铸造工艺问题的特点及工艺优化

工程管理86 2015年10期铸造工艺问题的特点及工艺优化李全德东芝水电设备（杭州）有限公司，浙江杭州 311500摘要：本文中结合铸造工艺问题的特点和铸造工艺功能优化，主要针对大型铸钢件操作侧机架的铸造工艺进行了分析，以供参考。

关键词：铸造工艺；问题特点；铸钢件；操作侧机架；工艺优化中图分类号：TG245 文献标识码：A 文章编号：1671-5810（2015）10-0086-01在大型钢宽厚板设备中最主要的配件即是操作侧机架。

产品由于长、重、内部要求的质量较高，而且在进行生产过程中要承受非常大的工作负荷，其间不能有裂纹、砂眼、缝隙等各种缺陷。

为了保证铸件的质量，经过无数次技术和实际论证，改善铸件的生产工艺，以求达到更高的质量标准和要求，第一，对大型件使用外冷铁以及冒口使其形成较好的温度梯度；第二，利用实样模型，以及树脂砂工艺制作砂芯、外模来保证铸件尺寸的准确度，减少铸件的砂眼以及裂纹和气孔等缺陷现象；第三，利用电弧炉和精炼措施综合生产安排，一起浇注，提高操作侧机架的冶炼标准，杜绝浇注不均匀而发生的缺陷；第四，加长改造操作侧机架，达到操作侧机架进行生产过程中的各种要求，保障了操作侧机架铸造技术的稳定性以及科学合理性。

