铸造工艺论文篇（1）
1.2铸造缩松对曲轴疲劳强度的影响已有研究资料中报道某厂曲轴曾大量出现断裂问题。从曲轴外观上观察得知，导致断裂的主要原因是在曲轴连杆轴颈位置有铸造缩松问题，且肉眼可见。分析其成因是：在冷铁供应存在问题的条件下，曲轴造型省略了补缩所使用的冷铁。在恢复冷铁工艺后，曲轴铸造缩松问题得到了圆满的解决。由此可见，铸造缩松对于曲轴疲劳强度的影响是非常显著的。
1.3黑色带层及灰斑对曲轴疲劳强度的影响在常规工艺条件下，球墨铸铁曲轴断口多呈现出灰色或银灰色，曲轴本体以及抗拉试棒断口同样应当有此类表现。对于黑色带层问题而言，其主要是受到灰斑在疲劳试验曲轴轴颈往复式运动的影响而形成的，而灰斑的产生则主要是受到了铁水中硅偏析的影响。以往研究中在对某批次球墨铸铁曲轴进行疲劳试验的过程当中发现曲轴断面出现了异常的黑色层以及灰斑。虽然此种问题在球墨铸铁曲轴中相对比较少见，但同样属于内部缺陷的一种表现形式，此问题的出现导致了曲轴疲劳强度受到不良影响，有黑色带层或灰斑问题的曲轴在正常使用过程当中可能提前出现疲劳裂纹，导致抗疲劳强度的下降。
2热处理工艺对球墨铸铁曲轴疲劳强度的影响分析
2.1正火和中频淬火工艺对曲轴疲劳强度的影响已有研究中显示，对于球墨铸铁曲轴而言，在经过高温正火处理后，能够将其中所存在的游离状态渗碳体消除掉，从而能够起到调整基体中铁素体以及珠光体形态，以及两者构成比例的目的。通过这种方式，使球墨铸铁曲轴的综合力学性能得到了提升，促进了抗疲劳强度的改善。同时，在球墨铸铁曲轴制造过程当中，通过进行中频淬火处理的方式，能够使球墨铸铁曲轴表面形成具有一定深度的淬硬层，其对于改善曲轴自身耐磨性能有重要意义。但也有研究中认为：传统的非圆角淬火工艺下会导致曲轴淬火区与非淬火区交界位置产生失衡且反向的应力关系，并对疲劳强度造成不良影响。因此，在引入中频淬火工艺的过程当中，需要尽量选择圆角淬火工艺，达到满意的处理效果。
2.2等温淬火工艺对曲轴疲劳强度的影响在球墨铸铁曲轴的生产过程当中，通过应用等温淬火工艺的方式，能够使曲轴获得主要的贝氏体成分，同时还可形成一定的马氏体组织以及残余奥氏体组织，力学性能上具有较高的强度以及韧性水平。已有研究资料中报道，针对受到化学成分偏离影响而造成球墨铸铁曲轴疲劳强度的不足的问题，通过应用等温淬火工艺的方式，解决了曲轴在热处理上的质量问题。等温淬火工艺的应用除了对改善球墨铸铁曲轴疲劳强度水平以外，还对提高曲轴自身耐磨性有重要价值，由此也有效延长了曲轴的使用寿命，综合效益确切。
2.3氧氮化工艺对曲轴疲劳强度的影响从化学处理的角度上来说，在球墨铸铁曲轴的制造生产工艺中，通过对曲轴进行氧氮化处理的方式，能够使曲轴表面获得具有高氮特点的化合物层，同时还可形成具有饱和特点的氧扩散层。受到氧成分以及氮成分渗入的影响，使得球墨铸铁曲轴表面层的化学成分发生改变，与之相对应的显微结构也有了非常显著的提升趋势，曲轴整体的耐磨性能以及耏疲劳性能均得到了有效的改善。需要注意的一点是，对于经过氧氮化处理的球墨铸铁曲轴而言，其抗疲劳水平的提高很大程度上会受到氧化层扩散水平的影响，在氮化处理后快速冷却，并在扩散层中形成饱和固溶体，或是形成高水平的残余压应力都能够促进疲劳强度的提高。正是由于在氧氮化工艺处理下，曲轴表面能够形成较深的扩散层，故而对延长球墨铸铁使用寿命也有相当重要的意义与价值。
铸造工艺论文篇（2）
中图分类号：TG249.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）27-0052-01
前言：消失模铸造工艺本身具备着无需取模、无分型面、无砂芯的特点，这一特点就使得其本身生产的铸件没有飞边、毛刺和拔模斜度，但我国消失模铸造工艺也存在着废品率较高的问题，为了解决这一问题推动我国消失模铸造工艺的发展，正是本文就消失模铸造工艺进行研究的目的所在。
1. 常见的消失模铸造工艺缺陷
1.1 铸型损坏
在消失模铸造工艺中，铸型损坏是较为常见的消失模铸造工艺缺陷，这一缺陷主要存在着铸型上部崩塌、型腔内局部产生空洞而致铸型损坏、浇注系统设置不当而致的铸型损坏等三种缺陷形式。具体来说，铸型上部崩塌主要源于铸型上部崩塌或金属液的浮力损坏;而在型腔内局部产生空洞而致铸型损坏则主要源于金属液置换消失模的过程不顺畅，空洞处的铸型因受金属液的热作用而损坏所致;而浇注系统设置不当而致的铸型损坏则主要源于内浇道太短与砂层太薄的影响[1]。
1.2 浇注不足
除了铸型损坏，浇注不足也是较为常见的消失模铸造工艺缺陷，这一缺陷的出现主要是受温度低合金金属液流动性较低所致。此外，薄壁铸件的生产也较为容易出现浇筑不足的问题。
1.3 粘砂
