第一部份基础知识
第四章铸造工艺及设备
本章主要叙述铝及铝合金生产的基本原理，生产工艺（包括不同的生产方式），主要设备的基本结构及工作原理。
第一节铝及铝合金
第一单元铝及铝合金的性能与结晶组织
㈠铝及铝合金的性质及用途
铝是一种银白色金属，其原子序数为13，原子量为27，纯铝的熔点为660度，铝的化学性质十分活泼，在自然界中主要以化合物的形态存在，且分布极广，地壳中的铝的含量约为8%，仅次于氧和硅，居第三位。因铝在地壳中丰富的蕴藏量及其独特的优良特性。铝工业迅速发展，铝在各个领域得到广泛应用。
1．密度
纯铝在室温时密度为2.6987g/cm2，约为铜或铁铜或铁的三分之一。由于密度小于使铝在航天航空，交通运输等领域得到了广泛应用。不同纯度的铝在不同温度下密度略有不同。
2．导热性
铝的导热率高，在金属中仅次于银、金、铜居第四位，是铁的3倍，铜的55%，纯铝在0度时的导热率为。等重量的铝的导热量是铁的12倍，铜的2倍，因此，铝材是制造热交换器，发热动机部件与家庭手暖设施的良好材料。
3．热膨长系数
铝的热膨胀系数大，纯铝的体膨长系数为*10-6m3/，为不锈钢、铜、黄铜的15倍，是其应用的一项缺点。
4．导电性
铝导电性仅次于银、铜和金而居第四位，纯铝在20度时的导电率为*10-4Ω,等重量铝导线的导电量超过铜的2倍，因此铝被广泛应用于电线电缆工业中，铝箔大量用于制造电容器。
5．耐蚀性
铝及其合金表面，易生成一层致密，牢固的氧化铝保护膜，只有在卤素离子或碱离子的激烈作用下才会遭到破坏，因此，铝有很好的耐大气腐蚀和水腐蚀的能力，能抗多数酸及有机物腐蚀。
6．反射率
铝表面对红外线、紫外线、可见光线、激光、电波等有高的反射率，因此铝广泛用于制作光、热反射材料。
7．磁学性能
铝属弱磁材料，几乎不受电磁场影响，亦无磁性，因此在通讯、电子、超导材料及计算机领域是不可缺少的材料。
8．力学性能
铝合金的基本特征之一，是其常规力学性能随合金种类与状态不同，变化范围极宽，抗拉强度为50Mpa-800Mpa属服强度为10Mpa，伸长率为2%-50%。铝材的正弹性模量变化范围窄，为（7-8）*104Mpa，刚性大致与密度成比例，与合金成分及状态的关系不大，相同刚性的铝零件比钢件轻50%。铝及铝合金的疲劳强度较低，是其应用上的一个障碍。
根据不同种类合金的力学性能的特点，铝合金可用用来制作机械零件，建筑材料等。
9．超塑性能
铝合金具有良好的超塑性，铝—锂系与铝—镁—钪系合金是理想的航天航空材料。
10．其它性能
当铝合金的成份，组成，状态不同时，铝合金具有不同的高温性能，低温性能，工艺性能（成形性能，切削性能，焊接性能，锻造性能），在铝合金使用选材时应考虑这些因素的影响。
㈡金属材料的一般特性
金属材料从冶炼到作为成件使用以前，需要经过铸造，压力加工，热处理以及铆焊等一系列的工艺过程，它能否适应这些工艺过程中的要求，以及适应的程度如何，是决定它能否进行生产，或如何进行生产的重要因素。金属材料所具有的那种能够适应实际生产工艺要求的能力统称为工艺性能，例如铸造性、煅造性、弯曲性、切削性、焊接性等。
金属材料制作成工件后，在使用过程中，则要求它能适应或抵抗到它上面的各种外界作用，如力学、化学、辐射、电磁场以及冷热—温度的作用等。金属材料满足抵抗这些外界作用的能力统称使用性能，分别称力学性能，抗腐蚀性能（或化学性能）、电磁性能、耐热性能等。
工艺性能和使用性能是既有联系又不相同的两类性能，尽管它们都是金属材料本身蕴藏着的，但由于目的不同，它这两类性能上的好与坏或高与低，有时是一致的，有时都是互相矛盾的，金属材料性能方面具有多样性，多变性和特殊性，化学成分，原子集合体的结构及内部组织是决定金属材料性能的内在基本因素，金属材料性能方面的多变性，也正是通过这三个内在因素的多变性而表现出来的。
㈢金属及合金的结晶
金属和合金由液态转变为固态的过程称为凝固。凝固过程主要是晶体或晶粒的生成和长大过程，所以也称结晶，这个过程决定了金属和合金的铸态结构、组织和性能。
1．成份、组织、结构
成份是组成金属材料的各类元素的量，各金属材料之间性能的相对差别，即是由这量上的差异引起的。
结构是指原子集合体中各原子的具体组合状态。一个完整的晶粒是由同类的原子或不同比例的异类原子，按一定规律结合在一起，并可用严格的几何图案来表达出来。
组织是指用肉眼或借助于各种不同放大倍数显微镜所观察到金属材料内部的情景。组织一词的含义包括着晶粒的大小、形状、种类以及各种晶粒之间的相对数量和相对分布。
晶粒是组成组织的类似生物学上的细胞的小单元，组织形态的复杂性是由这些小单元的形状、大小、相对数量和相对分布不同而产生的。
2．结晶的基本类型
金属在结晶过程中，要发生结构的变化，对于合金来说，同时还可能发生化学成份的变化。根据这个特点，理论上可将结晶分为两大类。
1）同分结晶，其特点是结晶过程中只发生结构的改组而无成分的变化。
2）异分结晶，其特点是在结晶过程中，成分和结构同时都发生变化，也称选分结晶，绝大部分合金属这一类。
根据结晶后的组织特点，将结晶分为以下两类
1）均晶结晶。其特点是结晶过程中只产生一种晶粒，结晶后的组织应由单一均匀晶粒组成。
2）非均晶结晶。其特点是结晶中时由液体中同时或先后形成两种或两种以上的成分和结构都不相同的晶粒。
3．结晶过程
结晶过程的宏观现象主要表现在：一是液体必须具有一定的过冷高，过冷是指实际结晶温度与其熔点的差值。二是结晶过程中伴随着潜热的释放，这种潜热等于或小于以一定
速度冷却而散发到周围环境中去的热量时，温度或保持恒定，或不断下降，结晶才可以继续进行，直到完全凝固，或达到新的平衡。
结晶过程的微观过程是一个由生核和长大两个过程交错重叠组合而成的过程。液态金属是由许多类似晶体结构的原子小集团组成，其中尺寸最大的集团，就是晶体产生的胚，称为晶胚，在过冷液体中，热运动会使一些晶胚借胀落而达到某一规定的临界尺寸以上，从此它就能够稳定地成长而不再缩小，这就是晶核，液体中出现晶核后，附近向四周液体中伸展长大，同时液相中又不断产生新的晶核并且长大。过冷度保证结晶时放出潜热不断散失，使温度不会回升，保证结晶不断进行，直至每个晶核都长大到互相接触，液相完全消失为止。
4．铸锭的一般组织
金属或合金的结晶过程大多是在铸模中进行的，铸锭的一般组织由外向内可按组织特征分为三个区域：1）由许多细小的等轴晶粒所组成的细晶粒外壳；2）紧接细晶粒外壳出现的由相当粗大的长柱粒所组成的柱晶区。3）位于铸锭中部由许多较粗长的，各方向尺寸几乎一致的晶粒所组成的等轴晶区。如图所示，铸锭的组织与合金成份和浇铸条件等因素有关，改变这些因素，就可改变这三层组织的相对厚度和晶粒大小，甚至可获得只由两个或一个晶区所组织的铸锭。
除了特殊要求希望获得具有单一柱晶区的铸锭或铸件外，生产上一般都希望铸锭中柱晶区短些，等轴晶区宽些，晶粒细些。细晶组织具有如下优点：
1）各向同性。
2）组织致密，强度高，塑性好。
3）枝晶细，第二相分布均匀，有利于抑制铸造过程中产生的成分偏析，羽毛状晶，浮游晶和粗大金属间化合物的生成。
4）提高抗裂纹的能力。
偏析与其它组织缺陷。
铸锭内各部分化学成分不均匀的现象以及形成这种不均匀性的过程叫做偏析，连续铸造的铝合金铸锭内，常见的偏析有枝晶偏析，区域偏析和局部偏析。
枝晶偏析是属于一个晶粒范围内的显微偏析又叫晶内偏析。在实际铸造条件下所得的固溶体中，每一个树枝晶内各部分的化学成分是不均匀。
区域偏析是指易熔组分在铸锭横截面上有规律性的不均匀分布，根据易熔组分在铸锭横截面上富集的部位，区域偏析可分为正偏析、反偏析、中间偏析三种类型，铸锭中心部分富集易熔组分的区域偏析叫正偏析；铸锭周边层富集易熔组分的区域偏析叫反偏析，易熔组分主要富集在铸锭中心和周边层之间的中间区域时的偏析则叫中间偏析；在连续铸造的铝合金铸锭内，区域偏析主要表现为易熔组分的反偏析。
局部偏析是指铸锭内宏观体积上某些地方化学成份的偶然不均匀性。铝合金棒连续铸锭内的局部偏析主要是由于光亮晶粒和金属化合物的偶然堆放造成的。
铸锭在结晶过程中或是随后的冷却过程中，由于不同方向收缩受到阻碍产生的铸造应力的作用，并受合金成份、杂质等的影响形成裂纹；因体积收缩形成缩孔，熔体中的气体来不及逸出液面留在铸锭中形成的气孔，造成铸锭内疏松，严重影响了铸锭组织的连续性。
6.杂质铸锭结晶组织的主要因素
1）杂质的影响
金属中非金属夹杂物的形态和大小，对金属性质有重要影响，细小、弥散均匀分布的夹杂颗粒，在金属凝固时，可以成为结晶的异质核心，同时也可阻碍晶粒的长大，起到细化晶粒的作用，聚结成粗大颗粒的杂质，与金属基体存在着明显的分界，破坏金属的整体、连续性，从而使铸锭和制品产生很多缺陷。
2）铸造条件的影响。
冷却速度对铸锭的结晶起决定性作用。冷却速度大，铸锭的结晶速度就提高，晶内结构细化，有利于柱状晶的发展，即获得细密的柱状组织，冷却速度小，是得到粗大的球状晶粒。
冷却速度大，因相内的温度梯度愈大，晶内偏析愈严重，但达到一定程度时，反而抑制降低偏析程度。
浇铸温度，提高浇铸温度，易获得粗大的晶粒组织，较低的浇铸温度，易获得细小的结晶组织。
浇铸速度。铸造速度慢，铸锭冷却的方向性强。易获得细密的结晶组织，过快的铸造速度，由于热传导有一个极限，反而使中部分的温度升高而使晶粒变大变粗大。
7.改善金属结晶组织的途径和方法
对于铸锭或铸件，常存在着内在的不均性，它包括：结晶组织方面的不均匀性（如三个晶区中的晶粒形状大小和取向不同；化学成分方面的不均匀性（如各种类型的偏析的产生）物理方面的不均匀性（如各种缩孔、裂纹、气泡等的存在）。这些不均匀性产生是相互联系的，其存在使得铸件或铸锭不能充分发挥金属材料的性能。在现实生产条件下，完全消除上述不均匀性是难于实现的。
所以在尽可能减小内在不均匀性的条件下，细化晶粒的基本途径在于尽可能地提高晶核的形成速率，并同时减小晶体的成长速度，以使大量晶核在没有显着长大的条件下便相互干扰而凝固。主要有以下几种方法：