1 铸造工艺问题的特点所有铸件在生产过程中都可能产生缺陷。

它的出现将直接降低铸件成品率，增加铸造生产成本。

因此铸造工艺问题通常都表现为铸件的缺陷问题，解决铸造工艺的问题即消除或减少铸造缺陷及其不利的影响。

铸造工艺问题具有如下特点。

1.1 系统性铸造工艺问题本质上是矛盾的存在。

根本原因是问题出现的直接矛盾，该原因的作用又是几个次级原因共同作用的成果，而次级原因是问题出现的间接矛盾，每个次级原因也会受到一个或多个因素的影响。

根本原因与次级原因之间或直接矛盾与间接矛盾之间，以及次级原因或直接矛盾与影响因素之间，均以因果关系相连，构成一个呈树枝状的有机全体即体系。

2 铸造技能优化目前常用的铸造技能优化办法均为面向参数及依据经验的办法，无处理矛盾的能力。

铸造的工艺特点铸造是一种将金属加热至液态后，通过浇注到模具中并冷却凝固成型的工艺。

铸造工艺具有多种特点，其中包括形状复杂的零件可以通过铸造来实现，生产效率高、成本相对较低等优点。

铸造工艺能够实现形状复杂的零件的生产。

通过设计合理的模具，铸造可以制造出各种形状繁复的零件，包括内部结构复杂的零件。

这使得铸造工艺在生产汽车零部件、航空发动机零件等复杂零件时具有独特的优势。

相比于其他加工工艺，铸造可以更容易地实现复杂结构的零件生产，因此在一些特殊领域具有不可替代的地位。

铸造工艺的生产效率较高。

由于铸造是通过将金属加热至液态后浇注到模具中进行成型，相比于其他加工工艺如锻造、冲压等，铸造的生产效率通常更高。

一次性可以同时生产多个零件，且生产周期相对较短，这使得铸造在大批量生产中更具优势。

在汽车、机械等行业，铸造工艺被广泛应用于生产各类零部件，以满足市场需求。

铸造工艺的成本相对较低。

相比于其他加工工艺，铸造通常需要的设备和工艺较为简单，因此投资成本相对较低。

同时，铸造可以有效利用金属原料，减少浪费，降低生产成本。

这使得铸造在一些成本敏感的行业中得到广泛应用，例如建筑、家具等领域。

除了以上几点，铸造工艺还具有良好的表面质量和精度。

通过控制合适的工艺参数，可以获得光滑平整的表面，减少后续加工工序的需求。

同时，铸造还可以实现一些微小细节和尺寸精度要求较高的零件的生产，如珠宝、钟表等领域的产品。

总的来说，铸造工艺具有形状复杂、生产效率高、成本低、表面质量好等特点，使得它在工业生产中占据重要地位。

随着科技的不断进步和铸造工艺的不断优化，相信铸造工艺在未来会有更广泛的应用和更大的发展空间。

铸造的特点及应用领域铸造是一种通过将熔融金属或其它熔体倾注入型腔中，然后冷却凝固成型的加工方法。

铸造的特点包括以下几个方面：1. 可制造复杂形状的零件：铸造工艺可以制造出复杂形状的零件，包括具有内腔和薄壁的零件，而其他加工方法难以实现。

2. 材料利用率高：铸造工艺可以实现对材料的高利用率，避免了大量剪切加工所带来的材料损耗。

3. 生产周期短：铸造工艺可以一次性完成整个零件的制造，无需多道工序和装配过程，缩短了生产周期。

4. 可以制造大型零件：铸造工艺可以制造大型的零件，满足一些特殊领域的需求，如航空航天、能源等。

5. 成本相对较低：相比于其他加工方法，铸造工艺的成本相对较低，特别是对于大批量生产的零件，可以实现更低的制造成本。

铸造具有广泛的应用领域，涵盖了众多工业部门和生活领域。

以下是一些常见的应用领域：1. 汽车制造：汽车零部件中有大部分是通过铸造工艺制造的，如发动机缸体、曲轴箱壳、刹车鼓等。

铸造工艺可以批量生产复杂形状的汽车零部件，实现生产效率和成本的优化。

2. 航空航天：航空航天领域对零件的轻量化要求较高，铸造工艺可以制造出轻质但强度高的零件，符合航空航天领域对零件性能的需求。

3. 能源领域：能源行业包括火电、核电、风电等，铸造工艺可以制造出燃烧器、涡轮叶片、核反应堆部件等复杂零件，满足能源装置的需求。

4. 建筑和工程机械：建筑领域需要大量的结构件和装饰件，铸造工艺可以制造出各种形状和尺寸的金属构件，满足建筑和工程机械的需要。

5. 家电和日用品：铸造工艺广泛应用于家电和日用品的制造中，如厨具、浴室配件、门把手等。

铸造可以提供耐用且外形精美的产品。

总的来说，铸造作为一种传统的加工工艺，在各个行业和领域都有着广泛的应用。

随着新材料和新技术的发展，铸造工艺将会继续适应市场需求，不断改进和创新，为各行业提供更好的零部件和产品。

压铸工艺流程及常见问题分析引言：压铸工艺是一种通过将熔化的金属注入模具中，通过压力和冷却后获得所需形状的铸造方法。

它广泛应用于汽车制造、电子设备、航空航天等领域。

本文将介绍压铸工艺的基本流程，并分析常见问题及解决方法，以期对该领域的专业人员提供帮助和指导。

一、压铸工艺流程1. 模具制造模具是压铸工艺的关键步骤之一，它决定了最终产品的形状和质量。

在模具制造过程中，需要进行模具设计、材料选择、数控加工、热处理等环节。

同时，合理的模具结构设计和维护对于生产效率和产品质量也至关重要。

2. 材料准备压铸工艺常用的材料包括铝合金、锌合金等。

在材料准备阶段，需要根据产品要求选择合适的材料，并进行熔炼和调整成合适的液态金属。

材料质量的优劣直接关系到最终产品的强度和外观。

3. 注射将准备好的液态金属通过注射机注入模具中，通常是利用高压将金属压入模具中，以确保金属充分填充模具的空腔。

注射阶段需控制注射时间、速度和压力，以避免产品缺陷和模具磨损。

4. 冷却在注射完成后，需要将模具中的金属冷却固化，以使其达到设计要求的硬度和强度。

冷却时间和方式的控制对于产品质量至关重要。

5. 取出待冷却固化后，通过卸模机将铸件从模具中取出。

取出过程需要注意避免对铸件造成损伤或变形。

6. 修磨与加工取出的铸件通常需要进一步修磨、抛光和加工，以达到最终产品的要求。

这一阶段涉及到表面光洁度、尺寸精度和配合度等问题，要注意机械加工过程中的控制。

7. 检测与质量控制在每个工序结束后，都需要进行检测以确保产品质量符合标准要求。

常见的检测方法包括外观检查、尺寸测量、力学性能测试等。

质量控制是保证产品质量的关键环节，确保成品合格，减少次品率。

二、常见问题分析及解决方法1. 气孔缺陷气孔是压铸过程中常见的缺陷之一，主要是由于金属内部气体没有充分排出造成的。

解决方法包括提高注射压力、增加冷却时间、提高金属的纯度和液态性等。

2. 热裂纹热裂纹是由于金属在快速冷却过程中产生的应力超过材料抗拉强度引起的。

高速钢轧辊铸造工艺的优化
高速钢轧辊铸造工艺的优化可以从以下几个方面进行考虑：
1. 材料选择优化：选择合适的高速钢材料，要考虑材料的热稳定性、抗疲劳性、耐磨性等性能，可以通过合金化改善材料的性能。