在消失模铸造工艺中，粘砂也是较为常见的铸造缺陷，而浇注温度过高、型砂充填紧实度不够等都能够引起这一缺陷。具体来说，浇注温度过高所引起的消失模铸造工艺粘砂缺陷，主要源于高温下涂料附着力差，强度低，耐火性差;而型砂充填紧实度不够引起的消失模铸造工艺粘砂缺陷，则主要来自于一次向砂箱中投入全部型砂后再振实存在的填砂不紧[2]。
1.4 铸钢件表面增碳
在消失模铸造工艺铸造不锈钢或低碳钢铸件时，表面增碳的问题较为常见，这也属于消失模铸造工艺存在的缺陷之一。之所以会出现表面增碳的问题，主要是由于钢液含碳量较低所致，含碳量高的钢（如高锰钢）增碳不明显就能够较好的证明这一结论。
2.处理消失模铸造工艺缺陷的方法
2.1 铸型损坏工艺缺陷的处理
在铸型上部崩塌这一铸型损坏工艺缺陷的处理中，我们只要设法保证铸型上部有足够的吃砂量就能够较好的避免这一缺陷的出现;而在型腔内局部产生空洞而致的铸型损坏缺陷中，建议进行浇注方案的改进，以此实现液流前端持续、不停顿地流动;而在浇注系统设置不当而致的铸型损坏缺陷中，为了较好的根除这一缺陷，建议适当拉长内浇道长度，以此实现铸件与横浇道之间的砂层的增厚，这样就能够有效避免薄砂层损坏的缺陷出现[3]。
2.2 浇注不足工艺缺陷的处理
在浇注不足工艺缺陷的处理中，当面对受温度低合金金属液流动性较低所致的浇筑不足缺陷时，我们可以采用适当提高温度并增加砂箱中的减压程度的方式解决这一缺陷;而对于薄壁铸件生产的浇筑缺陷来说，我们可以采用降低发泡模密度解决这一缺陷。
2.3 粘砂工艺缺陷的处理
在处理因浇注温度过高引起的粘砂工艺缺陷时，我们可以采用适当提高浇注温度的方式，这种方式在解决粘砂缺陷的同时还能够在一定程度上提高消失模铸造的质量。例如，在进行小型铸铁件时，我们就可以将浇注的温度提高到1380～ 1400℃，这样就能够较好的避免粘砂缺陷的出现并提高小型铸铁件的浇注质量;而在型砂充填紧实度不够的缺陷处理中，建议使用分批加砂方式进行该缺陷的处理，并同时辅以手工辅助填砂，这样最终完成的砂箱填砂、振实，就能够较好的避免型砂充填紧实度不够所引发的粘砂工艺缺陷出现[4]。
2.4 铸钢件表面增碳工艺缺陷的处理
在铸钢件表面增碳工艺缺陷的处理中，我国当下存在着通过砂箱减压可缩短浇注时间、用EPMMA珠粒代替EPS珠粒两种处理方式，不过前者只能够减轻增碳情况，并不能彻底根除这一缺陷，推荐使用EPMMA珠粒代替EPS珠粒，以此根除铸钢件表面增碳缺陷的方式。
3.消失模铸造的工艺要点
3.1 消失模摸料的选择
为了能够较好的完成消失模铸造，提高铸件质量，我们就需要合理的选择消失模摸料。在我国当下，EPS是应用最早而且最为广泛使用在消失模铸造上的摸样材料，其本身具备着价格便宜、易于采购的优点。
3.2 造型材料的要求
上文中我们提到的原砂就是消失模铸造中使用的造型材料，一般来说原砂需要满足Si O2的质量分数在90%～95%区间。想要铸造较为高质量的消失模铸件，我们就必须为其准备透气性良好的型砂。对于原砂来说，我们还需要控制其洁净度与粒度，以此保证其流动性与紧实性能够满足消失模铸造的需求。一般来说，原砂在使用时其温度应控制在60℃以下，当其温度到达60℃时，我们就必须对其进行降温，并在降温后继续使用，这是为了避免泡沫模样软化问题的出现，保证消失模铸造质量的必然过程[5]。
3.3 工艺过程及控制措施
在铸钢件消失模铸造时涂料的配制中，这一涂料需要具备高的耐火度、防止粘砂、高的强度、良好的透气性、优良的涂挂性能、较强的附着力等优点;而在填砂造型环节中，需要依次进行放底砂、放模、填砂造型、覆膜并放浇杯的工艺流程，其中放底砂需要在砂箱内防治100mm左右的底砂，而放模操作则需要将砂箱底部刮平，并保证模型与砂箱四周距离控制在80mm～100mm，这样就能够有效避免钢水泄漏问题的出现，而在填砂造型的操作中，我们需要采用采用往复n次向模样内外腔落砂的方式进行填砂，而在覆膜并放浇杯操作中，我们需要保证塑料膜的完好与大小适中，并在塑料膜上盖一层厚约30mm保护砂，这样就能够有效避免口杯位移或掉入砂粒、杂物的问题出现，并以此较好的保证消失模铸造的质量。
结论：作为一个系统工程，消失模铸造本身对于企业来说有着较高的难度，这也就是的其在铸造过程中难免出现一些工业方面的缺陷，而由于这种缺陷是其他造型工业所不具备的，这就加大了企业解决相关缺陷的效率与质量。本文对消失模铸造工艺中较为常见的缺陷进行了分析，希望这一分析能够在一定程度上推动我国消失模铸造工业的相关发展。
参考文献：
[1]郭鹏，叶升平.发动机缸体消失模铸造工艺[J].现代铸铁，2012，01：43-45.
[2]李旭升，胡玉昆，王海燕，米国发.连接筒的消失模铸造工艺设计及数值模拟[J].热加工工艺，2012，11：43-46.