1．化学孕育法或变质法：向液态金属中加入孕育剂或变质剂，变质剂分两类：一是促进形核；一是阻止长大。一般以前者为主，常以钛、硼的一些盐类或中间合金的形
式作为变质剂加入。
2．快速冷却法。加快冷却速度可增加结晶时的过冷度ΔT，一般来说，过冷度越大，晶核的形成速率与长大速率也增大，但前者比后者随过冷度的变大更大一些。因此，
增大冷却速度可细化晶粒。
3.加强液体运动法。应用电磁搅拌、机械振动、加压浇铸及离心浇铸可增强液体流动，
使液体与产生的枝晶发生剪切作用，加快枝晶的剥落与繁殖而达到细化晶粒的作用。
若铸锭整体组织细化而又均匀化了，则铸锭物理和化学的不均匀性也得到显着改善。
此外，可对铸锭进行热处理，即是把固态下的铝合金加热到一定温度，进行必要的保温，并以适当的冷却速度冷却到室温，以改变铝合金的内部组织和性能。
第二单元铝及铝合金生产工艺
㈠、铝及铝合金生产的基本工艺流程
原铝、冷材、合金元素配料熔炼中间取样铸造锯切、包装
成品
㈡配料
配料的目的是控制铝或铝合金的成份。由于从不同电解槽取出的铝液品位不同，且各种杂质含量也不同，同时，生产过程中产生的残铝、废品，电解车间因停槽等原因产生的高铁铝都需要到生产过程消耗掉，所以为满足产品质量要求或提高铝液品位，配料是一项重要工作，对于铝合金生产，根据不同合金产品的要求，需加入合金元素，配料尤为重要。
1．配料的一般计算式
生产中一般是以计算铝液中的杂质或合金元素量来控制铝品位。
X=（X1Q1+ X2Q2+ X3Q3+·····+ X n Q n）/（Q1+ Q2+ Q3+·····+ Q n）
X------混合后铝液的Fe（或Si、其它杂质）含量
X1 X2 X3···X n -----各电解槽铝液的Fe（或Si、其它杂质）含量
Q1 Q2 Q3···+Q n------各电解槽取出的铝液重量
对于需要进行质量调配的铝液计算式如下：
Q2=（X-X1）/（X2-X）×Q1
Q1-----调配前铝液重量
Q2-----调配需要加入铝液重量
X1-----调配前铝液含Fe（或Si、其它杂质）量
X2-----调配加入铝液含Fe（或Si、其它杂质）量
X -----调配后铝液含Fe（或Si、其它杂质）量
例：有铝液25吨，含铁量为%，问需要加入多少吨含铁量%的铝液，才能使调配后的铝液含铁量为%。
解： Q2=（）/ =5吨
即需要加入含铁量为%的铝液5吨。
2．合金元素的加入
在金属中添加某些其它元素，改变金属的性质，以适应不同用途的需要，称为合金化。对于铝来说，合金化的目的首先是为了提高铝的强度，并改善加工性、抗蚀性、耐磨性、硬度、耐磨性、表面性能以及其它特殊性能，从而使形成的铝合金用途更为广泛。铸造铝合金共分为四大类：铝—硅类、铝—铜类、铝—镁类、铝—锌类。四种类型铸造合金的主要组元不同，使各类合金的性能也不一样。
在合金化处理工艺中，除温度，时间等工艺条件影响之外，合金元素的加入方式是至关重要的，一般来说，合金元素分三种方式加入：1）对于熔点较铝低的合金元素，如Mg，可直接投入铝熔体中，2）对于熔点较高或较难熔金属，如Mn、Cu、Ti、Ni等，以中间合金形成加入；3）采用高纯金属（合金元素）粉末与助熔剂混合压制成型后，加入铝熔体中，无论采用何种加入方式，都必须保证合金元素在熔体中弥散且均匀分布。
合金元素的加入量一般根据所需生产铝合金牌号中规定该元素的量用以下公式计算：
Q=Q1×（X-X1）
Q1-----原铝液重量
X1-----原铝液中合金元素含量
Q -----加入合金元素重量
X ----调配后合金元素含量
㈢熔炼
熔炼是根据配料的要求，将不同电解槽取出的铝液、冷材、合金元素混合，并进行熔体净化和温度控制，使混合后铝液满足铸造产品的要求。
铝熔体（或铝液）存在的气体杂质往往使金属铸锭产生气孔、夹杂、疏松、裂纹等
缺陷，继而影响铸锭的加工性能及制品的强度、塑性、抗蚀性、阳极氧化性和外观质量。这些有害物质应设法在熔炼或铸造之前除去。传统的方法是熔炼中在炉内进行处理，称作“精炼”。随着冶金技术的发展，产生很多炉外处理方法。所以熔体净化包括了传统的炉内精炼和后来发展的炉外净化过程。所谓净化，即是利用物理化学原理和相应的工艺措施，除掉液态金属中的气体、杂质和有害元素以便获得纯净金属熔体的工艺方法。
1．铝熔体的杂质种类
1）金属杂质：包括Fe、Si、Cu、Na、Zn、Ti、V、Mn、Cr、Mg,其中以Fe和Si为主。
原铝中的金属杂质除个别的需要采取净化方式消除外，有些金属杂质对改善铝锭
的物理化学性能有一定的作用，但其含量必须控制在质量标准范围内，对于合金
生产，还需根据产品需要加入一定量的某种金属元素。
2）非金属杂质（或非金属夹杂物）：有氧化铝、氟化盐、炭渣、碳化铝、氟化铝等，主要以氧化铝为主，细小、均匀分布的夹杂颗粒，可为结晶的异质核心，并起到
细化晶粒的作用，夹杂物的尺寸越大，对铸锭性能的影响越大，铸锭的质量缺陷
及降低产品工艺性能，使用性能等主要发生在非金属夹杂处。
3）气体杂质：气体杂质一般有H2、CO2、CO、N2，以H2为主，气体在金属中以下述三种形态存在，1）以气体夹杂或气泡形态。2）以氢化物等固态化合物形态，3）
以液态或固态溶液，即以原子或离子形态分布于金属原子间或晶格中。在熔炼过
程中，气泡，固态化合物和吸附在金属表面的气体，一般便于除去，而溶解于金
属中形成均匀固溶体的气体就较难除去，往往易于造成铸锭缺陷，严重影响铝合
金制品的性能与质量。
2．杂质的来源
1）矿石中带来，由于氧化铝生产不可能将杂质全部除去，在电解生产时，与铝同时在阴极放电析出，主是要Si、Fe、Cu、Mn、Ti、Na。
2）电解生产过程中带入的杂质，主要是氧化铝、碳渣、炭化铝、氟化盐、氮化铝。
3）炉料中带入的杂质，回炉废料，配制合金用的中间合金或其它金属，以及熔剂，覆盖剂等带入氧化物、水分、油污、砂土等，并在入炉后产生气体。
4）大气中的水分，燃料中吸附的水分，燃料中含氢物质燃烧后生成水分蒸气，氧化物结晶水，炉衬耐火材料及工具吸附的水分均会与铝液反应生成H2。
3．铝熔体的净化方法
1）惰性气体净化法
这里所说的惰性气体，是指不与熔融铝和溶解在熔融铝中的气体及杂质起化学反应，又不溶解于熔融铝中的气体。通常使用氮气和氩气。氮气被吹入铝液后，形成许多细小的气泡，气泡在铝熔体中通过的过程中，氧化物夹杂被吸附在气泡的表面，氢不断吸入气泡中，随气泡上浮到熔体表面，氧化物夹杂停留在熔体表面，H2逸出而进入大气中，使用氮气精炼时除气速度较慢，也不可能将金属内的气体完全除净，对于非金属杂质的净化作用很小，且在高温下与铝反应形成氮化铝，因此氮气净化法只适用于对铸锭的含氮量，要求不太高的铸造生产。
2）活性气体净化法
对铝来说，活性气体主要是氯气，活性气体能与溶解在金属中的气体及夹杂物发生化学反应，生成不与金属起反应也不溶于金属的气体和化合物。或者活性气体与金属反应生成另一种气体，它不再溶于金属中只吸收氢气，并上浮将金属中的氢原子带出。
氯气本身不溶于铝中，但氯与铝及溶解于铝液中的氢迅速发生化学反应。
Cl2 + H 2HCl ↑ +
3Cl2 + 2Al 2AlCl3↑ +
反应生成物ALCl和ALCl3（沸点183度）都是气态，不溶于铝液，和未参加反应的氧一起都能起净化作用，净化效果比氮气要好得多，但氯气有剧毒，对人体有害，污染环境易腐蚀设备及加热元件，且易使合金铸锭组织粗大，使用时应注意通风及防护。
3）混合气体净化法
单纯用氮精炼效果差，用氯又对环境及设备有害，所以多采用混合气体精炼，以提高精炼效果，减少其有害作用。
混合气体有两种气体混合，N2-Cl2，混合比例多采用9:1或8:2效果好；也有三种气体混合N2-Cl-CO，混合比例一般为8:1:1。混合气体在铝液中反应如下：
Al2O3 + 6Cl2→ 4AlCl3↑ +3O2↑
3O2 + 6CO → 6CO2↑
Al2O3 + 3Cl2 + 3CO → 2AlCl3↑ + 3CO2 ↑
生成的AlCl3和CO2都有精炼作用，又能部分分解氧化铝，所以明显地提高精炼效果。
4）熔剂净化法
熔剂的精炼作用主要是靠其吸附和溶解氧化夹杂的能力，铝及铝合金的熔剂一般由碱金属及碱金属的氯化物和氟化物组成，熔剂除渣作用主要是利用熔剂对熔体中的氧化铝渣发生吸附来实现的，实践证明熔剂除气效果比气体净化除气的效果要差，而除渣效果比气体净化要好得多。
铝及铝合金在铸造过程中所使用的熔剂主要有三大类：精炼剂、覆盖剂、打渣剂。
5）气体—熔剂混合净化法
惰性气体（氮氩）中，常含有一定量的氧和水分。净化铝熔体时，在吹入的气泡表面形成很薄但很致密的氧化膜，往往覆盖全部气泡表面阻碍从熔体中析出的氢进入气泡，降低净化效果，在净化气体中加入少量细粉溶剂，夹带熔剂的气泡进入熔体后，粉状熔剂熔化，以液体熔剂膜形成包围着气泡表面，将气泡表面的氧化膜溶解，吸附使其瓦解，这时氢从熔体中经熔剂膜扩散进入气泡中，要比经过氧化膜的速度快得多，同时也防止了熔体与净化气体中的水分直接接触，此法净化效果突出，能达到较低的含氢量，且由于熔剂膜提高了气泡表面的活性，加强了吸附除渣的能力，除渣效果也好。
6）炉外连续处理
因炉内处理不仅除渣效果不佳，而且熔体又有二次污染的可能，为了提高净化处理的效果和保证熔体质量的稳定可靠，炉外连续净化处理得到迅速发展，炉外连续净化处理是在金属熔体从熔炼炉放出，铸造成型之前进行，也称熔体在线处理或联机处理，主要是采用过滤和通入气体并使之在熔体中快速旋转等方法等实现。
此外，熔体净化还有动态真空处理，静置法，振动法等，一般在工厂中常用的净化方法
主要是通入氮气和加入熔剂。
㈢中间取样
炉内铝液经过净化，将浮在液面的渣清除后，应先取样分析，以确定铝液的杂质含量，合金元素量等是否在规定的范围内，如不在规定范围内，按配料要求作调整。
㈣铸造
