铸造技术篇(1)

关键词：铸造行业；绿色铸造技术；发展

中图分类号：TG2 文献标识码：A

引言

最近几年，我国的铸造业取得了一定的发展，但不可忽视的是，我国铸造业的整体经济效益不佳，无论是人均产量、人均产值，还是铸件质量、能源消耗，都与发达国家有一定的差距。因此，我们要了解其存在的问题，坚持绿色铸造技术发展战略，进而推动铸造业的健康发展。

1、绿色铸造概念

铸造业是汽车、石化、钢铁、电力、造船、纺织、装备制造等支柱产业的基础，是装备制造业的重要组成部分，是一个关系国计民生的重要行业。而不可回避的是，在为人们奠定了现代工业基础的同时，也给人们带来了可怕的高污染与高能耗。

所谓“绿色铸造”，就是以循环经济3R即减量化（Reduce）、再利用（Reuse）、再循环（Recycle）为行业准则，使铸造产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个周期中，实现对环境的负面影响最小，资源效率最高。

铸造技术的发展必然要为社会进步和经济发展的大局所左右，“绿色铸造”的概念体现了高速发展着的文明进程的人性化特征和经济可持续发展的总体要求。“绿色铸造”是社会可持续发展战略在制造业中的一个体现，是一种可持续发展的企业组织、管理和运行的新模式。和传统铸造生产模式相比，“绿色铸造”模式对企业信息化运作水平提出了相当高的要求，必须在新的铸造技术支撑下，从市场竞争中走出并实现绿色铸造，“绿色铸造”模式下铸件生产面临的关键是即时采用先进适用的铸造新技术，实现铸件“绿色生命周期”的全过程。

2、铸造业的发展现状

近年来，随着经济的发展，铸造行业逐渐成为我国工业重要组成部分，并且渗透到国民建设的各个行业和部门。虽然我国是铸造大国，但是距离铸造强国还有很长的路要走，与发达国家的铸造业相比，我们还比较落后，在一定程度上影响和制约着我国经济的发展。

2.1、没有形成产业集群，集群优势不明显

我国多数地区尚未形成铸造产业集群，只停留在铸造企业聚集、“扎堆”的低水平状态，尚不具备产业集群的集聚效应。我国铸造厂点多，大多数企业规模都较小，甚至部分企业还停留在小作坊式的生产方式；集聚区内企业间信用机制不健全，缺少正面交流与合作，缺少产品品牌和知识产权意识；市场监管不到位及市场制度不健全；同行业之间产与销连接不紧，产业链不完整，缺少对周围资源的有效整合；企业之间互补性不强，没有形成产业集聚优势；集聚区内各企业从业人员素质差，这都造成了铸造业难以形成产业集群、集群优势不明显的现象。

2.2、环保问题

铸造行业生产具有工序繁多、过程复杂的特点，其产生的尘、渣、废气、废水、噪声等能够对环境造成极大的污染。而我国的铸造企业一般规模较小、较分散且分布于大多数城市区域，生产产生的废物对自然生态环境构成了严重的威胁。主要表现在如下几个方面：第一，大多数铸造企业环境保护意识淡薄，相关法制不健全，执法不严；第二，能耗和原材料消耗高；第三，我国铸造行业的能耗占机械工业总耗能的25%~30%，能源平均利用率为17%，能耗约为铸造发达国家的2倍；第四，环境污染严重、作业环境恶劣；第五，行业结构不均衡，配套设备落后。

2.3、缺乏自主创新能力

与工业发达的国家相比，在科技总体水平方面，我国的铸造业与其存在着很大的差距，主要表现在：一些关键技术不能自给，自主创新能力比较弱差，缺乏相应的核心竞争力。在科学研究方面，我国铸造业的实力还不太强，缺乏相应的激励机制，并且缺乏从事铸造技术工作的优秀人才。同时，在铸造科研投入力度方面严重不足，以及凸显的铸造业的体制、机制方面的各种弊端，这些因素在一定程度上为我国铸造业走自主创新道路设置了障碍。

3、关于铸造技术的发展

3.1、数字化3D无模具造型和制芯技术

数字化3D无模具砂型造型和制芯技术是本世纪初发展起来的新型应用技术，它在2002年完成了产品进入市场。它也称为快速打印成型技术，是利用喷墨打印机原理，CAX技术、自动控制技术、新材料技术基础上，直接借助数据模型，无需模具完成直接造型，快速制造铸造用砂型和砂芯的一门多学科综合技术。