铸造工艺论文篇（3）
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。
铸造工艺论文篇（4）
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）09-0023-03
一、引言
我国工程教育的规模位居世界第一，已成为名副其实的工程教育大国。高等工程教育体系大而不强、多而不精，毕业生创新能力和实践能力较弱，成为困扰我国高等工程教育的难题。实现工程教育大国向强国的转变，推进高等工程教育改革势在必行[1]。在这样的背景下，教育部启动了“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”）。“卓越计划”是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010―2020年）》和《国家中长期人才发展规划纲要（2010―2020年）》的重大改革项目，也是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务，对促进高等教育面向社会需求培养人才，全面提高工程教育人才培养质量具有十分重要的示范和引导作用[2]。“卓越计划”具有三个特点：一是行业企业深度参与培养过程；二是学校按通用标准和行业标准培养工程人才；三是强化培养学生的工程能力和创新能力。
课程、教学内容和教学环节是工程人才培养的基本要素，是培养出卓越人才的关键[3]。“铸造工艺”课程是材料成型与控制工程专业（铸造方向）的主干课程，在铸造专业人才的培养过程中具有举足轻重的地位。这门课程是一门实践性非常强的课程，与生产实习紧密相关，是培养铸造方向学生工程能力和创新能力最重要的一门课，这正好符合“卓越计划”的培养理念，为了配合“卓越计划”的实施，我们对这门课程的教学内容、教学方法、考核方式等方面进行了思考和探索。
二、“铸造工艺”课程特点及教学现状
铸造工艺是一个复杂的、影响因素诸多的金属凝固成型过程，工艺设计既要考虑不同的合金材料、不同的铸造方法的影响，还要考虑不同的零件结构及其工艺参数的影响。若想真正掌握并灵活应用铸造工艺，就必须具备扎实的理论基础和丰富的实践经验[4]。受传统教育思想的影响，铸造工艺课程教学仍然是重理论、轻实践，忽视学生创新能力的培养，主要表现在：（1）教学方式单一，授课方式采用老师讲、学生听的“填鸭式”教学方法，课题缺乏学生的参与，不利于学生能力的培养。（2）教学内容陈旧，理论脱离实践、应用实例少，学生在学完这门课后进行铸造工艺设计时无从下手。（3）课内实验也完全是简单的验证性实验，学生兴趣不高，难以培养学生的创新能力。（4）课程的考核仍以闭卷的书面形式考核，考核内容多以基础知识的考察为主，这种教学和考核方式不利于卓越工程师的培养，不能满足“卓越计划”对工程能力和创新能力强化培养的要求。
三、卓越工程师培养理念下的课程教学改革
1.课程教学内容改革。根据“卓越计划”的特点，从工程实际出发，对本课程教学大纲进行了修订，改变传统的重理论、轻实践的教学思路，同时将教材的内容与铸造工程师资格认证考试内容结合起来，吸收职业资格考试的相关内容，加强学生的工程素质和实践能力的培养。根据铸造工艺课程的特点增加一些典型铸件铸造工艺设计实例。使学生能够通过实例掌握产品的铸造工艺设计步骤及方法。
根据这门课程的特点，为了让学生能够牢固的掌握设计理论基础，灵活运用所学习过的知识，开拓设计思路，我们把工艺课程进行了模块化设计，把授课内容分为若干模块。例如：铸造工艺方案的选择；浇注系统的设计；冒口、冷铁设计、砂芯的设计；铸造工艺装备设计等。通过模块化教学配合相应的工厂实践教学，使学生及时巩固了铸造工艺的设计理论，并加深了学生对现象的认识和对知识的掌握。
2.课程教学方法和教学手段改革。
①教学方法综合运用，激发学生兴趣。综合运用实物法、启发法、课堂讨论等教学方法。教学时将实物展示给学生，并采用启发法及课堂讨论的方法，培养学生的综合素质。例如在讲述浇注系统的设计时，可以向学生展示一套还未清理的，保留完整浇注系统的铸件，学生可以获得充分的感官认识，同时充分发挥学生的主观能动性，让学生思考几种不同的浇注系统的设计方案，然后进行讨论，让学生参与到课堂教学中。
②多媒体教学，提高教学质量。多媒体集成、动画模拟仿真和丰富的图像信息扩展了学生认知的深度与广度，也使教师摆脱了时间和空间对讲授内容的束缚，清楚地显示某些复杂的过程，有利于激发学生的观察力、发现力、想象力、逻辑联想力，有利于认知思维的深化与发展，有利于增强工程设计能力，提高教学效率和教学质量[5]。通过搜集、精选、制作铸造工艺方面的图片、动画来丰富该课程的多媒体课件。例如，在讲授手工造型方法时，若采用板书教学来讲述整体造型、分模造型、挖砂造型、假箱造型、活块造型、刮板造型等，则不易掌握其相关内容；若采用Flas的形式，则可清楚、直观地看到各种手工造型方法，激发学生的学习兴趣，使学生快速掌握相关内容。在讲授浇注位置的选择、分型面的选择等内容时，可通过动画模拟展示，既形象生动、直观、感染力强，又可变单纯的听觉语言为视听同步的动画模拟，这样就可以理解轻松，难点化解，学习由难变易，降低了学生学习的枯燥感，提高了教学效率和教学效果。将铸造生产企业的录像短片穿插于课堂教学中，这种录像演示生产过程的教学模式将无形变为有形、不可见转变为可见、无声转变为有声，展示了实际工业生产中的情况，激发了学生的学习兴趣，增强了学生的感性认识和好奇心，培养了学生的工程能力，提高了教学效果。
③课内实验教学改革。铸造工艺是一门实践性很强的专业课，但现有的课内实验完全是验证性的实验，难以培养学生的工程能力和创新能力。将铸造模拟软件引入课内实验，使之应用于实际铸件的工艺设计之中，为理论与实践结合提供了一个新思路。通过铸造凝固过程模拟，可以预测铸造缺陷产生，优化工艺设计，缩短试制周期，降低成本。铸造模拟软件有德国的MAGMA，法国ESI公司的PROCAST，韩国的AnyCasting，华中科技大学开发的华铸CAE等。华铸CAE是中国最著名的铸造分析系统，国内占有率达到80%左右。因此，本课程采用华铸CAE开展8个学时的铸造工艺模拟实验课。实验一：纯凝固模拟分析（4学时）；实验二：基于耦合的凝固计算（4学时）。给学生一些典型的零件，让学生在实验课中模拟铸件的充型凝固过程，预测缺陷，并优化工艺方案。通过这种实验改革的方式，达到提高学生应用能力的目的。这种原理与模拟相结合的教学方法对于加强学生对铸造工艺设计的认识，原理的深入理解效果很好。