将熔融状态的金属或合金浇入到一定形状的铸模内，经冷却后得到一定形状和尺寸的期待锭，这种生产方法称为铸造。金属或合金的铸锭质量的好坏，决定于液态金属的质量，也取决于铸造方法和铸造成型工艺。
铸锭的生产方法很多，常用的主要有：重熔锭铸造、垂直铸造、水平铸造和连铸连轧。
1．重熔锭铸造
这是一种传统的铸造方法，主要用于生产重熔铝锭，随着铸造技术的发展，其机械化自动化程度也越来高，铝液从炉内经流槽、分配器、连续不断地注入铸造机的铸模内，铸模的底部浸在水中，使铝液冷却、凝固成型。二次冷却、整列、堆垛、打捆均可铸造机组的配合运转下完成。
2．垂直铸造
垂直铸造也称立式铸造、竖井铸造，这种铸造方法的特征是铸造时铸锭以垂直方向拉出。
铝熔体沿流槽和流盘注入结晶器中，铝熔体与结晶器内壁接触，受结晶器冷却水套的一次水冷却作用，开始结晶形成一层坚固的外壳，中间包着还未凝固的熔体，当它向下拉出脱离结晶器后，立即受到结晶器下缘喷射的二次水冷却作用，热量迅速被冷却水带水，结晶不断向铸锭中心生长，直到完毕，用这种铸造方法可以铸造扁锭、方锭、圆锭、空心锭。
3．水平铸造
水平铸造又称卧式铸造、横向铸造，其特征是铸坯与结晶器之间沿水平方向作相对运动，从炉子流出的铝熔体，经流槽、中间包进入结晶器，沿水平方向拉出，其冷却方式与垂直铸造相同。如果配备同步锯进行同步锯切，就能实现连续铸造，否则就是半连续铸造。水平铸造在应用范围上比垂直铸造更为广泛，能铸造带、线、棒、圆锭、空心、板状、方锭等多品种。
4．连铸连轧
连铸连轧的铸造部分实际上也是水平铸造，从结晶器拉出的铸坯一般为梯形，再经过与铸机相连在一起的轧机对梯形铸坯进行轧制，使之形成一定直径的圆杆，常用于生产电工圆铝杆。
㈤新工艺、新技术。
目前，铝及铝合金熔铸工艺的发展趋势是注重节能环保，与提高产品质量。
围绕节能，一是改造和设计新型的熔炼、铸造设备，重点是熔炼炉，使之向大型、快速、高效方向发展，二是采用和发展连铸连轧技术，三是利用电解原铝直接生产铸锭。降低能源消耗，可减少废气、废水的排放，起到环保的效果。
在提高产品质方面，一是研究更为完善的熔体净化方法。二是对变质剂的机理、生产方法，使用及加入方式等进行深入广泛的研究。三是研究新的铸造方法和装置。四是研究和发展熔体和铸锭质量的控制和检测技术。
上世纪七十年代开始进行研究的一种新工艺—半固态金属铸造工艺，其原理是在液态金属从液相到固相的冷却过程中进行强烈搅拌，使普通铸造成形时易于形成的树技晶网络骨架被打碎而保留分散的颗粒状组织形态，悬浮于剩余液相中，从而得到细晶粒组织，采用该技术的产品具有高质量，高性能和高合金化的特点，当前，在美国和欧洲该项工艺技术的应用较为广泛，半固态金属铸造工艺被认为是21世纪最具发展前途的近净成型和新材料制备技
术之一。
制备半固态合金的方法很多，除机械搅拌法外，近几年又开发了电磁搅拌法，电磁脉冲加载法、超声振动搅拌法、外力作用下合金液沿弯曲通道强迫流动性、应变诱发熔化激活法（SIMA）、喷射沉积法（Ospray）、控制合金浇注温度法等。其中，电磁搅拌法、控制合金浇注温度和SIMA法，是最具工具应用潜力的方法。
第二节：铝及铝合金生产的主要设备
第一单元：铸造炉
由电解槽生产出来的铝液，称为原铝液。原铝液取出后经过处理，铸成各种不同品位和形状的铝锭，然后经过检验和打捆，再过秤入库，作为下一步加工的半成品或原料，供应国家在各个方面的需要。
将原铝液铸成各种铝锭，由铸造车间来完成。为了全面地节省能源和减少铝的损失，目前原铝的铸造工作，由原来的重熔用铝锭（即普通铝锭）和铝线锭的生产，逐渐向铝线坯、板坯和铝合金锭发展的趋势，特别对生产铝、镁、硅和的综合性有色金属冶炼厂来说，更具备生产铝合金锭的条件。
不论生产重熔用铝锭还是生产坯料或合金锭，电解原铝都须进行必要的熔制处理。要得到希望成分的铝锭或合金，通常还要对原铝进行配料。熔制或配料的过程在铸造炉中完成。
铸造炉的加热方式有燃油加热、燃气加热和电加热等，多属冶金炉中的反射炉类型。按其加热能力的大小分为保持炉和熔炼炉。一般来说，保持炉的加热能力较小，入炉原料通常为液态原铝。而熔炼炉则有较大的加热能力，入炉原料除液态原铝外，可以是重熔用铝锭、各种回炉冷材及各种中间合金等固体原料。
保持炉
1.1.1.保持炉的功用和构造
保持炉是铝铸造的主要生产设备之一，它的用途是混合各种不同品位的原铝液，以获得一定化学成分的铝液，并可进行适当精炼和保温静置之用，也可进行熔化少量废铝锭。电加热式的保持炉，容量一般为吨或10吨；而当代的燃油式保持炉已达到40吨甚至更高的容量。
电加热式保持炉的炉顶有异形耐火砖，供加热元件导入。加热元件一般为镍-铬电阻线圈或扁带，也有用硅炭棒作电阻元件的。炉顶中部留有一个小孔，用以插入热电偶来检测和控制炉膛温度，炉子端部各有一个炉门和流槽口铝液用台包经过溜槽倒入炉膛。这种保持炉的两个侧面各有两个铝液流出孔，作为浇铸或其他需要时放出铝液之用。保持炉的一侧或两侧靠近铸造机。铸造重熔用铝锭的流出孔炉壳上，装有手动螺杆调流器，以控制铝液流量。图一为吨电加热保持炉结构剖面示意图。
贴图一（电加热保持炉）
图二是40吨燃油式保持炉的示意图。炉体是由钢结构焊接框架和耐火材料砌筑而成，在炉的左右两侧壁上设有三组向下倾斜50角安装的烧嘴，在炉的后面侧壁上设有三处放出口，两处为放出铝液口，一处为排泄孔，并设有两处检查孔，氮气管孔，温度测孔和进铝口，保持炉前面用三扇炉门组合而成，并由设在炉上部的对应油压缸进行开闭控制。
贴图二（40吨燃油保持炉）
1.1.
2.新保持炉的烘炉
新砌的或刚完成大修的保持炉必须进行烘炉，其目的是排除炉体结构内衬的水分，使整个内衬充分干燥，并使炉膛砖缝的耐火泥表面烧结。烘炉温度，起始宜低，以后逐渐升高，最后达到800-8500C，烘炉的时间应根据炉况确定。对于新砌的保持炉，由于炉子内衬含有较多的水分，炉子外壳由钢板包着，水分不易蒸发。炉底衬里很厚，热的传导很慢，因此，烘炉时间长一点为好。如果烘炉温度上升过快（尤其在烘炉初期），大量水蒸气从炉底和侧墙冒出，会使炉膛表面砖缝的耐火泥松动使铝液易于进入缝隙降低炉子的保温性能。如果炉子焙烧不干，急忙使用，会使铝液长期含气，影响铝锭质量。
新砌的电加热保持炉，烘炉时间约须10-15天，而40吨燃油保持炉的烘炉时间需要58天。烘炉最重要的是制定好烘炉升温曲线，严格按升温曲线来进行烘炉。升温曲线的制作是一项比较复杂的工作，它要考虑以下几个方面的问题：
①耐火材质：各种耐火材料的理化性能指标是不一样的，因而在制作升温曲线时要
区别对待；
②要掌握在各温度上耐火材质的转变过程，以确定升温时间和保温时间；
③要考虑炉膛的大小；
④要考虑供热系统的升温能力。
表二、表三分别为吨电加热保持炉和40吨燃油保持炉的烘炉升温曲线示意。
表三：40吨燃油保持炉烘炉升温曲线
对刚完成大修的炉子，烘炉时间可相应缩短，但也必须达到烘炉的基本目的。
1.1.3.保持炉的使用和维护
1.1.3.1使用保持炉的注意事项
（1）电加热保持炉生产时要避免炉顶溅上铝液：因为铝液容易把炉顶的加热元件损坏；还可能使相邻的两组电阻圈（带）造成短路。
（2）要及时扒渣或清炉，每熔炼一炉铝液，需扒渣一次，一般连续熔炼7-10天，须进行清炉。如果不及时扒渣和清炉，渣子与炉壁结成坚硬的一体，
最后造成炉膛缩小甚至流孔堵塞。
（3）要避免将保持炉当熔炼炉使用。首先是未经改造的电加热炉不能直接装上烧嘴进行燃油或燃气加热，另外保持炉的加热能力有限，入炉原料中，
固体冷材有严格的数量限制。
（4）要避免剧烈震打炉眼（流出孔），以免打坏炉眼或造成砖缝松动而漏铝。
1.1.3.2保持炉的清炉
保持炉在使用一段时间（吨电加热炉熔炼过300吨铝；40吨燃油炉熔炼过1000吨铝）后需要进行清炉。清炉以前，先在炉膛表面撒上一层熔剂，把炉温升到800-8500C，放尽铝液，保持温度30-40分钟，然后用长柄铲子和耙子（有条件的可联合使用扒渣车），把炉膛四周和底部的铝渣清除干净，再撒上一层冰晶石粉。清炉时要特别注意把流出孔的渣子清除干净，并尽量保持孔眼原设计的形状和大小。在流孔里和流道上撒上一些冰晶石粉或熔剂或滑石粉，有助于渣子或凝铝的清除。
1.1.3.3日常维护（以下以40吨燃油保持炉为例）。
（1）日常检查的内容及要求
（2）保持炉的清洁
表五：保持炉清洁内容及要求
（3）润滑
表六：保持炉润滑制度
1.2.熔炼炉
熔炼炉一般使用燃油加热炉或工频感应炉。燃油熔炼炉的构造基本与保持炉相同，其安装燃烧器的数量较保持炉多；通常设置有便于冷材加入的装置。熔炼炉的使用维护也与保持炉完全相同。
工频感应炉是靠电磁转换作为热源的。它由炉体、炉架、液压和冷却系统四个部分组成。容量一般为吨。这种炉子有结构简单，维修方便，熔化速度快，金属化学成分均匀等优点，但其容量极为有限，铝及铝合金熔炼中已很少使用。
凡熔炼炉可单独作为保持炉使用。
1.3.其它铸造炉
（1）上开盖式熔炼炉；
为便于一次性加入大量不同形状的固体冷材,这种熔炼炉的整个顶部设计成一个可移动的盖子。固体冷材放进一个底部可开闭的圆形料桶后，用天车吊运到炉体上方，再打开桶底将冷材放入炉内。炉体通常为圆形，周侧设置有数个烧嘴，并以炉子中心为对称中心。在适当的方向设有液态原料入口和熔体放出口，以及两个相对的炉门。为了提起并移动巨大的炉盖，还要设置专门的开盖机构。
（2）倾翻式保持炉
这是为了使熔体能均衡稳定地大量流出，并可根据需要对流量快速进行调整而设计的保持炉。矩形炉体的四个侧面各有不同的功用：一个大的侧面设置一到两个炉门，另一个大面是铝液流出口；两个小的侧面，一个用来安置燃油烧嘴，另一面则是液态原料入口。炉子在平置（非浇铸）状态时铝液平面底于流出口，进行浇铸时，整个炉体由液压缸顶起沿流出口与外部溜槽的接触线翻转（炉门一侧升高），熔体平面逐渐升高而从流出口流出。监测溜槽中液体平面的高度，控制液压缸调整炉体的倾斜程度，就可对熔体流量进行线性调整，快速达到希望的熔体流量。