3D数字化快速打印成型技术一改传统加工“去除”成型加工工艺，而采用“堆积”成型加工工艺，在铸造领域具有划时代的意义。目前主要应用在航空航天，海军、汽车，泵类，液压件，阀类铸件等制造行业。值得注意的是该设备在进入市场前8年共生产了40台，但2011年一年就销售了15台，而且是适合生产型大规格的产品。为复杂型腔铸件的开发和小批量生产找到了一条快速、经济的捷径。在许多情况下，这是唯一能生产高度复杂砂芯和砂型的装备。数字化砂型、砂芯快速成型中心旨在完成高难度，复杂砂芯的制造；进行铝、镁、高温合金铸造工艺的研究和开发；开展组芯铸造工艺的研究；用于新产品开发，试样件生产和小批量生产。

3.2、组芯工艺正从铸铝走向蠕铁

组芯工艺（Cosworth），即用组芯技术生产铸件，组芯由单个砂芯组合而成。组芯在80年代起源英国，主要生产跑车的V6发动机，之后被欧美各大汽车公司应用，目前是生产铝发动机缸体的主要工艺之一。组芯技术与湿型砂工艺相比的优势在于尺寸精度高、大量减少了砂的循环、采用气体硬化单一芯砂系统（添加有机树脂的芯砂可有效地再生回收，回收率达95％以上）。因此，铸铁发动机也出现了向组芯工艺发展的趋势。

4、如何做好铸造行业绿色铸造技术发展战略

4.1、加快实施行业准入，利用市场促使机制进行行业结构调整优化

通过实施行业准入，加强政策引导，加快淘汰落后产能步伐，解决行业、量大、、臃肿、的问题；通过积极开展、百千万、工程，解决产业集中度低的问题；通过全力推进产业集群建设，解决产业布局优化的问题。

4.2、坚持传统的铸造产业与推进两化融合、现代制造服务业相融合的发展思路，运用先进实用技术改造提升传统产业

我国铸造业作为传统产业，近些年发展很快，但大而不强、企业平均规模小、技术工艺落后等还是基本现状。铸造企业不断运用新的管理概念、经营理念、信息化技术，尤其是采用智能高新技术来改造和提升传统铸造产业。中铸协将在近两年抓示范工程基础上搭建更大的平台，引导创新要素和资源向优势企业集聚，以充分发挥铸造行业企业研发中心优势福射作用，坚持、开发市场、抢占高端，实施差异化竞争，拥有议价主导权、的发展导向。引导企业加强管理创新、产品创新、品牌创新、产业组织创新、商业模式创新。

4.3、以应用促创新，以创新促发展，加快科技成果转化

要落实创新驱动战略，加快推进企业自主创新能力建设，加快建立以企业为主体、科技为支撑、市场为导向、产学研用相结合的铸造产业创新战略联盟体系，促进科技和经济紧密结合，加快科技成果转化应用，以应用促创新，以创新促发展。

4.4、积极化解产能过剩矛盾

“产能过剩”是目前影响我国工业经济发展潜在的危机。我国现在约有三万家铸造企业，铸造行业产能过剩则更多表现为落后的、低水平的无序竞争、盲目扩张和重复建设，造成大量资源浪费。要按照工信部关于尊重规律、分业实施、多管齐下、标本兼治的总要求，结合实施行业准入，找准产能过剩的症结和化解途径。通过跟踪内需，消化一批产能、通过跨国经营，转移一批产能、通过优化产业组织，整合一批产能、通过严格环保，淘汰一批落后产能，加快推进产能过剩企业兼并重组。

4.5、加大能源与环保法的执法力度，实行严格的监控，加大惩治力度

由于我国铸造行业多为中小企业，劳动条件恶劣，环保意识薄弱，多以牺牲现有的资源和环境条件来获取短期的利益，对环境造成严重的威胁。因此，在能耗、水耗、环境、安全、资源综合利用以及质量、技术、规模等方面，政府或行业协会应加大政策法规的限制力度，制定严格的标准，在一定程度上提高行业的准入门槛，将那些技术落后、污染严重的、规模较小的企业进行重组或淘汰。

结语

总而言之，我们要改变铸造业给我们带来的污染、耗能、粉尘、噪声等的不好的印象，使其朝绿色行业发展，掌握铸造行业绿色铸造技术发展战略的相关措施，稳定我国鋳造大国地位，使我国逐渐变为铸造强国。