通过上述实践环节的改革，可极大地促进学生的学习兴趣，提高设计能力，为学生的工程能力和创新能力打下了很好的基础。
④基于校企合作的教学方法改革。企业优秀工程师、技术员都具备丰富的时间技能和经验，聘请他们承担部分课堂教学任务，讲解铸造工艺规程的编制、产品铸造工艺设计的关键环节等，使得学生很容易掌握本专业设计前沿技术，同时也掌握工程应用中的一些非常重要的概念和结论。通过这种校企合作的授课方法提高了学生的职业技能，培养了学生的工程能力。
⑤课堂授课与铸造现场实践教学的结合。以往材料成形及控制工程专业（铸造方向）的生产实习都是在铸造工艺课程结束后，才到工厂进行生产实习。学生在学习铸造工艺的过程中由于对具体的生产没有概念，往往对很多内容不理解。通过这次教学改革，增加了工厂实践的这个教学环节，边学习边实践，每讲授完一个模块后，便到工厂实习相关内容，做到课堂理论教学和现场实践教学的同步进行，通过这个实践环节来促进教学内容的学习。
⑥科技竞赛提高学生综合素质。鼓励学生积极参加“永冠杯”中国大学生铸造工艺设计大赛。该项赛事由中国机械工程学会铸造分会等单位举办，是近年来铸造专业最重要的赛事，学生参与此项赛事的兴趣很高。大赛不仅要求学生具备扎实的理论基础，同时也锻炼了学生的实践操作能力。在作品的设计过程中，学生需要查阅资料、阅读图纸、三维建模、工艺设计、数值模拟、解决铸造缺陷等。通过参加铸造工艺大赛既促进了学生对实践内容的掌握，又提高了学生的学习兴趣。
同时，在教学过程中可以将往届大赛中的题目作为教学内容，让学生设计几种工艺方案，参与课堂讨论，启迪学生的思维，培养学生的工程实践能力。
⑦学生参与科研项目，培养创新能力。卓越工程师教育培养计划要求在培养学生工程实践的过程中做到课堂上的教学理论与课堂外的生产实践相结合，而工程实践问题也最好与教师的生产、科研项目相结合[6]。结合本课程的学习，鼓励学生参与教师的科研项目。学生在参与科研项目的过程中，需要查阅相关文献，了解了课题的研究现状及进展，培养了学生基本的学术素养和能力。通过参与科研项目的活动，学生不仅需要动手、更需要动脑，科研实践中遇到的各种问题，极大地促进了学生学习该课程的兴趣，同时也锻炼了学生的工程能力，培养了学生的创新能力。
3.课程考核方式改革。传统的考核方式是通过闭卷考试考查学生对理论知识的掌握程度，缺乏对实践的考核。结合卓越工程师的培养特点，采用多模块的考核方式。考核分为期末考试、课内实验考核、科技活动考核等几个模块。其中参加科技竞赛、参加科研项目等属于科技活动模块，均可以算定一定的分数。期末考试的卷面成绩占总成绩的60%，考核内容以应用型内容为主；增加实践考核的比重，课内实验占总成绩的20%；科技活动占总成绩的20%。
四、结语
“铸造工艺”是材料成型及控制工程（铸造方向）培养卓越工程师的一门非常重要的专业课，通过对该课程教学内容、教学方法、考核方式等环节的改革，提高学生的工程能力和创新能力，为卓越工程师的培养奠定了基础。
参考文献：
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铸造工艺论文篇（5）
中图分类号：TG27 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）29-0022-01
引言
铝加工业的发展使铝材的应用更加广泛，尤其是在目前的航空航天工业、轨道交通业、乘用车辆制造业、军工材料及民用产品的开发行业中，铝材应用的市场被开拓发展成为了十分广阔的大市场，因此就对铝材的质量也提出了更高更严的要求。而铝材的熔铸是铝材生产的第一道工序，其目的主要是是为铝材轧制、锻造、挤压生产提供优质锭坯。锭坯的冶金质量的高低，是在后续的工序中再难以进行更改的。因此，控制好锭坯的生产与质量是发挥铝材的潜力的重要前提。要以先进的工艺技术和最低的成本获得高性能、高质量的铝合金铸锭使之满足后续工序及最终成品的需要是现代化铝材应用所追求的。
一、变形铝合金熔铸
铝熔铸是利用电解铝液、返回废料、中间合金为主要入炉原料，经熔化、保温、精炼、铸造成锭，铸锭经锯切、铣面处理成压延车间需要的合格扁锭，或者铸轧/连铸连轧成板带坯。其主要的工艺过程为熔炼、熔体处理、铸造。铝熔铸的这三个主要工序过程是紧密衔接、相互制约、密切配合才能完成熔铸过程。在此过程中，如何发挥设备寿命期内的能力，提高生产力，节能降耗，降低生产成本越来越受到铝加工行业的关注。
二、变形铝合金熔炼
熔炼过程为了使熔体内部成分、温度均匀，需要采用适当的搅拌技术，建议采用电磁搅拌。电磁搅拌的主要优点是：减少炉内各部位熔体的温度差；熔体成分均匀；由于提高了热的传输，能耗下降；炉渣下降。
铝熔体处理一般指对熔体进行合金化、净化与细化。合金化的目的是为了提高强度，此外，还应该考虑改善加工性、抗蚀性、耐磨性、硬度、液态金属的流动性、表面性能以及其他特殊性能等。净化处理或精炼是采取措施使铝熔体中不希望存在的气体与固体物质降到所允许的范围以内，以确保材料的性能符合标准或某些特殊要求。铝熔体的净化处理主要是将氢及氧化铝降到所要求的水平或更低一些。为了获得铸锭均匀细小的最佳晶粒组织，主要途径有控制凝固时的温度制度，细化处理。
三、变形铝合金铸造