（3）炉组
所谓炉组是指熔炼炉与保持炉的组合。目的是在保持炉进行浇铸时，熔炼炉可同时进行熔炼，当保持炉浇铸完成时就可及时补充合格的熔体，快速进入下一个铸次的浇铸，从而提高铸造生产的连续性，提高产量。当使用大量的固体冷材为原料时，所需的熔炼时间相应较长（合金生产还须进行配料），这种情况可设计两台熔炼炉与一台保持炉组合。
将熔体从熔炼炉转移到保持炉的过程叫做转注。一般炉组的设计使熔炼炉的炉底平面高于保持炉，这样的组合在转注时可依靠液面落差，使用连接溜槽进行转注。另外，转注还可使用虹吸管进行。图三为虹吸管工作原理示意图：虹吸管采用真空喷射器不断地把管内的空气排出，使管内形成负压，铝水在大气压强的作用下，沿管从下而上被抽出。
贴图三（虹吸原理图）
………
第二单元重熔用铝锭铸造机
学习目标：学习重熔用铝锭铸造机的基本工作原理，主要的组成结构和工作方式。
连续铸造机用于电解铝厂的铸造部门，以浇铸各种品位的重熔用工业纯铝锭、铸造铝合金锭和中间合金锭等。它一般由数十个到一百多个模子由链板穿成环状，装在倾斜或水平的支架上作回转运动。浇铸时，铝液通过分配器注入铸模内，经水槽冷却后，凝固的铸锭由
铸造机另一端脱模后进入自动堆垛机进行堆垛，或直接掉落在地上由人工堆垛。
由于机械化程度不一，铸模的大小和个数以及浇铸速度也不相同。通常铸锭有15公斤的，有20-22公斤的，也有10公斤的等等。下面就对中铝贵州分公司电解铝厂的重熔铸造机做简单介绍。
20公斤铝锭铸造设备年产8万吨铝，设计能力为16t/h。本设备把保持炉内的金属液，连续的经过流槽进入分配器，等量的流入铸模内，经间接冷却后等到充分凝固，才能脱模，再经冷却运输机到自动堆垛机上进行堆垛。生产20kg±2kg铝锭产品的浇铸设备，主要包括：1．流槽
由一般钢材做成的槽，内敷耐火材料，起到一定的保温作用。
2．浇铸装置
主要由浇包、天秤和分配器组成。
浇包是盛铝液用设备，紧急情况时，可翻转将铝液倒入残铝箱内。
天秤是用来调节流槽流向浇包内铝液流量的大小。
分配器安装在铸造机的框架上，上有12个流出管，将铝液均匀地分配到铸模内。
3．铸造机
铸造机的冷却方式采用循环间接水冷式，设备主要包括铸模、运输、冷却、打印及脱模装置。如图四所示
此设备共有铸模162具，铸造铝锭重量为20kg±2kg,，最大铸造速度为16t/h。
铝锭打印机安装在铸造机框架上，可将批号、日期等记号打印在铝锭表面上，采用空气缸作为动力。
脱模装置是用铸造机驱动轴的动力使凸轮旋转，凸凹面使锤子升降，下降时用锤子自重敲打铸型，辅助铝锭从铸模内脱出。
4．二次冷却机
二次冷却机大体上可分为铝锭接收、直接水冷却及运输三部分。
铝锭接收装置安装在冷却运输机的前端，为使铝锭脱模时不直接跌落，使用了滚式平衡顶架。滚式平衡顶架脱离时，铝锭由支承托架的下落移放到冷却运输机上。
5．堆垛机
堆垛机分铝锭导入装置，翻转装置，对正装置和堆垛装置四大部分。
它的主要作用就是将冷却好的铝锭按一定形状（11层，共54块）堆放起来。
6．成品运输机
就是将堆垛好的铝锭运输到堆垛机外面，并由打捆机进行“#”型的打捆操作。
此外，不管对于何种型号的重熔用铝锭铸造机，在使用前都必须要预热铸模，新换的铸模也应预热。如果不充分预热，一旦铸模砂眼里含有水份，注入铝液后会引起飞溅，伤及人身。
在生产作业前，必须做好设备的检查工作，发现铸模裂纹及时更换，铸模轨道上不应有凝铝，否则造成铸模晃动太大，影响产品外观质量，或发生阻卡现象，影响浇铸进行。
第三单元：立式半连续铸造机
2.1立式半连续铸造机的用途和构造
这种铸造机是用于铸造铝线锭（又称拉丝铝锭）及变形铝合金之用。铸模是一个铝合金或纯铜制的无底冷却器，一般称之为结晶器。铝液注入结晶器后，经过间接水冷和直接水冷形成铸锭并以一定速度退出结晶器。铸锭至一定长度后不能再继续进行浇铸，重新进行另一次浇铸。
立式半连续造机由下列几个部分组成：结晶器和冷却系统，竖井，升降机构和底座等。关键部位是结晶器，变换结晶器的尺寸和形状可以铸出各种不同的铸锭。铸锭的形状有方的、圆的、管状的和板状。铸锭的质量可以是纯铝或合金。一次铸造的数量有单根或数根，甚至几十根。铸造的长度可达6米。目前半连续铸造已发展到同水平热顶铸造法和气幕铸造法，铸造的质量得到了进一步提高。图五为立式半连续铸造机示意图。
贴图五（立式半连续铸造机）
2.2结晶器和冷却系统
一般用于铸造方锭、圆锭的结晶器由铝合金L Y和L D以及由纯铝制成的，壁厚为8—10毫米，直径162毫米的以下铸造结晶器高为80毫米，直径大于162毫米的高为150毫米。结晶器下口四周每隔5毫米钻有直径3毫米的冷却水出孔。图六为铝线锭（小方锭）结晶器形状。
贴图六（结晶器）
结晶器嵌在水箱中（或水套），直溜上口和小口在外面，一个水套一般有多个结晶器。整个水套可以移动。叫大的结晶器做成各自的的水套，有的在结晶器外壁周围以带孔的水管，喷射冷却水来冷却铸锭。
冷却水首先冷却结晶器，以后冷却水经孔喷射至铸锭四周表面，习惯上前者见作一次冷却，后者叫做二次冷却。水压每平方厘米—1公斤之间。由于冷却水中可能带有泥砂等杂物，使用前要进行过滤。过滤器可用黄铜板钻上小孔制成，定期冲洗。水源缺少的地方，冷却水可循环使用，但要经过冷却。
2.3升降机构和底座
结晶器是无底铸模，浇铸之前，把底座重下口插入结晶器内作为摸底。底座由纯铝或铝合金制成，周围形状和尺寸与铸锭横断面一样，高度比结晶器的高度捎高一点，插入结晶器的一端面带着一个凹穴或小孔，以便托住铸锭或拉住铸锭，在底座的另一端一升降机的重锤平台相连接，靠升降机构底座在结晶器下放作上升或下降运动。升降机有卷扬、丝杠和液压传动等形式，但以卷扬传动较为方便。液压传动由于密封易损坏多已废弃不用。
2.4竖井
竖井为混凝土制成的井简，深度按实际需要而定，一般在9米左右以足够应用。井简壁上装四根话杆作为升降平台的滑道。井简的中上部有下水道孔。井简使用日久会堆积铝渣或凝铝，影响下降深度，因此要及时清理。
第四单元水平铸造机
㈠水平连铸技术
水平连铸技术是在二十世纪六十年代开始得到广泛应用的，其特点在于铸坯与结晶器之间沿水平方向作相对运动。目前世界上许多国家采用水平连铸生产铸铁和有色金属棒型坯、管坯、坯、线坯和带坯。目前，水平连铸设备可生产直径10-400mm的圆坯；外径20-300毫米，壁厚大于4毫米的管坯；边长20-300毫米的方坯和宽度20-650毫米，厚度大于5毫米的带坯。
水平连铸技术的优点在于：
1．水平连续设备不需要高在厂房和深井，机械化程度高，操作方便。
2．可铸造不同规格的铸件，且可将铸件铸得很长，对于配置同步锯的水平铸造机可实现也锯切，边生产。
3．对某些将结晶器安装在保温炉下，金属液在浇铸过程中不接触空气，被污染的可能
小，可保证铸坯质量。
4．在冷却强度和出坯速度配合得恰当的情况下，可得到良好的表面质量和无偏析的内部组织。
㈡水平铸造机
水平连铸机组一般由熔炼系统，连铸系统和精整系统。但随着浇铸金属产品的不同，上述三系统包括的设备也不同，熔炼系统已在第一单元作过介绍，连铸系统（即是水平铸造机）包括中间包、中间包液面控制机构、结晶器及结晶器的供水系统等设备与装置，牵引机等。整精系统通常包括铣面机、除棱机、剪边机和飞剪、飞锯等设备，铣面机、除棱机、剪边机一般常作为加工设备单独使用，飞锯、飞剪如果作为同步锯切装置，也可以看作是水平铸造机的一部分，水平铸造机的一般结构如图七示。
1．结晶器
结晶器是水平铸造生产的铸模，是水平铸造机重要的组成部分，它决定了铸锭的形状和质量。结晶器的材质一般是铝合金和铜，生产不同的产品，可选择使用不同类型的结晶器，一般常用的有以下两种类型，如图八所示。
1）结晶器的芯（或内腔）里有一个循环水套(或冷水孔)，冷却水进入水套中通过热传递使进入结晶器与结晶器内壁接触的铝液进行一次冷却凝固，铸锭拉出的这一侧有很多并列的细小的喷水孔，水套中冷却水由此喷出对铸锭进行二次冷却，结晶器内壁上贴有一层内衬，一般是石墨，也有采用硅酸铝纤维，目的是为了减少铸坯与结晶器内壁的磨擦，起润滑作用，使用一段时间后，内衬在高温下易氧化，必须停止生产更换。
2）结晶器的冷却水系统与1）相同，而润滑方式不同，在铝液入口侧有一个与冷却水套类似的油槽，有许多并列的小孔，小孔内埋入石墨棒，加与一定压力使油槽内的润滑油从石墨棒渗出，可实现连续润滑。
2．牵引装置
各种金属在结晶器的冷却固定过程中，为了能得到如意的晶粒和光洁的表面，除了结晶的结构、冷却强度，润滑工艺及润滑剂有所要求外，对牵引装置的牵引距离，牵引速度以及每次牵引的时间都有各种不同的要求，水平铸造生产的有色金属及合金，有些可以进行连续，恒速拉坯，有些则要求间断拉坯，在工艺上要求间断拉坯往往是一拉一停的方式进行，而停和拉都是秒来计量。对于生产不同形状及质量要求不同的铸锭，可采用不同的牵引装置。
对于生产铝板锭，方锭常采用链板式牵引装置，其结构如图九所示。
链板式牵引机实际上就是水平铸造机的主体，也称铸造机，当铸锭在结晶器中凝固成型后，被托放在牵引机上方，由设置在加压机架上的浮动辊或橡胶轮在压紧装置的作用下，被紧紧压在铸造机上，随着牵引机的移动借助浮动辊的压力产生的摩擦力使铸锭被牵引机以一定的速度从结晶器中被拉出来。链板式牵引机后上表面相当平坦，上面铁制板条有一定的厚度和强度，不易受铸造制品的温度影响，可将不同断面的制品平稳地拉出。另采用可变速的电机驱动，可调整铸造速度。
其它还有机械式牵引装置，马尔它式牵引装置，液马达间断牵引装置等。
3．锯切装置
随铸锭的规格和品种的不同锯切设备也不一样，同步锯切是在铸造过程中进行的，锯切设备必须随铸锭一边运动一边进行锯切。在锯切铝铸锭常采用镶齿的圆锯片，锯片的直径根据锯铸锭的断面而定的，有时可直接选用木工使用的粗齿圆锯片。一般的同步锯如图十所示。