参考文献：

铸造技术篇(2)

关键词：3D技术；艺术铸造；转型升级与跨越发展；数字化制造

近年来，在数码放大制模技术的引领下，3D技术的运用在中国艺术铸造行业得以逐步开展。本文结合2015年7月在南京举办的“3D技术在艺术铸造领域的应用”研讨会介绍了3D打印技术在中国艺术铸造行业的发展状况。

1艺术铸造行业概况

自2008年前后，上海紫顶艺术品有限公司和航天晨光股份有限公司艺术制像公司分别从城市公共雕塑和特大型制像放样入手，开启了艺术铸造行业使用3D技术的时代。3D打印技术开启了中国艺术铸造数字化制作新时代，将冲击传统的制作模式，更加有利于在经济新常态下实现艺术铸造的科技创新和转型升级。艺术铸造行业是跨越文化产业和制造业的边缘行业，是艺术和技术相结合的特殊行业，艺术铸造的很多成形、装饰技术来源于工业技术，工业新技术的引进，极大地推动了艺术铸造行业的快速发展。当今世界的制造业，正面临第四次工业革命的悄然而起，新一代信息技术与制造业深度融合，正在引发影响深远的产业变革，形成新的生产方式、产业形态、商业模式和经济增长点。中国的制造业正抓住这一重大历史机遇，提出了我国实施制造强国战略第一个十年行动纲领——《中国制造2025》，艺术铸造行业对此也应高度重视，要借《中国制造2025》的东风，引进智能化制造，向艺术铸造强国的目标迈进。2015年7月5-7日，“3D技术在艺术铸造领域的应用”研讨会在南京成功举办，疏理了3D技术在中国艺术铸造行业的应用情况，研讨了3D技术在行业的发展展望。这更有利于3D技术在艺术铸造行业的科学发展。本次研讨会参会单位30余家计40余人，其中中国艺术铸造行业的骨干企业航天晨光股份有限公司艺术制像公司、山西宇达集团、成都市蜀海世星特艺有限公司、江西桐青金属工艺品有限公司、武汉机械工艺研究所、浙江神雕集团、西安天益金属艺术品制造有限公司、安徽佛光工艺美术集团、铜陵新九鼎铜文化产业有限公司等等均参加了研讨会。会议由中国铸造协会艺术铸造分会原秘书长詹绍思主持。