铝合金铸造是将经检验合格的铝熔体浇注到带有水冷却设施的结晶器中，使熔体在重力场或外力场的作用下充型、冷却、凝固成铝锭坯的工艺过程。变形铝合金铸造主要有半连续铸造、铸轧、连铸连轧三种铸造工艺。半连续铸造属于静模铸造，铸轧和连铸连轧属于动模铸造。对于变形铝合金铸造来说，作者认为动模铸造是发展的方向，它可以实现液体金属一次加工成材，达到节能、降耗、提高生产效率的目的。动模铸造可分为四类：其一是辊间铸造，液体金属从供流嘴流到一对相向转动的轧辊之间冷凝成形并被压延成板材，典型的辊间铸造是连续铸轧技术；其二是轮间铸造，用带定型槽沟的环形轮和钢带组成结晶器，金属液进入结晶腔内，随铸轮同步运行，在铸轮与钢带分离处，熔体凝结成坯并以与铸轮周边相同的线速度拉出锭坯；其三是带间铸造，结晶器由两条相互平行的履带式类型的钢板模或钢带组成；其四是无接触铸造，气化层铸造以及电磁铸造属此类的铸造方式。对于变形铝合金板带的成型，选用铸轧和连铸连轧的优势明显。
（一）半连续铸造坯锭
目前应用最多的是直接水冷立式半连续铸造机，它可以生产各种铝合金牌号和规格的扁锭以及实心和空心圆铸锭。铸造过程中铝液重量基本压在引锭座上，对结晶器壁的侧压力较小、凝壳与结晶器壁之间的摩擦阻力较小，且比较均匀。牵引力稳定可保持铸造速度稳定，铸锭的冷却均匀且容易控制。其中尤以液压铸造机的应用最为普遍，特别是内导式铸造机的优点更为明显。
（二）铸轧
铝熔体从净化处理装置流出后，进入可以控制液面高度的前箱内。通过前箱底侧的横浇道流入由保温材料制成的供料嘴中，液体金属靠静压力由供料嘴直接进入一对相反方向旋转的铸轧辊中间。铸轧辊使液体金属快速结晶。随着铸轧辊的转动，铝熔体的热量不断通过凝固壳被铸轧辊带走，结晶前沿温度持续下降，结晶面不断向熔体内部推进，当上下两个结晶层增厚并相遇时，即完成铸造过程而进入轧制区，经轧制变形成为铸轧带坯。铝带坯连续铸轧技术代替了通常铸锭热轧工艺生产带坯所需的铸造、锯切、铣面、加热、热轧等全部工序。
（三）连铸连轧
连铸连轧工艺是一种工艺设备紧凑，在连续铸造机后面紧接着配置热连轧轧机组的紧凑生产线，是从液体到板带材一次性完成的连续生产线。显然，连铸连轧不同于连续铸轧，后者是在旋转的铸轧辊中，铝熔体同时完成凝固及轧制变形两个过程。但是两种方法的共同点均是将熔炼、铸造、轧制集中在一条生产线，从而实现从铝液到铝板带坯连续性生产，比常规的间断式生产流程少了多道工序。
在连铸连轧工艺中，铝熔体通过铸造前箱及铸嘴进入运动的双钢带水冷模腔。前箱安放在铸机的进口处，进入前箱铝液的流量大小由流槽上的浮漂式控制器来控制，控制信号大小由铸造速度传感器反馈。铸嘴上开有小孔，在小孔中通入低压惰性气体等，均匀地分布在钢带和铝液之间，起到铝液和钢带间的热传递，使进入钢带口的铝液凝固均匀，不会使钢带间产生急速的热胀冷缩，引起钢带变形，影响铝板带表面的平整度。在钢带的下部安装有钕-铁-硼强磁体支撑辊，产生的强磁力对钢带有极强的吸引力，使钢带限制在铸机规定的范围内运动，铸造出来的铸坯截面是矩形的。
结语
综上所述，在变形铝合金板带材生产的工艺选择上，连铸连轧具有相当明显的优势，对于铝熔铸的工艺配置应该是针对企业对产品定位方面的考虑，单就产能及基本投资而言，从产品产能的灵活性以及生产产品的多样性考虑，首选的应该是普通热轧工艺流程。但是对于刚刚起步或初涉猎铝加工的企业来说，选择成熟的铸轧工艺也不失为一种少投入、快见效、迅速回收成本、产能虽小不会被套牢的工艺。
参考文献
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铸造工艺论文篇（6）
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。
铸造工艺论文篇（7）
1 概述
铸造是将熔融状态下的金属浇注到特定形状的模具中而形成预期形状金属材料的一种工艺，是人类较早掌握的一种金属热加工工艺，据今已有6000年的历史。铸造在工业发展中起到举足轻重的作用，对人类文明的发展起到巨大推动作用。随着现代社会的快速发展，对铸件的质量要求也越来越高，如何保证铸件的质量，如何对铸件进行有效的质量管控，即是本文所讨论的内容。
质量管理是制造企业在市场竞争中的决定性因素[1]，铸造企业也不例外，只有拥有良好的质量保证才能使企业在竞争中立于不败之地。全面的质量管理是把质量问题作为一个系统工程分析，强调质量职能由全体员工承担，质量管理应贯穿于设计制造的全程，而质量控制是质量管理的重要环节之一[2]。铸造车间作为铸件生产的主体，其中的人员配备、设备性能、工艺流程、管理体系等都会对铸件的质量产生一定的影响。为有效地对铸件的质量进行管理，提高产品合格率，生产出高质量的铸件，本文从以下几个方面进行了讨论。
2 人员管理
铸造车间的员工是铸件生产的执行者，员工的素质直接关系到生产铸件的质量。
从员工着手，首先在招聘员工时，应选择铸造专业的相关高素质人才，其对铸造工艺流程和成型机理都有一定的了解，能够快速的掌握自己的工作内容。其次，对工作人员定时进行系统培训，要结合新技术的发展和企业发展的战略与目标为企业人才提供学习和培训的条件与机会，使他们自身的知识和技能不断提高，同时为他们提供施展才能的舞台[3]，使员工对自己的工作内容有更加深刻的认识，不断的提高业务水平和工作能力，时刻掌握目前比较先进的铸造工艺，不断的完善自己的工艺设计水平，提高产品质量。第三，培养员工严谨认真的工作态度，使员工认识到铸件质量就是企业的生命线，使其能够严格的按照安全生产准则，认真负责的完成好每一项工作。第四，合理有效的激励机制，能够激发员工的工作积极性，自觉提高自己的工作能力和责任感，生产出高质量的铸件。第五，培养员工的团队精神，能够真正发挥出一个团队的协作精神，从而提高团队的工作质量和效率。第六，一个企业的发展就需要不断的创新，而创新是由人发起的，培养员工的创新精神。鼓励创新，才能使企业可持续的发展下去。第七，人的生命是最可贵的，车间应将员工的安全放到第一位，制定各项安全措施，定时进行安全教育和检查。
3 生产技术的管理及创新