悬挂在门形机架的上梁，依靠液压马达和液压油缸完成锯片的前进、后退、倾动、切断铸锭，铸锭通过切断位置到达指定的长度时，安装在机架上的同步臂的前端便抓住了板式牵
引机的板条，整个锯切机便与铸锭同步，然后用夹紧钳固定好铸锭便开始切断，切断完成后，锯片返回起位置，夹紧钳松开，同步臂松开板条，机架停止移动，在锯切过程中可将润滑油喷到锯片上进行润滑，切断时产生的锯屑通过锯片下面的收尘管，被吸收到设置在机器侧面的收尘装置中。
水平铸造开始时，铝液从中间包流入结晶器，一旦铝液包往引锭头上突出的螺栓并凝固，铸造机就开始运转，同时开通冷却水被压在铸造机上的牵引锭与铸机同步开始移动。将铸锭从结晶器中拉出，当引锭头通过压紧辊后让铸锭与引锭头脱离，铸锭不断从结晶器中拉出，达到需要的长度后进行同步锯切，实现连续铸造。
第五单元连铸连轧机
学习目标：学习连铸连轧机的基本工作原理，主要的组成结构和工作方式。
这种连铸连轧机是用于铸造铝导杆及合金铝导杆。铝液先经过连续铸机浇铸成铸坯，形状如下图所示。铸模是由纯铜制作的冷却器，称之为结晶器。生产时结晶器由钢带包紧，铝液注入结晶器后，经冷却系统的冷却水间接冷却形成铸坯，一般情况有内、外两面冷却和内、外、前侧、后侧四面冷却两种。
将浇铸好的合格铸坯送入轧机系统进行轧制，根据轧制不同直径的铝导杆，可选择不同数量的机架轧机，通常轧制道次为11-15，对于最后的导杆缠卷方式，通常有自由放线盘绕法和卷筒缠卷法。此外如果生产的是合金导杆，在轧制结束后，还应有热处理装置。
为进一步了解连铸连轧结构，下面就中铝贵州分公司的铝导杆生产线连铸连轧机组做简要介绍，其结构示意图如下。
铸造设备及自动化 1.铸造车间一般有哪些部门组成？其中生产部门又可以细分为哪些部门？ 答：铸造车间：1.生产部门 2.辅助部门 3.行政部门 4.仓库 5.配套生活设施生产部门：1.造型工部 2.制芯工部 3.熔炼工部 4.清理工部 5.砂处理工部 2.铸造车间的工作制度及其特点。 答：1.阶段工作工作制：在同一地点，不同时间完成不同的工序。{优点：简单灵活；缺点：生产周期长，占地面积较大} 适用于手工单件小批量生产，并在地面上浇注的铸造车间。 2.平行工作制：在不同地点，同一时间完成不同的工序。{优点：生产率高，车间面积利用率高；缺点：投资大，占地面积大} 适用于采用铸型输送器的机械化铸造车间。 3铸造车间生产纲领的概念及其确定方法。 答：概念：车间一年内生产合格铸件的品种和数量。确定方法：1.精确纲领 2.折算纲领 3.假定纲领 4.我国铸造车间设计的方法通常为两阶段设计法，具体包括那两个阶段？ 答：1.扩大初步设计 2.施工设计 5.什么事紧实度？型砂紧实度的表示方法有哪些？ 答：概念：型砂被紧实的程度,即型砂中砂砾间排列的紧实程度。确定方法：1.容重 2.表面硬度法 3.紧实率 6.铸造工艺对型砂紧实度的要求是什么？如何满足？ 答：1.保证铸型有足够的强度便于搬运和抵抗金属液的静压力和膨胀力； 2.保证有足够的透气性； 3.在保证透气性的前提下，尽可能提高紧实度。 如何满足：1. 背砂/面砂-粗砂/细砂 2.扎通气孔 3.减少发气量 7.造型时紧实型砂的方法（实砂方法）有哪些？各有何特点？通常用于什么场合？ 答：1.压实法：利用外力使型砂高度降低，使型砂得到紧实。特点：1.无振动，无噪音；2.生产率高 3.紧实度分布于加压方法有关。 2.震机法：把砂箱，型板提高到一定高度，做自由下落，与工作台发生撞击，靠惯性力层层压实。特点：紧实度分布符合工艺要求，但顶部的型砂无法紧实。 3.抛砂法：用高速旋转的叶片将型砂成团抛出。特点：能同时完成型砂的充填于紧实过程多用于单件小批，大批生产，但生产率不高，应用正日趋减少。 4.射砂法：用压缩空气将型砂射入砂箱或芯盒。特点：能同时完成快速填砂和预紧实的双重作用。其生产率高，劳动条件好，工作噪音小，紧实较均匀，但射砂紧实的紧实度不够，芯盒于模样的磨损较大。广泛用于制芯和造型的填砂与预紧实。 5.气流实砂（静压造型）：利用气流的渗透力使型砂紧实。特点：机器结构简单，实砂时间短，噪音和振动小 6.气冲法：在瞬间使气压从0.1Mpa升至2.5Mpa（0.02s内）使用在型砂顶部，告诉气流冲击将型砂紧实。特点：靠近型面处紧实度高且均匀，比较符合铸造工艺要求；生产率高，噪音较低；及其结构简单，但也存在较大冲击力，模板磨损快，对地基的影响较大。应用：不宜于低矮的砂型紧实 7.真空法：原砂＋塑料膜——抽真空。 8.震击法造型原理及其特点。 答：将工作台连同砂箱，型板和型砂提升至一定高度之后，让其自由下落，与机座发生撞击，利用惯性力层层紧实型砂。特点：紧实度符合工艺要求，但顶部的型砂无法紧实，紧实度不均匀。 9.震击循环示功图的概念及其意义。 答：概念：表示在震击循环过程中，震击活塞行程s与震击缸内气压P的关系曲线。意义：1.反映 p与s关系； 2.反映震击循环中功德变化，且净功为ABCDEFA的面积
自动化设备报价 1通用非标准设备概述 1.1通用非标准设备含义 通用非标准设备是指通用设备中不定型，不成系列，并需先进行单体设备设计再进行单台或小批量制造的设备。 1.2通用非标准设备设计项目分类 1.2.1根据非标准设备复杂程度，可按下列分类： a）简单类： 单体非标准设备：槽、罐、池、箱、斗、架、台等，常压容器、换热器等； 干燥室类：油漆干燥室、红外线干燥室、热风循环干燥室等。 b）一般类： 机械运输线设备：一般单机非标设备、起重及机械化运输线、提升设备、清洗机、喷漆室、板材、型材加工设备、压力机等； 窑炉类：倒焰窑等； 工业炉类：冲天炉、加热炉、室式加热炉、电炉、热处理炉、精铸设备等。 c）复杂类：
压力容器设备：中低压容器设备、高温高压设备等； 大型复杂专用设备：组合机床、数控机床、精密机床及其他专用机床等，机械化、自动化、半自动化生产线、装配线等各类生产线，涂装及表面处理生产线。 1.2.2按工艺及设备类别划分时，可按下表分类：
1.3 通用非标准设备价格组成 通用非标准设备原价应由下列部分组成： a)直接材料：包括设备制造所消耗的主、辅材料，外购件； b)燃料和动力：指直接用于设备制造的外购和自制的燃料和动力费； c)直接人工：指设备制造所直接消耗人工的工资及福利费； d)制造费用：包括生产单位（如生产车间）管理人员工资和福利费、折旧、办公费、水电费、机物料消耗、劳动保护费、专用 模具、专用工具费等； e)期间费用分摊：包括管理费用、财务费用、销售费用等； f)利润和税金；
g)非标准设备设计费。 2 通用非标准设备价格估算方法 2.1 适用范围 在编制初步设计概算时，当通用非标准设备无法查找价格并无法询得价格时，可按本办法估价。 2.2 估价方法 根据估价时所具备的不同条件，可采用下面相应的估价方法进行估价： a）综合估价法：是在初步设计阶段有较详细总图而无详细零件图，可得到主要材料消耗量和主要外购件消耗量时，以主要材料费为基础，根据其与成本费用的关系指标估算出相应成本，另外考虑一定的利润、税金和设计费，从而求得该设备价格的方法。 b）类比估价法：这是当尚无非标准设备图纸或虽具备图纸但不宜或难以按综合估价法估价时可采取的办法。其方法是和类似标准设备类比，考察非标准设备与标准设备在直接成本及生产制造上的主要差异和复杂程度，以同期标准设备的价格调整为非标准设备价格。
填空 1.射砂筒的进气方式有（顶上进气）和（均匀进气）两种。 2.机械起模的方式有（顶箱起模）和（翻转起模）两种。 3.气动微震机构可分为（弹簧垫式）和（气垫式）两种。 4.按生产线布置，可将铸型输送机分为（封闭式）和（开放式）两种。 5.按照工作原理的不同，浇注机械可分为（倾转式）、（底注式）、（气压式）和电磁泵式）四类。 6.筛分设备的主要作用是筛除其中的（芯块）、（砂块）和（其他非金属杂物 考试题：紧实度：指型砂被紧实的程度，通常用单位体积内型砂的质量表示 震击实砂：将型砂填入砂箱，工作台将砂箱连同型砂举升到一定高度，并让其自由下落，工作台与机体发生撞击。撞击时，型砂的下落速度变成很大的冲击力，作用在下面的砂层上，使型砂层层得到紧实。 脱箱造型：在造型后能先将砂型脱去，使砂箱不进入浇注、落砂、回送循环的造型方法。 铸造生产线：根据生产铸件的工艺要求，将主机和辅机按照一定的工艺流程，用运输设备联系起来，并采用一定的控制方法所组成机械化、自动化造型生产体系，并在该生产体系中，进行铸型浇注、冷却落砂以及空箱返回等工作，从而完成铸件生产过程。 流态化：气体通过固体颗粒流动，使固体颗粒呈现出类似于流体状态。 1.慢速压实过程中，砂型内的应力是如何分布的？ 答：压实开始时，箱壁上的摩擦阻力使压板边角处应力升高，在压板下沿着砂箱壁形成一个高应力环形区。这时，型砂的内摩擦力与压板的向下推力结合，形成一个向下向中心的作用力。 2、根据射砂过程及砂粒自射孔射出的过程，影响砂粒射出的因素有哪些？是如何影响的？ 如何防止答：(1)射砂气压及气压梯度，用流通截面足够大的快速进气阀门； (2) 型砂性能与射砂筒中型砂的紧实，防止出现穿孔、搭棚和空吹现象；(3)锥形射头与射孔大小，射芯机的射头大都做成锥盆形，射孔不能过小。 3、根据图1中震击气缸工作时的三个位置描述震击气缸的震击循环过程？1-震击活塞2-进气孔3-排气孔（1）管路气压过低，或工作负荷过大；提高管路气压。（2）进气孔太小，进气过慢；调整进气孔尺寸。 4、发生双重撞击的原因有哪些？如何排除？ 震击开始时，压缩空气通过活塞1中的空腔，经气缸壁上的环形间隙，从气缸孔2进入气缸，缸内气压上升，推动活塞向上运动。活塞向上升起一段距离后，空气的气路别切断，气缸不再进气。这时，由于气缸中的气压仍然比较高，它一面膨胀一面推动活塞继续上升。活塞又走过一小段距离(称作膨胀行程)后，将排气孔3打开，气缸内的压缩空气便迅速排出。这时气缸内气压降低，但是活塞尚具有向上的惯性，因而仍然继续上升。惯性使活塞再上升一段距离(排气工作行程)后，上升惯性丧失开始下落。下落时，先关闭排气孔3，一直落到活塞以相当大的速度与工作台发生撞击，这时进气孔被打开，气缸又开始进气。震击工作台受撞击时回弹力的作用，加上气缸内气压的作用，活塞及工作台重又上升，一个震击循环结束，新的循环重又开始，形成重复的震击。 5、水平分型脱箱造型与垂直分型无箱造型相比有哪些优点？