2“3D技术在艺术铸造领域的应用”研讨会

2015年7月5-7日，在“3D技术在艺术铸造领域的应用”研讨会上，詹绍思首先作了开幕致辞。他介绍了3D技术目前在艺术铸造行业的应用情况，提出了3D技术的应用可以贯穿艺术铸造的设计、制模、制造与装饰等整个过程，艺术铸造行业在推广与普及3D技术的应用过程中要进一步加深对3D技术的了解；要加强企业间的交流；要提倡协作与服务，使小企业也能接受专业服务。在企业交流中提倡双向交流，敞开经验、教训，尊重交流双方；开展会下、会后的多方交流，广交朋友；并特别指出：在交流过程中不挖人，使同行间的技术交流得以健康开展。山西宇达集团卫恩科总经理以“三维扫描•3D打印在宇达的应用”为题，介绍了3D打印技术在企业的应用。山西宇达集团三维扫描•3D打印中心成立于2012年初。3D打印中心功能为：进行正向和逆向的3D设计制模；雕塑的放大制模与艺术衍生品的缩小制模；三维扫描实物并进行3D打印推出新产品。卫总指出：三维扫描•3D打印在青铜文化产业的发展中有非常广泛和深远的应用空间，我们现在应用的还只是一些非常少的领域。随着互联网+、文化创意+等概念的不断拓展，宇达拟在创意、设计具有艺术性、创意性异常复杂的创意青铜艺术品，直接利用3D打印技术，并运用真空负压铸造技术挑战手工无法完成的高精创意青铜艺术品。航天晨光股份有限公司艺术制像公司总经理靡朝华谈了他对艺术铸造行业使用3D数字化技术的畅想。晨光已成功地将逆向建模放大技术用于多项大型制像工程，并在83米成吉思汗钣金大像的制作上采用了正向技术：电脑设计、3D放样。目前，晨光正在试验将树脂砂3D打印技术用于铜钟与铜鼎的制作上。砂型的3D打印需要解决的两个问题是效率和成本。糜总认为，通过智能化制造技术，将可消除制造过程中人为的因素。糜总介绍了晨光近年来的发展思路：产学研结合，与东南大学合作。由于在艺术铸造行业找不到更高的交流平台，希望得到工业界的帮助。此外，晨光将坚定不移地发展砂型3D打印的工艺路线。他指出艺术铸造行业将成为高科技的艺术品成形行业，让全世界的文化精品为全人类所享受。铜陵新九鼎铜文化产业有限公司总经理郑东平的发言题目是“数字雕刻机器人项目介绍”。新九鼎现建有高新技术研发中心一个，主要开展铜雕塑及铜艺术品的数字化设计与自动雕刻的研究，即通过三维扫描逆向工程、三维创作、虚拟现实等技术实现高效的开发过程，通过数字雕刻、3D打印、机器人七轴雕刻等技术实现精准的出样过程。新九鼎自2014年初在行业内首先引进了七轴机器人，其灵活的“关节”让作业臂在各个角度收放自如；能够雕刻最大尺寸不超过2m×2m×2.5m的雕塑；丰富的刀头配置使得雕刻精度得到提高，外表光洁度好，利于锻造；能雕刻泡沫、代木、密度板、实木等多种材质，满足多元需求；快速的雕刻速度，可实现雕塑作品的快速出样。郑总指出：雕刻机器人的应用是铜艺术铸造行业加快雕塑作品设计，缩短制作周期的有效途径，是满足社会与市场发展的必然要求。陈小礅来自福建荣信金属艺术制造有限公司，这是一家以荣发（福建）石业集团为母公司的小型艺术铸造公司，车间员工不足10人。荣发石业于2011年成立数控雕刻部门，现已发展成占地3000m2，固定资产500万，且拥有设计中心、数控雕刻中心、加工试验中心等多部门，购置有多部三维扫描设备、10余台套数控雕刻设备、20余名工作人员的高新技术团队。具备3D扫描，设计，制作等一条龙服务。这些3D设备同样应用于铜雕塑的设计、制模。荣信公司已将3D技术成功地运用于泉州清源山老君岩造像、马可波罗、七彩云南、安踏集团奥林匹克公园等项目的铜像制作上。小陈的发言让我们看到，小小的艺术铸造企业借用了3D技术的翅膀将会大大的提高企业的生产能力和影响力。西安天益总经理杨光的发言，则让我们看到了艺铸企业运用3D技术的另一种模式。杨总介绍说：目前公司在3D技术方面采用和专业公司合作的模式。天益公司目前并未购置价格昂贵的设备，但同样将3D技术运用于文物衍生品的开发、雕塑作品的制作和其它产品的开发。在运用3D技术的过程中，杨总感觉到：雕塑艺术家的泥稿原型可以不再翻制了；礼品类泥形制作的时间和精度可以更快、更高了；铸造产品原型在不重新塑形的基础上，大小可以自由放大或缩小了；铸造厂模具保存室可以放口袋了！杨总在发言中有一句话很精辟“：拥有不如应用，最好不如最合适”，给与会者很大的启发。来自“形创•中国”的朱一舟经理为大家介绍3D扫描仪。“形创”的扫描设备曾为艺铸行业的多家企业选用，朱总的介绍帮助大家了解了目前多样化的3D扫描仪。3D扫描仪是企业运用3D技术第一个需要考虑的设备，通过它可以采集物体立体几何点云结构数据，对于保存资料、开发产品是必不可少的3D技术设备，参会的许多企业都感觉到，上3D技术需要先上3D扫描仪。恩德集团旗下仲德实业（上海）有限公司颜昌耀副总经理报告的题目是“5軸加工中心工作原理、类型及其选用；UV数位喷绘机及其产品介绍”。UV喷绘机适用于多种平面材质（包括金属、陶瓷等等）的艺术喷绘，表面肌理的起伏可达1mm，有很强的装饰效果。美唐科技是美国3DSystems公司中国大陆商，同时也是德国MK真空铸造系统在中国的加工服务与设备商。他们与铸造企业有广泛的联系。金天拾总经理是位专业人士，他用讲课的方式为大家做了报告。金总的第一个报告题目是“3D打印及其在艺术铸造的应用”，帮助大家了解了快速成型的各种工艺之间的区别，3D打印技术在砂铸和精铸工艺上的应用。第二个报告是“熔模铸造新技术—德国MKTechnology快速制壳系统介绍”。金总在发言中指出“高科技、低科技，能带来竞争力的是好科技；3D打印是一种制造工艺，有其本身的局限性；选对工艺方法很重要；多种工艺要结合”。2015年7月6日上午，研讨会代表们参观了位于紫金（江宁）科创特区的3D打印研究院。该院由中国3D打印领域的领军人物卢秉恒院士领衔，该研究院的目标是成为中国3D打印技术研发的最强基地和国内3D打印行业的领军单位。航天晨光制像公司也已进驻。3000m2的“3D打印展厅”汇聚了国内外3D打印最新研究成果。这样的参观拓展了大家的视野，看到了“制造业2025”的未来。参观之余，大家还顺便逛了一下毗邻的南京砂之船奥特莱斯艺术商业广场。