3.1 工艺流程管理 铸造车间的生产技术管理主要是对工艺内容的管理。生产出合格铸件的关键是有一整套系统科学的工艺内容，其是工人师傅在整个生产过程中应严格遵守的工作流程。一个合格的工艺必是经过反复的实验和不断的探索而得出的。因此一个完善的科学的工艺技术流程是生产高质量合格铸件的关键。工艺流程是由工艺人员制定的，由工人师傅进行实施的，工艺人员在进行工艺制定时必须严格遵守工艺制定准则，由上级工艺人员进行细致校对后，才能下发到工人手中执行的。工艺设计要全面进行CAD化，其将工艺设计和计算机先进软硬件技术结合起来，能够辅助工艺人员进行数字化工艺设计，减少了工作量，增加了科学性和标准化，保证铸件质量的稳定性[4]。每一个工艺都会有许多节点，每一个节点都是生产合格制件的关键，因此在每一个节点实施完毕后都应有相应的人员进行检查，确保本节点顺利完成，能够进行下一节点，这样如果出现问题能够及时的发现，并提出解决对策。经由每一个节点的质量检测，才确保最终铸件的高质量。任何技术都不是一成不变的，随着科技的快速发展，对铸件的要求也就越来越高，那么工艺流程也需要不断的改进，来应对铸件质量不断提高的需求。这就需要我们的工艺人员不断地了解当今世界最先进的铸造技术，经过反复的实验和不断地创新工艺流程和工艺手段来提高铸件的质量。
3.2 模拟技术的应用 随着计算软件的不断发展，铸件的成型过程能够经过计算机软件真实的模拟出来，使生产的整个过程都清晰地呈现在计算机屏幕中，其模拟结果可以有效地指导现实的生产。它可以比理论和实验做得更深刻、更全面、更细致，可以进行一些理论和实验暂时还做不到的研究[5]。通过模拟分析我们能够提前预判出生产过程中可能存在的各种缺陷，技术人员通过分析结果对现有的工艺内容进行改进，然后重新进行模拟分析，直至整个分析过程都符合标准后，方能进行实际生产。成熟的仿真模拟技术的广泛应用能够在很大程度上避免不合格铸件的产生，尤其针对是批量化生产或是大型铸件。模拟技术的应用能够提高生产效率，提高产品合格率，对现代铸造的发展有非常积极的意义。
3.3 先进的设备 随着现代工业的发展，铸造企业正在摆脱“脏、乱、差”的工作环境和人员密集型企业的模式，向着环境舒适和流水化作业模式发展。先进的铸造生产线，在保证生产率的同时，大大提高了铸件的稳定性和质量。因此先进的铸造设备为高质量铸件的生产奠定了基础。
4 质量控制
4.1 原材料管理 铸造就是将金属在熔融状态下变形的一个过程，因此铸造就需要大量的金属原材料，那么高质量的原材料，科学有效的原材料管理模式，对铸件的质量会产生积极的影响。高质量的铸件的生产需要高标准的原材料。对于铸件而言，原材料是否含有杂质，含有多少杂质，对铸件的质量都会产生影响。只有合格的原材料才能生产出符合工艺要求，各项指标达到合格要求的高质量铸件。因此在采购时必须对原材料的质量进行严格的管控。采购时需供货厂家提供详细的质量报告，进厂后对每一批次的原材料进行复检，保证原材料达到生产所需的各项标准。原材料进场后要进行科学有序的管理，设定专门的原材料仓库，由专人进行管理。原材料仓库要良好的环境，防止二次污染。每一批次的原材料的进出都必须有详细的记录，而且与生产任务一一对应，以便以后对原材料的检查。
铸造生产总会产生一定的废料，这些废料可以重熔后进行再生产。每一批次的生产废料要进行统一的回收，存放在固定地点，且进行成分分析后，进行详细的登记。如符合下一批次的成分要求，这些废料仍然可以当作原材料进行生产，在保证质量的同时，也符合当下节能减排、可持续发展的国家方针。
4.2 质量监测管理 质量监测是生产合格制件的保障，拥有一个严格的质量监测体系，才能有效的控制铸件在整个生产过程中的质量状态，保证最终合格的制件交付到客户手中，得到客户的信任。
质量监测应贯穿在铸件设计到交付使用的整个过程中，由专门的质量监测人员进行管理。质量监测应从源头开始，原材料的采购需要进行成分检测确保质量合格，工艺设计需要组织专家评审，并进行严格的校对，且通过严格的仿真模拟，保证其科学合理性。在生产中的每一道工序，都应有专人进行质量监测，并填写详细的质量跟踪表，确保整个生产过程的正确有序。铸件生产完毕后，需经过严格的系统的质量检测，通过专门的检测设备，将那些不合格的制件严格按照废料处理，防止流入客户手中，铸件检测完毕后，需由质检部门负责人签发合格证，保证整批铸件的质量。发给客户使用后，进行质量回访，对客户提出的质量问题进行及时的研究，改进改善工艺内容，提高铸件质量。质量监测体系就像一道道关口。任何一道关口出现问题，可能都会产生严重的质量问题，影响生产进程，造成经济损失。因此在每一道工序上，都需要我们的质检人员严格遵守工作准则，为我们高质量的铸件把好每一道关口。
5 结论
铸造车间的质量管理涉及到多方面的因素。高素质的认真负责的员工团队是质量管理的核心，科学有效的人事管理制度能够提高员工的工作能力，培养认真负责的工作态度，增强团队凝聚力，掌握先进的铸造技术，不断提高铸件的质量；先进的生产技术是生产高质量铸件的关键，拥有先进设备的同时，拥有先进的工艺设计技术水平，才能生产出高质量的铸件；行之有效的质量管理体系是铸件质量的保障，原材料的有效管控，各个生产环节的质量监测，以及最后制件的合格检测都是在为最终的高质量铸件努力。只有在科学合理的各种质量管控准则的串连下才能使人和技术很好地结合在一起，共同保障合格制件的生产。
参考文献：
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铸造工艺论文篇（8）
［中图分类号］N031［文献标识码］A［文章编号］1005-6432（2011）45-0161-03
制造业是我国的重要产业,制造业集群对促进我国国民经济增长的作用举足轻重。但金融危机对我国的制造业形成了冲击,不仅外生型制造业集群受到了影响,而且内生型制造业集群也出现了发展停滞甚至衰退现象，部分集群已经进入调整期,面临如何发展、如何升级等问题。因此研究我国制造业集群的升级问题具有重要意义。本文以在欠发达的山西晋城市成长起来的“铸造业集群”为例进行分析,因为“作为最基础的产业,铸造比任何行业都需要高科技”。而这种高科技的投入主要表现在工艺技术、产品技术的提升。