工业自动化设备广告语 广告语，工业自动化设备广告语 1、精进工控，传动未来。 2、传动精彩，共赢未来。 3、以品质创造精彩，以诚信铸造未来。 4、服务工控，传动精彩。 5、国际品牌，工业先锋！ 6、精进引领先进，主动创造自动。 7、我们带来品质，您将带回称心！ 8、工控未来，传动精彩！ 9、诚信成就发展，兢业实现跨越。 10、专注工控，传递动力无限。 11、心系天下，掌控未来。 12、我的商品，值得你信赖。 13、工控传动——工业自动化的明天。 14、我们用心进行每一次传递。 15、代售精品机械，传递优质服务。 16、工业自动，我们更专业！ 17、进口工控，传动天下。 18、工控传动，进口品牌，客户第一，诚信至上。 19、海纳百川，我们追求卓越。舍我与谁，你合作的首选。
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造型材料处理及旧砂再生设备 [摘要]：铸造设备自动化一般按造型方法来分类，习惯上分为普通砂型铸造和特种铸造。普通砂型铸造包括湿砂型、干砂型、化学硬化砂型铸造三类。特种铸造按造型材料的不同，又可分为两大类：一类以天然矿产砂石作为主要造型材料，如熔模铸造、壳型铸造、实型铸造、陶瓷型铸造等；一类以金属作为主要铸型材料，如金属型铸造、离心铸造、连续铸造、压力铸造、低压铸造等。 [关键词]：造型；旧砂；混砂机；材料； 引言 造型材料种类繁多，不同的型砂种类，其组成各不相同，处理方式、工艺过程、处理装备等均不相同。各种型砂通常都由原砂、粘结剂、辅加物等组成，其原材料常需经烘干、过筛、输送等过程进入生产设备单元，其旧砂常需要回用或再生处理。 1、新砂烘干设备 1.1热气流烘干装置 热气流烘干装置由给料器2均匀送入喉管4的新砂与来自加热炉的热气流均匀混合。在输送管道5中，砂粒受热后其表面水分不断蒸发而烘干。烘干的砂粒从旋风分离器中分离出来，存于砂斗备用（图中未绘出）。从分离器6的顶部排出的含尘气流经旋风除尘器7和泡沫除尘器8两级除尘，再经风机10和带消声器11的排风管排至大气。由于风机装在尾端起抽吸作用，故该装置又称风力吸送装置，常用的热气流烘干装置如图1所示。 图1热气流烘干装置
1.2三回程滚筒烘炉 三回程滚筒烘炉主要由燃烧炉和烘干滚筒组成。它以煤或碎焦碳为燃料，由鼓风机将热气流吸入烘干滚筒，与湿砂充分接触，将其烘干。烘干滚筒由三个锥度为1：10及1：8的大小不同的滚筒套装组成，在内滚筒、中滚筒与外滚筒间，用轴向隔板组成许多小室。滚筒由四个托轮支撑，其中两个托轮是主动轮，靠磨擦传动使滚筒旋转。三回程滚筒烘炉如图2所示。 图2 回程滚筒烘炉结构图 2、黏土砂混砂机混砂机 混砂机是使型砂中各组分均匀混合，并使黏结剂有效地包覆在砂粒面的设备。混砂机是铸造砂处理型砂混制的主要设备，也是获得合格型砂的关键设备[1] 。混砂机将铸造用砂、粘结剂、附加剂、水等均匀拌和使其成为具有一定性能的型砂或芯砂的机器。主要有辗轮式和摆轮式两种。 混砂机利用碾轮与碾盘的相对运动，将置于两者间的物料受到碾压兼磨削的作用而粉碎物料，混砂机在粉碎物料的同时还将物料混合。是生产免烧砖、灰砂砖、水泥砖、耐火砖、粉碎和混合粉煤灰、锅炉炉渣、尾矿渣及工业废渣作制砖原料的理想设备。 混砂机作为铸造工艺中的重点设备，是控制型砂质量、成本的关键因素。混砂机是一种被广泛应用在铸造工业中的砂处理设备，混砂机按混砂工艺特征，可以分为：以辗压﹑搓研作用为主的辗轮式混砂机；以混合作用为主的叶片式混砂机；兼有搓研﹑混合作用的逆流式或称转子式混砂机和兼有辗压﹑混合作用的摆轮式混砂机。混砂机按工作性质还可以分为间歇式和连续式两种混砂机。
目录 1铸造车间一般有哪些部门组成？其中生产部门又可以细分为哪些部门？ 2.铸造车间的工作制度及其特点。 3铸造车间生产纲领的概念及其确定方法。 4.我国铸造车间设计的方法通常为两阶段设计法，具体包括那两个阶段？ 5.什么事紧实度？型砂紧实度的表示方法有哪些？ 6.铸造工艺对型砂紧实度的要求是什么？如何满足？ (1) 7造型时紧实型砂的方法（实砂方法）有哪些？各有何特点？通常用于什么场合？ (2) 8.震击法造型原理及其特点。 9震击循环示功图的概念及其意义。 10.弹簧式启动微震压实造型机的工作原理（静态，震击，压震和起模）及其特点。 (3) 11.气垫式启动微震压实造型机的工作原理（静态，震击，压震和起模）及其特点。 12.垂直分型脱箱造型机（DISA迪砂造型机）的工作过程及其特点。 (4) 13水平分型脱箱造型机与垂直分型无箱射压造型机相比，有何特点？ 14多触头的概念，组成及其分类。 (5) 15.造型生长线的概念，组成及分类。 16.旧砂回用的概念及其处理工序。 17.旧砂再生的概念及其再生方法。 18碾轮式泥砂机的泥砂处理（碾轮和刮板的作用），特点及应用。 19转子式混砂机的特点及其应用。 (6) 20什么是双联熔炼？并比较电路熔炼和冲天炉熔炼的特点。 21什么叫落砂？常用的落砂设备有哪些？ 22什么叫清理？ (7)
1.铸造车间一般有哪些部门组成？其中生产部门又可以细分为哪些部门？答：铸造车间：1.生产部门 2.辅助部门 3.行政部门 4.仓库 5.配套生活设施生产部门：1.造型工部2.制芯工部3.熔炼工部4.清理工部5.砂处理工部 2.铸造车间的工作制度及其特点。 答：1.阶段工作工作制：在同一地点，不同时间完成不同的工序。{优点：简单灵活；缺点：生产周期长，占地面积较大} 适用于手工单件小批量生产，并在地面上浇注的铸造车间。 2.平行工作制：在不同地点，同一时间完成不同的工序。{优点：生产率高，车间面积利用率高；缺点：投资大，占地面积大} 适用于采用铸型输送器的机械化铸造车间。 3铸造车间生产纲领的概念及其确定方法。 答：概念：车间一年内生产合格铸件的品种和数量。确定方法：1.精确纲领2.折算纲领3.假定纲领 4.我国铸造车间设计的方法通常为两阶段设计法，具体包括那两个阶段？ 答：1.扩大初步设计 2.施工设计 5.什么事紧实度？型砂紧实度的表示方法有哪些？ 答：概念：型砂被紧实的程度,即型砂中砂砾间排列的紧实程度。确定方法：1.容重2.表面硬度法3.紧实率 6.铸造工艺对型砂紧实度的要求是什么？如何满足？ 答：1.保证铸型有足够的强度便于搬运和抵抗金属液的静压力和膨胀
铸造设备类项目 可行性研究报告 xxx（集团）有限公司
铸造设备类项目可行性研究报告目录 第一章项目概况 第二章项目建设必要性分析 第三章市场研究分析 第四章项目规划方案 第五章选址可行性研究 第六章项目建设设计方案 第七章项目工艺分析 第八章环保和清洁生产说明 第九章项目安全保护 第十章项目风险概况 第十一章项目节能说明 第十二章项目进度方案 第十三章项目投资分析 第十四章项目经济效益分析 第十五章招标方案 第十六章综合结论
第一章项目概况 一、项目承办单位基本情况 （一）公司名称 xxx（集团）有限公司 （二）公司简介 公司是一家集研发、生产、销售为一体的高新技术企业，专注于产品，致力于产品的设计与开发，各种生产流水线工艺的自动化智能化改造，为 客户设计开发各种产品生产线。 公司及时跟踪客户需求，与国内供应商进行了深入、广泛、紧密的合作，为客户提供全方位的信息化解决方案。和新科技在全球信息化的浪潮 中持续发展，致力成为业界领先且具鲜明特色的信息化解决方案专业提供商。 公司建立完整的质量控制体系，贯穿于公司采购、研发、生产、仓储、销售等各环节，并制定了《产品开发控制程序》、《产品审核程序》、 《产品检测控制程序》、等质量控制制度。 （三）公司经济效益分析 上一年度，xxx实业发展公司实现营业收入41507.44万元，同比增长21.59%（7371.25万元）。其中，主营业业务铸造设备类生产及销售收入为34762.69万元，占营业总收入的83.75%。
根据初步统计测算，公司实现利润总额8667.96万元，较去年同期相比增长2036.17万元，增长率30.70%；实现净利润6500.97万元，较去年同期相比增长1006.39万元，增长率18.32%。 上年度主要经济指标 二、项目概况
铝合金件金属型铸造工艺及设备 发布时间：2010-03-05 09:34:04 阅读：27次 1．概述 铝合金件金属型铸造方法由于其生产率高、劳动环境清洁、铸件表面光洁和内部组织致密等优点而被广泛应用。尤其是汽车发动机部件，日、美、英、德和意等工业发达国家很多采用金属型重力浇注方法生产汽车发动机铝缸体、铝缸盖和铝活塞。近几年，我国许多厂家也引进先进金属型设备或自制设备生产汽车发动机缸盖、进气管和活塞等铝铸件。金属型铸铝技术也广泛应用于航空、航天、高压电器、电力机械以及仪器仪表等行业。铝合金件金属型铸造与其他一些铸造方法（压铸、低压铸造和砂型铸造等）相比主要具有如下几方面的优势： 1）几何尺寸和金相组织等综合质量好。 2）较低压及高压铸造工艺灵活，可生产较复杂铸件。 3）更有利于大批量生产，实现高度自动化和简化维修；在同等生产规模下，与高、低压铸造相比，铸造设备和金属型等工装的一次性投资更低。 2．铝合金件金属型铸造工艺技术 （1）铝合金件金属型铸造工艺设计金属型铸造工艺设计关键是铸件浇注位置的确定、浇冒系统的设计和模具工作温度的控制和调节。 l）铸件浇注位置。它直接关系到金属型型芯和分型面的数量、金属液导入位置、排气的通畅程度以及金属型结构的复杂程度等，从而决定金属型加工和操作的难易程度以及铸件冷却温度分布，进而影响铸件的生产效率，尺寸精度等内、外质量。因此，铸件浇注位置是铸造工艺设计首先考虑的重要环节。 2）浇冒系统。铸件浇冒系统设计决定铸件内、外质量。浇冒系统应具有撇渣、排气和补缩功能，同时应保证铸件合理的凝固、冷却温度场。正确、合理的浇冒系统除凭经验估算外，附算机数值模拟可直观地预测铸件凝固过程温度场，显示铸件可能产生缩松（孔）的危险部位，从而指导工艺设计，并通过调整浇冒系统结构和尺寸、金属型结构、控制冷却速度或调整涂料层厚度等手段调节温度场、消除铸造缺陷，如采用底注式浇注的汽车发动机铝缸盖的毛坯，尽管采取在上部设置几乎超过铸件重量的大冒口和底部强制通水冷却的工艺措施也难以调整合理的顺序凝固的温度场，难以消除底部内浇口周围过热而造成的缩松缺陷。某厂引进法国Sifa公司铝合金金属型铸造机正是采用这种浇冒系统，生产工艺不稳定。百分之百的缸盖需浸渗，对于缩松严重的缸盖即使浸渗也满足不了耐压要求；而从冒口直接注入铝液，铝液经过陶瓷过滤器净化后进人型腔，保证了铸件合理的冷却梯度，即自下而上的顺序凝固方式，消除了缩松缺陷，缸盖成品率显著提高。英国Foseco公司曾对两种浇注方法做过详细的研究和对比试验工件，并称后者为DYPUR法。该法使型简化、紧凑，节省铝液，铸件成品率高。采用该法即使由于铝液有较高落差造成的少量夹杂缺陷，对铸件的力学性能和气密性