2. 铸件结构设计优化：优化轧辊的结构设计，要考虑轧辊的受力情况，合理确定轧辊的尺寸、形状和几何参数，提高轧辊的受力性能和使用寿命。

3. 铸造工艺优化：通过优化铸造工艺，可以改善轧辊的内部组织结构和力学性能。

可以采用定向凝固或真空冶炼等先进的铸造技术，减少缺陷和夹杂物，提高轧辊的性能。

4. 热处理工艺优化：采用合适的热处理工艺，可以改善轧辊的组织结构和性能。

可以通过正火、淬火、回火等热处理方式，调整轧辊的硬度、韧性和强度，提高轧辊的使用寿命。

5. 表面处理优化：对轧辊进行适当的表面处理，如抛丸清理、镀铬、氮化等，可以提高轧辊的防腐蚀性能和表面硬度，延长轧辊的使用寿命。

通过对高速钢轧辊铸造工艺的优化，可以提高轧辊的性能和使用寿命，降低生产成本，并提高生产效率。

铸造过程仿真及优化方法的研究随着现代制造业的快速发展，金属铸造技术在各个领域得到了广泛应用。

与传统的手工制造相比，机械化铸造效率更高、成本更低、品质更稳定。

然而，在铸造过程中，往往会出现一些不可避免的问题，如气孔、缩松、翘曲等，这些问题如果不能得到及时有效的解决，将直接影响到铸件的质量和性能，甚至会造成不可挽回的损失。

为了解决这些问题，铸造企业通常需要通过实验方法进行试制，这既费时又费力，而且效果也不稳定，存在一定的风险，更何况新型产品的开发需要大量的试制。

基于此，仿真技术应运而生，铸造过程仿真成为铸造工程师们日常工作的重要工具。

铸造过程仿真技术是将数学模型应用于铸造过程中的预测和分析，通过计算机仿真模拟出铸铁、铸钢、非铁金属等不同材料在铸造过程中的温度场、应力场、变形场等物理参数，从而实现对铸造过程的模拟与可视化。

仿真技术不仅可以大大缩短铸造周期、降低成本，更可以帮助工程师在设计阶段就对铸件进行评估和优化，大幅提高产品的质量和生产效率。

铸造过程仿真的核心是计算模型，计算模型涉及到材料的力学性质、传热特性、熔体流动特性等多个方面。

通过对计算模型的准确建立和优化，可以获得更真实的计算结果。

此外，还需要对仿真软件有一定的掌握，如何进行仿真条件设定、计算参数调整、结果分析等都需要掌握。

针对铸造过程中的一些典型问题，如翘曲、缩松、未充型、气孔等，可以通过针对性的模拟，找到并改善铸造工艺，优化铸造方案。

例如，通过加入温度传感器、采集实时温度数据、进行实时温度控制，可以减少铸造过程中的变形和热应力，从而避免翘曲问题的出现。

针对气孔问题，可以通过模拟观察铸件内部气流动态，调整浇注方式和浇泼速度，从而降低气体的混入，减少气孔的产生。

除了利用仿真技术进行铸造工艺优化，还可以结合多项优化策略，如优化铸造设计、改进模具结构、采用提高材料液态流动性能的铸造材料等，综合提高铸造产品的质量和生产效率。

总之，铸造过程仿真技术的应用可以大大降低铸造过程中的损失，提高产品质量，同时节约时间和成本，是铸造生产过程中不可或缺的重要工具。

铸造工艺简介一、关键信息1、铸造工艺的定义2、铸造工艺的分类3、铸造工艺的流程4、铸造工艺的优缺点5、铸造工艺的应用领域6、铸造工艺的发展趋势二、铸造工艺的定义铸造是将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里，经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件的工艺过程。