1 晋城市铸造产业群是典型的内生型制造业集群产业集群是区域实现创新发展的重要载体。从我国实践中的产业集群来看,主要类型有两种,分别为内生型集群和外生型集群。其中,内生型集群是指以本地的资源禀赋和商业文化氛围为基础,少数具有创新精神的企业家首先进入某种行业,由于赢利而产生示范效应,在这种示范效应的带动下,许多同行企业依次产生,逐渐形成了集群；外生型集群是指主要受外来因素的影响而形成的,如主要依靠地缘优势、政策优势、低成本优势等吸引外来资金直接投资某产业,在先前来投资企业的带动下,同类企业逐渐增多,并逐渐形成产业集聚。
改革开放以来,山西省晋城市经济发展迅速,成长起来许多依托当地资源优势的资源型产业集群,铸造产业集群就是其中之一。该市位于我国欠发达省份山西省的东南部,1985年5月设市。现辖泽州、阳城、陵川、沁水4县与城区、高平市1区1市。
晋城市铸造产业集群是从当地生长起来的。晋城富集煤、铁等发展铸造业所需要的矿藏资源,在该产业发展的初期,当地的能工巧匠利用丰富的铁矿资源,打造各类小铸件,成为该产业的主要创业者。如泽州县南村镇在1968年时,全镇就兴建有10多座铁业社。其中,位于浪井村的浪井机械铸造厂,主要生产电风扇底座和刹车箍。该铸造厂12万元起家,仅仅4年固定资产就达到500多万元。由于价格优势(当时南方的铁卖到每吨400元,而浪井村每吨只卖200元),该厂成了苏州长城电扇厂的合作伙伴与股东之一。长城电扇每年所需的底盘有一半由浪井供货。由于对底座的需求量增大,浪井就把承揽的任务分给周边的个体铸造业,从而带动了周边村庄铸造业的发展。改革开放以来,当地的企业家纷纷投向铸造行业,壮大了晋城铸造业整体实力,扩大了影响。如在泽州县南村镇，1993年由当地人兴建起来的有红星铸造厂、金秋铸业、鹏飞铸造厂等50多家,1994年发展到160余家,示范效应明显,形成了铸造产业集聚泽州县南村镇的产业空间分布格局。到2004年由于竞争加剧,优胜劣汰有39家存活。与此同时,高平市、晋城市经济开发区等也发展起来一批有一定影响的铸造企业。这些在本地成长起来的铸造企业共同壮大了晋城市的铸造产业，内生型特色明显。
铸造生产是获得机械产品毛坯的主要途径之一,是机械制造工业的重要基础。如汽车工业的关键零件,如缸体、缸盖、曲轴、缸套、活塞、进气管、排气管等几乎全部由铸造而生成。国民经济的基础设施、城市建设和人民生活也需要大量的铸件。铸造业历史悠久,铸造技术是人类掌握的最古老的技术,在人类文明发展史中,产生了巨大而又深远的影响,推进了人类的文明进程。伴随工业化、城市化的持续推进,铸造业发展前景广阔。在山西省晋城市成长起来的铸造产业群属于制造业集群,而且是典型的内生型制造业集群。
2 晋城市铸造产业群升级历程考察
晋城市铸造产业群以铸管和铸件为主要产品,在近60年的发展中,铸管和铸件产品分别在材质、工艺以及产品方面实现了升级。
2.1 材质升级
晋城市铸造产业群中的铸管企业,在1998年以前,生产的铸铁管材质都是灰铸铁。目前生产的产品以灰铸铁管和球墨铸铁管为主,而且在高平泫氏铸管有限公司、晨晖管业有限公司、箭头铁业公司等领先企业的带动下,越来越多的企业转为生产球墨铸铁管,其中“泫氏铸管公司”于2002年开始进入生产球墨铸铁管产品,现已生产球墨铸铁管近1万吨,产品50%左右出口至欧美、中东、非洲等地。
球墨铸铁相对于灰铸铁性能优良,如1979年日本宫城大地震后,日本自来水协会对供水管网做了统计,对几种管材的抗震能力做了对比,球墨铸铁管地震时管线破坏率仅为0.04%,灰口铸铁管则为0.17%。
2.2 工艺升级
1980年前夕,铸管企业采用的生产工艺多是“砂型铸造”或“连续拉管工艺”。1980年后期,集群内部分企业的制造工艺由“连续拉管法”逐渐转变为“连续铸造法”。1990年后期,部分企业率先采用了“连续铸造离心工艺”,如建立于1997年的阳城县润城镇的“华王通用离心铸管厂”,在正式投产一年之后,“华王”凭借40㎜小口径离心铸造灰口铸铁管,获得了上海国际有色金属博览会金奖。目前,集群内企业应用的多是最为先进的“连续铸造离心工艺”。离心铸管工艺又分为两种,其一是水冷金属型离心铸管,又称德拉沃离心铸管法,主要用于生产DN 80-DN 1000管径的铸管；其二是热膜法离心铸造,它又可分为树脂砂内衬法热膜离心铸造和涂料内衬法热膜离心铸造两类。涂料内衬法所生产的铸铁管具有较高的质量,因此有取代树脂法的趋势。对于大口径离心球铁管而言,为提高工作效率多采用多工位热膜离心铸管机。就小管生产而言,热膜法因为管磨不打点、拔管方式等因素,从而外表面比较粗糙,加上涂料中含有一定的气体,在离心铸造中容易形成气孔,所以不常采用。
对比世界同行业的发展状况,单从工艺水平来看,这些企业采用的水冷金属型离心铸管工艺已与世界先进水平相差不大。但集群内铸管企业众多,资金实力不一,技术水平参差不齐,至今仍有个别企业采用连续拉管法生产。伴随领先企业的示范效应以及市场竞争的激化,向连续铸造法升级已是大势所趋。
同时,部分企业采用了消失模铸造工艺。该工艺方法是一种近无余量、精确成形的全新铸造工艺,包括预发泡、模型成型、模型簇组合、模型簇浸涂、浇注、落砂清理等几个环节。因其在生产过程中用干砂代替传统工艺的湿砂,使得污染指数大大降低,被世界公认为绿色铸造工艺。1999年起,晋城市铸造产业群开始大力推广消失模技术,在国外刚刚兴起这项技术时,其中位于阳城县润城镇的“华王通用离心铸管厂”、位于泽州县南村镇的“鹏飞铸造厂”等就引进了消失模铸造技术和全套生产线,生产出了重量轻、组织致密、精度高、强度高、内外表面光洁的铸铁管件产品,开拓了市场。
此外,在机械配件领域,位于晋城经济开发区的汉通机械有限公司、小笠原铸造有限公司等于2003年从日本引进生产汽车零部件的和主要生产缸套、空调压缩机等产品的生产技术与生产线,使得晋城铸造集群企业生产产品依托高技术含量的生产线与工艺流程而增加了产品宽度与提高了产品质量,这些企业生产的产品主要销往我国一汽、浙江、日本、韩国、俄罗斯与中东一带。
2.3 产品升级
从生产的铸造产品门类与工艺标准来看,1980年以前主要生产火炉和民用锅,20世纪80年代增加了铸管、暖气片、电器外壳、底座等产品的生产,1998年以来,通过广泛的横向联合,全市企业先后与60余家科研单位、大专院校建立合作关系,开发了球墨铸管、导流式散热器、东风EQ1090E车轮轮辋总成、V法生产配重、卧式离心泵、台钻架等11项科技含量较高、具有国内先进水平的产品,产品档次明显提高,铸件形成了以铸铁管和管件生产为主,以散热器、汽车铸件、机械铸件、衡器铸件、建筑构件、工艺铸件、抗磨铸件、民用铸件为辅的9大类20多个系列、200多个品种。(见下图)。