球墨铸铁铸造过程中冷却曲线的测定与分析技术球墨铸铁自从上世纪40年代发明以来，因其具有良好的综合力学性能和低廉的生产制造成本，因而得到了广泛的应用。对于球墨铸铁，其生产过程中熔炼合格优质的铁液，良好的孕育和球化处理是生产球铁的关键，因此近几年发明了许多测定铁液炉前状态的分析测试设备，如炉前的化学成分分析、光谱分析及金相分析等，通过这些检测手段便可以获得并预测球铁的大部分参数。但是，这些测试方法检测周期长，很难在铁液凝固前快速检测球墨铸铁的球化和孕育效果，因此在实际生产过程中使用不便。而热分析方法在球墨铸铁生产中具有简单、直观的效果，因此具有实际意义。 铸造热分析方法是利用冷却曲线记录金属及其合金在凝固过程中相变效应的一种能量分析方法，其原理是利用热分析仪记录铁液在特定样杯中的冷却曲线，然后根据冷却曲线上特征值的变化来定量地计算铁液的化学成分和力学性能，定性地评价铸铁中石墨的形态。因此，热分析技术的应用与发展对球墨铸铁的生产优化控制具有重大的意义。 一、球铁的冷却曲线及其特征值简介 1、冷却曲线的特征值 球铁的冷却曲线如图1所示，图中T EN是共晶结晶开始的温度，在此温度下，铁液开始进行共晶形核，反应生成石墨—奥氏体共晶团晶核；如果球化处理后没经过孕育或孕育不充分，核心数少，共晶团析出不多，因而热效应不大，在T EN后温度继续下降到共晶转变的最低温度T EU，形成一定的过冷△T=T EN-T EU，叫共晶过冷度。球化处理后未经孕育的球铁△T 大于25℃，而且T EU越低以及△T越大，组织中碳化物则越多。当球化后的铁水得到充分的孕育，成核条件好，共晶团的核心数多，则△T很小，甚至T EN=T EU。 T EU是共晶转变的最低温度，从T EU以后开始大量共晶转化、放出热平衡散热损失，使T EU以后的温度不再下降，形成共晶平台T ER，甚至出现少许的共晶回升温度△T E=T ER-T EU。一般球化良好及孕育良好的球铁，△T E在0-5℃以内。如果球化不良或球化衰退，则△T E较高，在8-15℃之间。 T ER是共晶转变的最高温度。球铁与相同成分灰铸铁的共晶平台最高温度之差叫相对过冷度，△T过冷=T ER（原铁水）-T ER（球铁）。相对过冷度表示了过冷倾向。球化剂都降低共晶转变温度，经孕育处理的球铁TER得到明显提高，与孕育前的球铁水T ER提高8℃以内。 由于球铁在共晶结晶时，碳要通过固态奥氏体壳进行扩散，故结晶慢，共晶反应时间长，在冷却曲线上得到明显反应。在T ER以后，在共晶团边界间隙里的液体仍在不断结晶。随奥
南阳理工学院 铸造设备及自动化 静压造型线简述 学院（部）：机械与汽车工程学院 专业：材料成型及控制工程 学生姓名：刘春林 学号：1302325010 指导教师（职称）：白莉 评阅教师： 完成日期：
静压造型线简述 [摘要]造型线是铸造生产的核心"造型线的拥有量及其水平反映出一个国家机械工业的科技水平。本文介绍造型线的种类以及发展情况，重点阐述静压造型线的工艺技术及其优点，通过学习对造型线的了解，加深对造型工艺的学习。 [关键词]造型线；发展；工艺流程；优点
1.造型生产线简述 (1) 1.1高压造型线 (1) 1.2射压造型生产线 (1) 1.3气冲造型线 (1) 1.4静压造型线 (1) 2.静压造型线 (1) 2.1造型线的发展 (1) 2.2静压造型线的工艺流程 (2) 2.3.静压造型线的优点 (3) 3.结语 (3) 4.参考文献 (4) 致谢 (5)
1.造型生产线简述 造型生产线是根据生产铸件的工艺要求，将主机（造型机）和辅机（翻箱机、合箱机、落砂机，压铁机等）按照一定的工艺流程，用运输设备（铸型输送机、辊道等）联系起来，兵采用一定的控制方法所组成的机械化，自动化造型生产体系。 1.1高压造型线 利用高压（大于0.7MPa）压实造型生产线。高压造型具有生产率高，所得铸件尺寸精度高和表面质量较好。同时，由于砂型紧实度高，强度大，砂型受振动或冲击而塌落的危险小。 1.2射压造型生产线 射压造型就是利用压缩空气将型砂以很高的速度射入砂箱而得到紧实。压射造型具有很多优点：紧实度分布均匀、工作无振动、无噪、紧实速度快、机器结构比较简单等。其又分为水平分型造型线和垂直分型造型线两种。 1.3气冲造型线 气冲造型就是利用具有一定压力的气体瞬时膨胀释放出来的冲击波作用在型砂上使其紧实。克服了粘土膜引起的阻力，提高了型砂的流动性。其砂型特点是紧实度均匀且分布合理，靠模样处的紧实度高于铸型背面。 1.4静压造型线 静压造型就是在砂箱内填砂，对型砂施以压缩空气进行气流加压，用压实板在型砂上部压实。使其上下紧实度均匀。这种方法要求模板排气好．砂箱与模板密封好。其特点是铸件尺寸精确生产率高。量．直接关系着铸件的几何形状、尺寸精度和表面质量。模样的设计和选择还直接影响着模样制造的工艺性和经济性，也直接影响着模样的使用性能和寿命。 2.静压造型线 2.1造型线的发展 造型工艺技术发展很快20世纪60年代末期出现了气动微震高压造型"现已基本被淘汰20世纪70年代末期"瑞士 *5 公司首先推出了燃气爆炸冲击造型及
机械设计制造及其自动化主要是学什么 大概课程：工程图学、C语言及程序设计、理论力学、材料力学、电工技术、微机原理及接口技术、机械原理、机械制造技术、机电传动与控制、传热学、工程控制技术、机械CAD技术、机械设计、机械制造装备设计、现代测试技术、液压传动与气压传动等。 个人体会需要掌握的课程有：工程图学、机械原理、机械设计、理论/材料力学（只需掌握几个强度理论及一些设计需要的受力分析即可） 最主要的是做机械设计制图、通常是利用AUTOCAD、 UG\PROE\SOLIDWORKS等二维、三维设计软件，通常需要机械制图、机械设计、材料力学、金属材料热处理、机械加工工艺灯方面扎实的基础。 也有很大一部分从事加工工艺方面的工作，在生产车间做技术、编制加工工艺、质量管理、数控编程、设备维护等工作；那么通常需要学好CAD\CAM技术、机械制造工艺、模具设计与制造、特种加工及制造等课程，还有如果有液压课程的话，最好能好好学一下，现在液压的人才比较缺； 大学期间你主要学好以上课程以及熟练应用二三个设计软件，工作还是很容易进入状态的。 材料成型机控制工程学什么？ 材料成型及控制工程专业研究通过热加工改变材料的微观结构、宏观性能和表面形状，研究热加工过程中的相关工艺因素对材料的影响，解决成型工艺开发、成型设备、工艺优化的理论和方法；研究模具设计理论及方法，研究模具制造中的材料、热处理、加工方法等问题。本学科是国民经济发展的支柱产业。 本专业培养具备材料科学与工程的理论基础、材料成型加工及其控制工程、模具设计制造等专业知识，能在机械、模具、材料成型加工等领域从事科学研究、应用开发、工艺与设备的设计、生产及经营管理等方面工作的高级工程技术人才和管理人才。本专业分为三个培养模块：锻压，铸造，焊接。这是后期要走的方向。 具体可参照https://www.doczj.com/doc/4d2662610.html,/view/164773.htm这里有较详细的介绍。培养目标： 本专业培养具备材料科学与工程的理论基础、材料成型加工及其控制工程、模具设计制造等专业知识，能在机械、模具、材料成型加工等领域从事科学研究、应用开发、工艺与设备的设计、生产及经营管理等方面工作的高级工程技术人才和管理人才。本专业分为三个培养模块：（一）焊接成型及控制： 培养能适应社会需求，掌握焊接成型的基础理论、金属材料的焊接、焊接检验、焊接方法及设备、焊接生产管理等全面知识的高级技术人才。 （二）模具设计与制造： 掌握材料塑性成型加工的基础理论、模具的设计与制造、模具的计算机辅助设计、材料塑性加工生产管理等全面知识的高级技术人才。 课程设置：