3结论

通过“3D技术在艺术铸造领域的应用”研讨会，基本可以明晰3D打印技术在艺术铸造行业的应用情况，同时也可以确定3D打印技术在艺术铸造行业的发展趋势。3D打印技术将引导中国艺术铸造由传统的制造技术模式向数字化制造模式成功迈进。

作者:胡春良 单位:山西夏县宇达集团

参考文献

[1]于彦奇.3D打印技术的最新发展及在铸造中的应用[J].铸造设备与工艺，2014（2）.

铸造技术篇(3)

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

铸造技术篇(4)

关键词：镁合金；铸造成型技术；研究分析

中图分类号：F407.471 文献标识码：A 文章编号：

铸造工艺的历史可追溯至6000年前，是早期人类就掌握的一种金属热加工工艺。铸造工艺的使用是一种成本较低的金属成型法，对于一些形状较复杂、工序较多的零件具有明显的铸造优势。

随着人们对于环保的重视和节能的要求，一些综合性能更好的新型材料逐渐产生。随着世界航空航天事业和交通运输的大力发展，新型的合金材料的研发备受人们瞩目，在众多材料中，镁合金引起本身具有的优质性能被广泛使用，对于镁合金的研究和开发成了众多技术材料研究的重点。

镁合金的性能特点

镁是常用金属中的一种，其质量较轻且资源较丰富。在地壳中的含量约有3%，其存在形式以碳酸钙镁和菱镁矿为主，镁的化学性能较活跃，在对其进行采用时，必须要进行合金化，以避免其因空气的接触而产生自燃。镁合金具有以下的性能特点：

（一）镁合金的密度较小，其密度为钢铁的2/9,铝合金的2/3，是合金结构中最轻的一种，在使用时能够有效减少部件的整体重量，降低能耗。

（二）镁合金的强度要高于强度做大的纤维材料和工程塑料，因此其使用程度较广。

（三）镁合金具有较强的阻尼性和吸收性。因此在汽车中使用可增强其减震效果，保证使用安全性和舒适性。

（四）镁合金具有较高的导热性，其膨胀空间较大，但弹性较差，导热性能较差，在高散热性能的电子产品中具有很高的使用价值。

（五）镁合金具有较高的电磁屏蔽性能，能够有效的防止电磁波的干扰，在手机通讯等产业中被广泛使用。

（六）镁合金易于加工成型，其外观质感较好，可作为电子产品的外壳使用。

（七）镁合金在使用中的收缩程度较小，尺寸较稳定，不会受到外界环境的影响而产生变化，因此在一些工程中也会使用到。

镁合金铸造成型技术分析

铸造方法

在进行压铸的过程中，由于镁合金液在进行充填时处于高速流动的状态，型腔内的气体无法正常排出，就会造成成型后的整体组织疏松，在铸件表面会形成鼓包的现象。随着技术的不断发展，新的压铸方法逐渐产生例如：真空压铸、充氧压铸和挤压铸造等，这些新型技术的采用减少了生产中出现的缺点，降低了铸件组织中出现的疏松和气孔的产生几率。增加了铸件的生产密度。在镁合金生产的汽车部件生产中采用低压铸造和差压铸造技术，采用这种方法能够将加压系统和合金的气体保护进行有效结合，简化生产工艺和程序。图为真空压铸镁合金的力学性能:

（二）塑性成型技术

在室温条件下，镁合金的塑型能力较差，在高温环境下，由于会出现孪晶滑移现象，其塑性成形的能力大大增强。在塑性成形的过程中要着重考虑变形速率和应力状态。在进行镁合金的塑性成型过程中主要有锻压成型、挤压成型、冲压成型和固态成型技术。

