，以保证工作时不断裂。柄部的材质选用中碳钢，化学成分的质量分数为0.42%~0.46%C，0.30%~0.50%Si，0.50%~0.80%Mn，P≤0.04%，S≤0.04%。

2.2复合工艺设计

用消失模铸造的方法，将头部的高铬铸铁（液体）和柄部的碳钢（固体）有效地结合为双金属复合锤头。锤头的复合铸造模型，如图1所示。双金属复合铸造的液体金属体积与固体金属体积比为5∶1，两种金属的结合形式为机械结合；当体积比为8∶1，结合牢固形成良好结合；当体积比为10∶1，属于冶金结合，结合面极其牢固。经过实验确定头部液体金属体积为7 432 cm3，柄部复合部位固体金属体积为858 cm3，两种金属体积比为8.7∶1，符合结合牢固的要求。

2.3浇注系统确定

2.3.1 柄部浇注系统

柄部截面厚为40~50 mm，毛坯质量为24.8 kg。由于柄部壁厚均匀，消失模铸造在真空浇注下具有金属液体补缩性能良好等特性，柄部不设冒口。浇注方式为水平放置，浇注系统为开放式。

2.3.2 头部浇注系统

头部截面厚为35~130 mm，质量为57.2 kg。由于柄部复合部位为固体金属，在头部液体中起到内冷铁作用，设计冒口时可以变小，提高铸件的出品率。选择冒口尺寸为：直径120 mm，高130 mm。冒口根部尺寸为：长90 mm，宽40 mm，高30 mm。在距铸件表面3mm处，四周切割深为5 mm V型缺口，以便锤击去除冒口。冒口质量为12 kg。浇注方式为竖立放置，浇注系统为开放式。采用该浇注系统，铸件成品率100%，确保了锤头内在质量。

2.4 泡沫塑料模样制作工艺

头部和柄部的模型均采用聚苯乙烯泡沫塑料制作。确定泡沫塑料密度很重要，较高的密度增加模样的刚度，防止在刷涂料、组模和装箱填砂时模型发生变形，而过大的密度会增加气孔、夹渣等缺陷。经过试验确定泡沫塑料密度为0.018~0.020 g/cm3。头部和柄部模型铸造缩率均为2.0%。用电阻丝切割机切割泡沫塑料模型。用泡沫专用胶粘结模型，尽量减少用胶量以防止产生过多的气体和残渣。柄部模型复合部位打磨成圆角过渡，以防铸件产生裂纹。

2.5涂料及涂敷工艺

涂料的耐火骨料为53 μm的石英粉，粘结剂采用白乳胶，悬浮剂为纤维素，溶剂为水。将这些物料按一定比例加入球磨搅拌机内搅拌4 h出料。每层涂料经55~58 ℃烘干后再刷一层厚为1~2 mm的涂料。

2.6 模型装箱和紧实

为提高双金属结合面的质量，先铸成的柄部铸件，外表应无氧化皮、铁锈、油污和砂粒。结合面不许有尖角存在，防止产生应力而出现裂纹缺陷。将清理好的柄部铸件插入头部模型的预留孔内，复验锤头旋转部位尺寸应符合222 mm，粘结浇、冒口。然后用白乳胶和纸质材料封堵缝隙，涂刷涂料。将组装好的锤头模型放入烘烤房烘干。壁抽气式砂箱尺寸为2 100 mm×1 100 mm×800mm，型砂使用850～425 μm 石英砂，砂箱底部铺放200 mm厚的干砂，经振动紧实后，再放入组装好的锤头模型，竖立放置。

2.7 浇注工艺

头部材料在1.0 t中频炉内熔炼，高铬铸铁铁液出炉温度为1 480~1 500 ℃，浇注温度为1 400~1 420 ℃。采用1.0 t底注包浇注，一包铁液浇注两个砂箱铸件。浇注时，负压控制在0.04~0.05 MPa。开始浇注速度不宜太快，避免铁液反喷，中间应加大浇注速度，保持浇口杯中存在一定量的铁液，当铁液上升到冒口部位时，则降低浇注速度以便补缩。浇注结束后，维持0.03MPa负压35 min，然后关闭真空泵。铸件在砂箱内保温8 h后出箱。

2.8 浇冒口的清除

采用锤击方式去除铸件的浇冒口，冒口根部的多余量用臂式砂轮机磨除，打磨时用力不宜过大，以防铸件磨面发生微裂纹。

2.9锤头使用效果

实验采用两台锤式破碎机, 对结合好的双金属复合锤头与高锰钢锤头进行对比, 破碎机转速为750 r/min, 电机功率为130 kW,破碎物料为石灰石。实际使用结果表明, 双金属复合锤头比高锰钢锤头的耐磨性提高了3~4 倍。在运行了7h以后, 从外观上可以看到高锰钢锤头的一个角已磨掉, 而高铬铸铁锤头磨损不严重, 仅在表面有小的凹坑, 没有出现脱落现象。

结束语

采用消失模铸造工艺制造出的双金属锤头与高锰钢锤头相比, 耐磨性提高了3~4 倍。虽然双金属抗磨锤头的铸造工艺比较复杂, 影响的因素很多, 但只要严格的控制生产过程, 可以获得质量优良的产品。

参考文献

[1]郭永亮，吕建军，郭在在，等. 铸钢电石坩埚的消失模铸造工艺［J］. 兵器材料科学与工程，2012，35（3）：72.