3 结果与讨论
在近60年的发展过程中,晋城市铸造产业群在材质、工艺、产品方面实现了技术升级,见下表。促使晋城铸造业集群发生升级的主要原因应归于购买商驱动。在实地调研中发现,该集群中的生产企业,无论是生产档次较高的精加工铸件的企业,还是家族制的小型企业,无一例外地注重与外地供应商或客户建立关系,均有着较强的市场开拓意识,多数企业建立了稳固的关联市场客户群,如泽州县南村镇南马匠“鹏飞”铸造厂与北京、天津、沈阳、长春等地的客户建立了稳固关系，“鑫裕铸业公司”则与江苏常州某公司等建立有稳定合作关系；晋城开发区的汉通机械公司与美国福特汽车签订了长期供货合同；高平市的泫氏铸工集团,产品远销至沙特、叙利亚、西班牙等国家。可以说,晋城铸造产业集群通过购买商环节嵌入了全球价值链并在购买商的驱动下实现了产品与工艺的升级。这种产品升级主要表现为产品宽度的扩大,工艺升级主要表现为新生产工艺的采用、新生产线的引进。而且首先由当地的领先型企业引起。这与联合国工业发展组织(UNIDO)公布的关于全球价值链的研究报告中指出的“发展中国家产业集群大多数嵌入了‘购买商驱动型’全球价值链,主导企业在全球价值链治理中居于支配地位”的判断基本一致。
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铸造工艺论文篇（9）
[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：
铸造工艺论文篇（10）
[中图分类号]J526.1
[文献标识码]A
[文章编号]1002—557（x）（2012）03—0175—11
藏传佛教铜佛造像艺术的成就，与铜佛像制作工匠对铜合金性能和锻铸工艺的熟练掌握，以及对佛教图像和度量比例的严格遵守是分不开的。藏族传统铜佛像制作工艺的研究，因为缺乏历史文献的记录，更需要通过对传统作坊的实地考察和实物观察，从技术工艺特点分析的角度来展现其本来的面貌。对地区传统铜佛像的制作，尤其是铜佛像的铸造工艺，以往多认为是以传统失蜡铸造法为主，即现代所说的熔模铸造工艺，因通常认为失蜡法在制作复杂立体铜像方面具有明显的优势。然而，经过笔者对、云南和四川藏区的实地考察，发现地区的藏族传统铜像作坊中采用沙范（砂型）铸造法更为普遍，而传统失蜡铸造法仅在云南德钦见到一例，这一现象引起了笔者的关注。通过参考国内外相关研究，从铜佛像制作工艺的特征入手，在此对沙范法和失蜡法两种传统铸造工艺在地区的存在提供一些粗浅的论述，目的是将思考的问题能够呈现出来，希望对促进藏族传统金属工艺的深入研究有所助益。
一、藏族传统沙范铸造法与失蜡铸造法
1、沙范法铸造工艺
目前所知，藏族工匠铸造铜佛像主要所采用的仍是传统砂型铸造法，也称作沙模法或沙范法。扎雅活佛在《宗教艺术》一书中，指出藏区工艺师广泛使用的铸造方法是模具法（沙范法），并对这一铸造工艺流程进行了详细的介绍。藏族艺人扎西威色，为了传承本民族传统手工技艺，曾对藏族金属工艺各个制作工序进行了较全面地介绍，但在其介绍中只提及沙模法铸造铜像的工艺，并未介绍失蜡铸造法。扎呷在《传统民族手工艺研究》一书中，较系统地论述了民族手工艺的发展历程、行业组织、手工艺者的社会地位，同时对各个传统工艺门类的历史变迁和制作工艺进行了专门的介绍。在该书“五金工艺”一章，对锻铸工具种类和制作工序都进行了说明，虽述及翻砂铸造，但也未曾提到失蜡法铸造工艺。学者Erberto Lo Bue认为，在喜马拉雅和地区，传统上使用3种制作佛像的技术：锻打，使用锤击红铜或黄铜板的方法，这种方法从尼泊尔山谷到东部和东北部都在使用；沙范铸造法，在东部和东北部特别普遍，这种方法或许是来源于中国中原地区；还有失蜡铸造法，在南部、中部和西部特别普遍，艺术家从尼泊尔山谷纽瓦尔师傅那里学到这项技术，而纽瓦尔人是从印度笈多、帕拉时代的雕塑家那里继承而来。
笔者2005年在拉萨和昌都地区考察“昌都工匠群”铜像作坊时，实地记录了藏族工匠所采用的传统沙范铸造方法。以拉萨铜佛像制作艺人罗布占堆的演示，将沙范铸造法的工艺流程呈现出来，为后文的讨论提供必要的根据。罗布所演示的是制作一个高11厘米、宽8厘米、厚7.5厘米的菩萨头像，整个工艺流程可以划分为以下3个部分。
1）制作沙范
首先用胶泥塑成菩萨头像的模型。用于制作沙范的沙土取自拉萨附近的山上，沙土经过筛选。
沙范由上、下两部分组成。制作时，将沙土拢起，用手掌拍实，沙土形成一台基面。然后将佛头泥模置于沙土台基面上，用手下压使佛头固定于沙土。制作沙范的上、下两部分需用2个尺寸相当的椭圆形铁皮环，椭圆的长轴20厘米，短轴17厘米，铁环的宽度5厘米左右。用铁环将佛头泥模圈住，佛头居中，铁环与沙土台基面垂直（图1）。
向置于沙土台基上的铁环内撤入黑色草木灰，草木灰可以使制范时沙土台基和佛头模型、沙范易于分离。向铁环内撤入沙土，用木棍夯实，铁环内泥土紧密挤压形成一个整体。将刮刀自铁环下口沿与台基接缝处插入，使沙范的上部与台基面分离。用手将铁环连同夯实的泥土和佛头模型一同翻转过来。用刮刀剔除范内表面粘有草木灰的土层，将沙范内表面向上置于沙土台基之上。
在沙范内表面用刮刀分别剔出4个扁弧形凹槽。凹槽的作用是定位，使两块沙范在分开、合拢时不会产生错位。在佛头颈部下方的沙范内表面，用刮刀剔出一个半圆形凹槽，留作铜液的浇口（图2）。在铁环侧壁的对应浇口的位置有半圆型的孔隙，2个铁环合并后成一个圆孔。用细毛笔蘸水，滴入与模型接触的沙土层中。再用小锤轻敲佛头模型，并对沙范与模型接触部位进行修整。用双手食指和拇指从两侧托住佛头模型，垂直向上托起，模型与沙范分离。对内壁表面再进行修整，然后将佛头模型放回原位，此时半块沙范制作完成。
铸造工艺论文篇（11）
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：