1、锻压成型技术。镁合金的可段性由固相线、变形速率和晶粒尺寸决定。在进行锻压的过程中通常采用具有可段性较强的AZ和ZK系，对其进行晶粒细化和合金元素的添加，使得晶粒的尺寸达到要求。在对镁合金进行锻造时一般采用水压机，减少其裂缝的产生。在进行锻造的过程中要对锻造温度等参数进行严格的控制，保证其温度的适宜性,避免因温度过高造成晶粒的膨胀，从而降低塑性能力。

2、挤压成型技术。在进行镁合金的挤压过程中使用的原料为AZ和ZK系镁合金，在高温条件下也可使用WZ系，挤压时的温度要控制在300～400℃.由于镁合金的热熔指数相对较低，因此要素挤压筒和模具进行预热，使其温度达到锭胚温度，同时要对锭胚温度进行设定，保证其上限和挤压速度合适，避免出现催热，最低温度值应为300℃，若温度低于300℃以下，会降低成形性。在进行挤压型材的选择时可以考虑使用空心材质。

3、冲压成型技术。没得晶格结构为密排六万，其塑性能力较弱，在进行镁合金的冲压过程中发展嘟嘟较慢。随着世界工艺对于镁合金的大力研制，冲压工艺逐渐成熟，在目前的技术发展中，台湾、美国和德国的技术发展处于领先的地位。

4、半固态成型技术。在进行镁合金的成型技术研究中，半固态成型技术由于其本身的技术优势和良好的使用性能取得了迅速的发展，是镁合金成型技术中的重要组成部分，其显着特点在于：成型要求温度较低，制件的七夕率要求较低、生产出的成品尺寸精度较高，可重复性较强。其技术成型图如下：

（三）连接成型技术

在镁合金的连接成型技术总监是将两块镁合金的构件进行连接，但由于其受到技术条件的限制，发展相对滞后。镁合金的连接技术是制造技术中不可或缺的一部分，其中包括冶金连接、机械连接和化学连接。

1、冶金连接。在进行冶金连接时，镁合金由于具有热脆性的特点，容易形成氧化膜，同时也加大了焊接的难度。在进行连接时，采用熔化焊和钎焊。其中，熔化焊的方式较为灵活多样，能够根据材料的种类和特性进行不同的选择。钎焊在使用时采用熔点低于连接材料的金属进行连接，对连接界面起到浸润的作用，在进行连接后进行冷却结晶，使材料相连接。但由于其本身具有材料限制性的特点，使得其应用范围得到了限制。因此对于其进行的研究还有待进一步深入。

2、机械连接。在镁合金的零部件或其它材料之间进行连接时通常采用机械连接的方法，其连接过程较简单。其中有铆接、螺纹连接两种方式。铆接是指采用铆钉将两种材料进行连接，螺纹连接是指采用螺纹将零件相连接，但其明显的特点为连接部分暴露在空气之中，因此很容易就会受到氧化和锈蚀。

结束语

随着镁合金技术的进一步发展，镁合金的应用范围正在逐渐的扩大，在我国的镁合金产业中，应加大对于镁合金的加工和利用，提高产品的生产质量，为镁合金产业的发展提供更加有力的条件。

参考文献：

[1]王波，李名尧，吴华春. 镁合金成形技术的研究及应用趋势[J].铸造技术，2011(11)

铸造技术篇(5)

关键词：铸铁机；链板；防掉带；改造

1.概述

由于我国钢铁工业进程的不断加快，铸铁机在冶金设备中具有相当重要的份额。目前，我国的各家钢铁企业所使用的滚轮固定式铸铁机，在生产运行过程中经常出现掉带现象。一旦出现掉带，就会造成重大停车事故，给炼铁企业造成极大损失。目前，各铸铁机生产厂家还没有可靠的方法来解决掉带问题。经在铸铁机安装现场对这一情况观察、分析研究，并制定针对性的措施成功地解决了这个问题。

2.铸铁机的结构以及常出现掉带情况的原因分析

铸铁机在生产运行过程中，经常产生掉带的原因很复杂，但归根结底来说具有这几方面：

（1）设备制造时产生的误差情况，主要体现在主动链轮轴线与其两相对轮齿中心线的的平行度误差等。

（2）铸铁机在安装使用过程中的误差现象。在设备安装过程中主、从动轮轴线的相互平行度误差；　各自的水平度误差；　相互轴向偏差；　与铸铁机中心线的垂直度误差；　还有主、从动轮在安装后形成的实际中心线与安装后轨道的中心线的误差；　轨道安装时自身的水平度误差。