填空 1.射砂筒的进气方式有(顶上进气)与(均匀进气)两种。 2.机械起模的方式有(顶箱起模)与(翻转起模)两种。 3.气动微震机构可分为(弹簧垫式)与(气垫式)两种。 4.按生产线布置,可将铸型输送机分为(封闭式)与(开放式)两种。5、按照工作原理的不同,浇注机械可分为(倾转式)、(底注式)、(气压式)与电磁泵式)四类。 6.筛分设备的主要作用就是筛除其中的(芯块)、(砂块)与(其她非金属杂物 考试题: 紧实度:指型砂被紧实的程度,通常用单位体积内型砂的质量表示 震击实砂:将型砂填入砂箱,工作台将砂箱连同型砂举升到一定高度,并让其自由下落,工作台与机体发生撞击。撞击时,型砂的下落速度变成很大的冲击力,作用在下面的砂层上,使型砂层层得到紧实。 脱箱造型:在造型后能先将砂型脱去,使砂箱不进入浇注、落砂、回送循环的造型方法。 铸造生产线:根据生产铸件的工艺要求,将主机与辅机按照一定的工艺流程,用运输设备联系起来,并采用一定的控制方法所组成机械化、自动化造型生产体系,并在该生产体系中,进行铸型浇注、冷却落砂以及空箱返回等工作,从而完成铸件生产过程。 流态化:气体通过固体颗粒流动,使固体颗粒呈现出类似于流体状态。1、慢速压实过程中,砂型内的应力就是如何分布的？ 答:压实开始时,箱壁上的摩擦阻力使压板边角处应力升高,在压板下沿着砂箱壁形成一个高应力环形区。这时,型砂的内摩擦力与压板的向下推力结合,形成一个向下向中心的作用力。 2、根据射砂过程及砂粒自射孔射出的过程,影响砂粒射出的因素有哪些？就是如何影响的？ 如何防止答:(1)射砂气压及气压梯度,用流通截面足够大的快速进气阀门; (2) 型砂性能与射砂筒中型砂的紧实,防止出现穿孔、搭棚与空吹现象; (3)锥形射头与射孔大小,射芯机的射头大都做成锥盆形,射孔不能过小。 3、根据图1中震击气缸工作时的三个位置描述震击气缸的震击循环过程？1-震击活塞2-进气孔3-排气孔(1)管路气压过低,或工作负荷过大;提高管路气压。(2)进气孔太小,进气过慢;调整进气孔尺寸。 4、发生双重撞击的原因有哪些？如何排除？ 震击开始时,压缩空气通过活塞1中的空腔,经气缸壁上的环形间隙,从气缸孔2进入气缸,缸内气压上升,推动活塞向上运动。活塞向上升起一段距离后,空气的气路别切断,气缸不再进气。这时,由于气缸中的气压仍然比较高,它一面膨胀一面推动活塞继续上升。活塞又走过一小段距离(称作膨胀行程)后,将排气孔3打开,气缸内的压缩空气便迅速排出。这时气缸内气压降低,但就是活塞尚具有向上的惯性,因而仍然继续上升。惯性使活塞再上升一段距离(排气工作行程)后,上升惯性丧失开始下落。下落时,先关闭排气孔3,一直落到活塞以相当大的速度与工作台发生撞击,这时进气孔被打开,气缸又开始进气。震击工作台受撞击时回弹力的作用,加上气缸内气压的作用,活塞及工作台重又上升,一个震击循环结束,新的循环重又开始,形成重复的震击。 5、水平分型脱箱造型与垂直分型无箱造型相比有哪些优点？ 答:1)水平分型下芯与下冷铁比较方便;2)水平分型时,直浇道与分型面相垂直,模板面积有效利用率高3)水平分型时,如采用射压等方法,可以避免模样比较高,在
铸造车间设计安全要求及生产机械化 铸造车间设计属于工业企业设计范畴，是机械制造工厂设计的一个部分。由于铸造生产过程的复杂性，也就决定了铸造车间设计的特殊性。例如，车间内生产工序间的运输量大，非标设备选用多，立体布置复杂，高温、扬尘、噪声点多面广等。这些都决定了铸造车间设计中必须把安全置于重要地位。铸造车间设计的安全要求是多方面的，其中包括厂址选择、安全卫生设施、厂房内外交通，平面布置等。从以往发生的事故来看，常因车间设计不当，基本建设时考虑不周，给以后的生产带来不安全因素。根据我国铸造车间设计的实践经验和国家在有关设计工作规定中提出的要求，设计除应考虑技术和经济的正确结合，全面提高建设的经济效果，做到技术先进、产品质量好、生产效率高外，还必须注意下叙安全要求。一、铸造车间的位置选译铸造生产一般都存在多烟尘、高噪声、散发热量多等特点，工业卫生条件较差，熔化后的金属易引起火警。所以选择铸造车间的位置原则应是：1．为保证厂外居民、行人或其它建筑物的安全和卫生，铸造车间的厂房力求建在较为偏辟的地区。厂址、厂房高度、烟囱高度选定后，须经城市规划部分批准，方可投入基本建设。2．考虑铸造生产高温明火多、易于引起火警，除了合理布置消防设施外，铸造车间一般应建在厂内某一角为宜，以减少对办公室、木工车间、易燃车间或仓库的影响。3．为缩短工艺路线和减少运输量，铸造车间应尽量靠近主要的冷加工车间和本车间主要原材料仓库及废渣外运道路。4．为减少电路
损失，避免因电路过长而造成用电事故，铸造车间一般要求离厂配电站不要过远。二、铸造车间内的安全卫生设施铸造车间的设计工作，必须周密地考虑技术卫生、劳动保护安全措施，以改善劳动条件、保障工人健康。铸造车间的安全卫生设施，主要是指通风除尘、采暖、采光和生活福利设施等。1．通风设施是改善铸造生产劳动条件的主要措施，要考虑厂房的高度、跨度和合乎通风要求的窗户，以利自然通风。造型或制芯工序，一般常设集中式空气淋浴机械通风装置，以供夏季降温使用。对于针对某台设备或某个生产小组的除尘、降温，多采用局部通风设备。使用轴流风机降温时，应考虑选用，低噪声系列风机。2．保持正常的照度，对铸造工人健康有重要意义。因此，铸造车间设计必须注意门窗、机器安装的位置，并根据具体工作地点和工种性质提供局部照明，以达到最佳的光线强度。铸造车间的采光在设计时往往是可达到要求，但由于生产过程中烟尘较多，自然采光日渐减弱，因此必须建立健全照明窗户的清洗制度，以保证车间正常照度。3．铸造车间的采暖防寒措施亦很重要，尤其在我国的北方地区。采暖设备常用的有水暖、气暖两种，水暖较为可靠，易控制。一般防寒措施有隔层窗、挡风帘等。4．铸造车间的生活福利设施，主要包括盥洗室、淋浴室、医务定、更衣室及厕所等。此外，还应减少生产过程中的有害气体及粉尘对厂区内外的污染和影响。我国早在1956年已由国务院作业“关于防止厂矿企业中硅尘危害的决定”；1962年颁发了粉尘浓度的卫生标准和通风除尘的设计规范；以后又相继建立了“环境保
机械制造基础重要知识点 影响合金充型能力的主要因素有哪些？ 1.合金的流动性 2.浇注条件 3.铸型条件 简述合金收缩的三个阶段 液态收缩：从浇注温度冷却到凝固开始温度的收缩即金属在液态时由于温度降低而发生的体积收缩 2.凝固收缩：从凝固开始温度冷却到凝固终止温度的收缩即熔融金属在凝固阶段的体积收缩 3.固态收缩:从凝固终止温度冷却到室温的收缩，即金属在固态由于室温降低而发生的体积收缩。 热应力：是由于铸件壁厚不均，各部分收缩收到热阻碍而引起的。 简述铸铁件的生产工艺特点 灰铸铁：目前大多数灰铸铁采用冲天炉熔炼，主要采用砂型铸造。 球墨铸铁：球墨铸铁是经球化，孕育处理而制成的石墨呈球状的铸铁。化学成分与灰铸铁基本相同。其铸造工艺特点可生产最小壁厚3~4mm的铸件，长增设冒口和冷铁，采用顺序凝固，应严格控制型砂中水分和铁液中硫的含量。 可锻铸铁：可锻铸铁是用低碳，低硅的铁液建筑白口组织的中间毛坯，然后经长时间高温石墨化退火，是白口铸铁中的渗碳体分解成团絮状石墨，从而得到由絮状石墨和不同基体组织的铸铁。 蠕墨铸铁：其铸造性能具有比灰铸铁更高的流动性，有一定的韧性，不宜产生冷裂纹，生产过程与球墨铸铁相似，一般不热处理。 缩孔的形成：缩孔通常隐藏在铸件上部或最后凝固部位，有时在机械加工中可暴露出来。缩松的形成：形成缩松的基本原因坏人形成缩孔相同，但条件不同。 按模样特征分类： 整模造型：造型简单，逐渐精度和表面质量较好； 分模造型：造型简单，节约工时； 挖沙造型：生产率低，技术水平高; 假箱造型：底胎可多次使用，不参与浇注； 活块造型：启模时先取主体部分，再取活动部分; 刮板造型：节约木材缩短生产周期，生产率低，技术水平高，精度较差。 按砂箱分类： 两箱造型：操作方便； 三箱造型：必须有来年哥哥分型面； 脱箱造型：采用活动砂箱造型，合型后脱出砂箱； 地坑造型：在地面沙坑中造型，不用砂箱或只有上箱。 铸件壁厚的设计原则有哪些？ 壁厚须大于“最小壁厚”在砂型铸造条件下，各种铸造金属的临界壁厚约等于其自小壁厚的三倍，铸件壁厚应均匀，避免厚大断面。 第三章压力加工 塑形变形的实质是什么? 晶体内部产生滑移的结果，滑移是在切应力的作用下，晶体的一部分相对其另一部分沿着一定的晶面产生相对滑动的结果。
消失模铸造自动化生产线的设计 摘要：实现铸造生产过程机械化、自动化和专业化，追求工序简单、劳动强度轻、生产效率高、铸件质量好、精度高、环保等要求已成为现代铸造技术发展的必然趋势。消失模铸造新工艺的出现是铸造生产的一次大革命，而消失模铸造自动化生产线的设计实现了铸造生产的自动化。 关键词：消失模铸造自动化设计 前言 社会的发展尤其是现代化工业的高速发展，对消失模铸造技术提出了越来越多的挑战。虽然消失模铸造开放线的设计出现达到了一般客户的要求，但对于大批量生产、生产周期短、劳动力受限制、连续浇注、铸件运转设备少的情况下，开放线受到了一定的限制，而消失模铸造自动化生产线在弥补开放线各种缺陷的基础上打破了各种限制。我公司现已先后设计、制造投入正常生产使用已有十几条消失模铸造自动化生产线。本文将消失模铸造自动化生产线的设计要求及有关内容介绍如下： 一、确定自动化生产线的生产规格要求。 根据用户生产的铸件尺寸规格设计出砂箱尺寸，进行产品生产纲领计算，再根据车间情况进行生产线整体布局。即计算出每天每小时出铸件的重量。从而计算出生产线每小时砂处理量。选择合理的
消失模砂处理系统。 生产规格的计算： 1、首先，计算生产纲领（按每种铸件每年生产的件数计算）； 2、根据铸件图样作工艺分析。 3、根据生产纲领与国内平均水平的生产定额，并结合工厂的具 体条件制定铸件的废品率、造型和制模的废品率。 4、确定砂箱大小及每箱模样上的铸件数量。 5、计算出造型工部、真空系统、砂处理系统的型号规格、技术 参数和数量。 6、选择铸造生产线的布置形式，计算生产线的生产节拍等。 二、消失模铸造全自动化生产线的砂处理系统 1.消失模铸造的砂处理量要满足生产纲领的需要。通过计算可 选择合理的砂处理量，我公司现已开发出：5t/h、10t/h、20t/h、30t/h、40t/h、50t/h、60t/h及更大的120t/h砂处理线。 2.砂处理系统中各个设备的技术规格、参数均要满足砂处理量 的要求。 3.消失模砂处理系统的功能满足如下要求： ⑴落砂筛分。 筛分分二级筛分，一级筛分由振动输送筛分机筛除翻箱落砂中大于φ5的杂物；二级分层直线振动筛筛过大于10目及小于100目不适用的细砂和杂物，增加砂子的透气性。 ⑵风选、磁选功能。 风选机靠自身调节使干热砂形成流幕状下落，砂、尘的分级靠