（3）铸铁机在生产运行一段时间后，其运行的各转动连接部分磨损引起的误差等。

（4）设备在运转时由于链带的运转速度过高，也是会导致链带如弯曲摆动等现象。总之，以上这些原因都会引起掉带，但产生掉带的方式、位置只有一种，就是链带轴套运行到托轮位置上时，由于受链板端部宽度尺寸突变的影响和产生的外力作用，首先有一个链板在宽度突变部位先逐渐爬上托轮轮沿，尔后后面的链板逐渐抬高并沿托轮轮沿向外移动，以至链带掉出托轮轨道。

如图1、图2所示。而当链板中间部分运行至托轮位置时，由于链板底面没有高出托轮轮沿，有15mm　高的托轮轮沿限制了链板底面棱不能向外移动，不会产生掉带现象。

3.改造设计方案

解决掉带问题的关键在于解决链板端部运行到托轮部位上不沿托轮轮沿爬升的问题。只有这样，才能补偿设备在制造、安装、运行磨损造成的误差，才能保证铸铁机整条链带高速时正常运行。

一般铸铁机的链带较长，链带受到沿轨道方向链板重力的分力作用，在低速运行过程中整条链带是比较直的，但在高速运行时，就会出现蛇形现象，如图3所示。此时，链板与托轮轮沿连线最大偏角为2度22分10秒，前链板底面以上　15mm　处与其端部圆弧的交点到后链板突变部位距离最大为45mm。链带移动　45mm　的过程，就是后链板突变部位向轨道外移动的过程，后链板突变部位运动到托轮轮沿时，其向轨道外移动的距离为2mm，再加上链板轴向间隙（　小于3mm），突变部位向轨道外移动的最大距离小于5mm。所以，设计链板突变部位外侧比链板中部外侧宽度小5mm，突变部位外侧就不会沿托轮轮沿爬升。

为了进一步保证链板不掉带，对链板外侧突变部位设置倒角，如图4所示。如果链板外侧突变部位与轮沿内侧接触时没有间隙，由于链板外侧突变部位倒角断面呈三角形，向后40mm逐渐收为一点，且倒角中的一个角小于45°，在链带、铸铁模等重力作用下运行，链板外侧仍然可以顺利导入轮沿内侧，不会掉带（该链板底面总面积比原来减少约1%，耐磨寿命和强度仍能满足设计要求）。图5为不掉带链板的设计图。

4.结语

该设计有效的解决了铸铁机掉带问题，通过实践应用，已收到良好的效果。随着该技术的推广应用，对掉带铸铁机的改造和修复有一定的指导意义和推广价值。

参考文献

［1］李传拭主编．《铸造工程师手册》．机械工业出版社，第2版，2005

［2］重庆钢铁设计研究院主编．《炼铁机械设备设计》．冶金工业出版社，2006

铸造技术篇(6)

摘　要：随着铸造业激烈的竞争，对铸造工艺设计和生产质量控制提出了更高的要求。对于目前铸造生产质量存在的问题，本文主要对铸造工艺设计技术和铸造生产质量控制进行了分析，为确保生产出高质量的合格铸件提供了一些建议。

关键词：铸造工艺；设计；生产质量

   近些年，铸造业的竞争越来越激烈，并且铸造业的利润越来越低，但是在此情况下，对铸造业还提出了更高的要求。铸造工艺是一个复杂的多工序组合的工艺过程，本文对其铸造工艺设计技术进行了分析。传统铸造工艺有很多质量问题，如底部夹砂严重，不好清理下芯子后底部，容易塌箱造型翻上盖箱，造型合箱操作困难等，为此，本文在第二部分重点对铸造生产质量控制进行了分析。本文所选用的铸件最大轮廓尺寸为3 500×1 450×1 770（mm），铸件壁厚变化较大，最大处壁厚为260 mm，最小处壁厚为130 mm，铸件重量12 000 kg，形状结构如图1所示，铸件材质为ZG20SiMn，调质处理HB 130～170，屈服强度σs≥295 MPa，抗拉强度σb≥490MPa，铸件制造难度较高。

铸造技术篇(7)

[关键词]钛合金；超塑成形；焊接组合技术

中图分类号：TG301 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）17-0006-01

改革开放以来，我国的航空航天工业制造技术取得了卓有成效的发展。钛合金超速成型以及超塑成形焊接组合技术以其成型精确、自由度大以及零件数量少的优越性在航空制作业中得到了有效的应用[1]。该技术不仅打破了传统钛合金难以加工成型的局面，而且能够为复杂外形曲面以及多层空心结构提供技术支持，对飞机钛合金整体结构铸造中的超塑成形焊接组合技术的研究有着重要的实践意义与应用价值。

1. 超塑成形结构特点与优势

当前，部分钛合金超塑性材料已经在工业领域得到了广泛地应用，部分超塑性数据如表1所示。以Ti-6Al-4V合金为例，其超塑成形温度介于780与950℃之间，在扩散连接过程中温度保持在910℃与950℃之间，兼容性能极佳。尤其是采用SPF与DB组合工艺，更是在大多数钛合金超塑整体结构中得到了广泛地应用。常用的超塑成形结构主要包括四种类型（图1），每种类型都能够通过相应的技术改进，满足复杂、特殊的零件制造需求。一般情况下，需根据芯板涂覆止焊剂图案对超塑成形构件的结构形式与尺寸进行确定。制造中内层芯板先对封边进行焊接，在超塑成形温度与压力的作用下，实现扩散连接。整个过程无需退火及热处理，不仅能够起到减重作用，而且能够在一定程度上降低制造成本[2]。在超塑成形结构的支持下，设计人员拥有更广阔的自由空间，结构设计更加合理化。一方面，超塑成形与焊接组合工艺能够降低对工艺装备的依赖性，提升飞机制造效率；另一方面能够提升飞机的结构性能，延长飞机的使用年限。节省了大量的生产成本，成为目前飞机制造领域着重探究的新技术。

2. 超塑成形结构的实际应用

改革开放以来，国际航空工业竞争日趋激烈，国外对SPF、SPF/DB组合技术进行了深入的研究，并在原有的基础上对技术进行改进，使其在航天领域中的应用范围更为宽泛。SPF、SPF/DB所含的零件数量少，能够有效避免紧固孔造成的裂纹源现象，提升了结构的耐久性。近年来，超塑成形技术在民用飞机结构中得到了有效的应用，主要涉及到稳定性设计结构、复杂壳体以及复杂多板式部件等，减少了制造中所需的零件数量，进而节省了生产制造成本，具有较高的经济价值。欧洲空中客车在A310、A320制造过程中，将超塑成形工艺应用其中，其减重达到47%[3]，体现出鲜明的技术优势。我国于20世纪70年代开始致力于对超塑成形结构制造技术的研究，经过了多年的实践研究，取得了卓有成效的进步。使防火墙、钛合金宽弦空心风扇叶片等结构构件研制达到了一个新的高度。

3. 超塑成形焊接组合技术的应用进展

超塑成形焊接组合技术以其较高的零件生产率以及较快的制造周期得到了世界各国航空制造领域的高度关注。北京航空制造研究所研发了新的激光焊技术，引领了钛合金超塑成形结构的研制热潮。国外航空制造充分利用超塑成形与激光焊接组合技术，进一步研发了不锈钢、钛合金等多层结构，降低了零件数量，提升了构件机构生产效率，与此同时节约了大量生茶制造费用，具有一定的经济价值[4]。另外，在超塑成形/焊接组合技术的支持下，部分扩散连接难的材料结构制造问题迎刃而解，成为航空整体结构制造的重要技术核心。目前，航空航天整体结构制造领域的研究人员对超塑成形/焊接组合技术给予了高度关注，力图使其在结构制造中发挥更大的技术优势，促进航空制造业的可持续发展。

结束语

与传统的制造工艺相比，超塑成形/焊接组合技术有着鲜明的技术优势，其大大的减少了所需零件数量，进而使飞机的结构重量得到减轻，与此同时，保障了飞机的基本飞行性能，在航天制造工程中有着较高的利用价值。近年来，随着航空领域新技术、新材料的不断引进，世界各国对超塑成形/焊接组合技术给予了高度关注，必须加强对超塑成形/焊接组合技术的进一步研究与实践应用，促进航空制造技术的提升，为我国航天事业做出贡献。

参考文献

[1] 付明杰，李晓华，韩秀全，等.基于搅拌摩擦焊的TC4钛合金超塑成形性能研究[J].航空制造技术， 2015，32（17）：79-81.

[2] 熊亮同，刘太盈，苗建芸，等.钛合金多层板超塑成形/扩散连接数值模拟及工艺研究[J].锻压装备与制造技术，2014，49（05）：104-107.