铸造毛坯因近乎成形，而达到免机械加工或少量加工的目的降低了成本并在一定程度上减少了制作时间。

三、铸造工艺的分类1、砂型铸造砂型铸造是一种以砂作为主要造型材料，制作铸型的传统铸造工艺。

砂型一般采用重力铸造，有特殊要求时也可采用低压铸造、离心铸造等工艺。

2、熔模铸造熔模铸造又称失蜡铸造，包括压蜡、修蜡、组树、沾浆、熔蜡、浇铸金属液及后处理等工序。

失蜡铸造是用蜡制作所要铸成零件的蜡模，然后蜡模上涂以泥浆，这就是泥模。

泥模晾干后，放入热水中将内部蜡模熔化。

将熔化完蜡模的泥模取出再焙烧成陶模。

一经焙烧。

一般制泥模时就留下了浇注口，再从浇注口灌入金属熔液，冷却后，所需的零件就制成了。

3、压力铸造压力铸造是指金属液在其他外力（不含重力）作用下注入铸型的工艺。

广义的压力铸造包括压铸机的压力铸造和真空铸造、低压铸造、离心铸造等；窄义的压力铸造专指压铸机的金属型压力铸造，简称压铸。

4、金属型铸造金属型铸造又称硬模铸造，它是将液体金属浇入金属铸型，以获得铸件的一种铸造方法。

铸型是用金属制成，可以反复使用多次（几百次到几千次）。

5、离心铸造离心铸造是将液体金属注入高速旋转的铸型内，使金属液在离心力的作用下充填铸型和凝固形成铸件的一种铸造方法。

6、消失模铸造消失模铸造是把与铸件尺寸形状相似的石蜡或泡沫模型粘结组合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中振动造型，在负压下浇注，使模型气化，液体金属占据模型位置，凝固冷却后形成铸件的新型铸造方法。

四、铸造工艺的流程1、模具准备根据铸件的形状和尺寸要求，制作相应的模具。

模具的质量和精度直接影响到铸件的质量和尺寸精度。

再生铝合金铸造工艺技术的质量控制与改进在现代工业中，再生铝合金铸造工艺技术的应用越来越广泛，它既能够有效利用废旧铝合金资源，又能制造出具有较高性能的产品。

然而，由于再生铝合金铸造工艺技术本身的复杂性，导致质量控制与改进成为该领域的挑战。

本文将讨论再生铝合金铸造工艺技术的质量控制与改进方法，以期提高再生铝合金铸造产品的质量和性能。

1. 原材料的选择与预处理再生铝合金铸造的质量控制首先涉及到原材料的选择与预处理。

由于废旧铝合金资源中可能含有杂质和不良成分，因此在使用前应通过适当的预处理方法进行净化。

例如，可以通过熔炼、氧化和过滤等步骤来去除杂质和不良成分，以确保再生铝合金的纯度和均匀性。

2. 温度控制与熔炼工艺改进再生铝合金的熔炼工艺对于铸造产品的质量具有重要影响。

在温度控制方面，应根据具体合金的熔点和热力学性质来确定适宜的熔炼温度，以保证铸造过程中合金的液相稳定性和流动性。

此外，熔炼工艺中的搅拌和除气措施也可以帮助减少气体夹杂和夹渣，提高再生铝合金铸造产品的密度和强度。

3. 模具设计与制造优化再生铝合金铸造过程中，模具设计与制造的合理性对于产品质量的控制具有重要作用。

在模具设计方面，应根据铸造产品的形状和尺寸要求，结合再生铝合金的流动性和固化特性，合理设计浇注系统和冷却系统。

在模具制造方面，应选择高质量的模具材料和精密加工工艺，以确保模具的准确性和耐用性。

4. 工艺参数的监控与调整在再生铝合金铸造工艺中，各项工艺参数的监控与调整对于产品质量的稳定性和一致性至关重要。

应通过实时监测和控制熔体温度、注入速度、浇注压力等工艺参数，以确保再生铝合金在铸造过程中的均匀性和一致性。

同时，根据产品质量的反馈信息，及时调整工艺参数，以实现最佳的铸造效果。

5. 检测与评估方法的应用为了确保再生铝合金铸造产品的质量，应采用适当的检测与评估方法进行质量控制。

例如，可以使用金相显微镜、扫描电子显微镜等分析工具，对铸造产品的显微组织和缺陷进行观察和评估。

冶金行业中的铸造工艺优化技术研究铸造工艺在冶金行业中扮演着至关重要的角色，它对于产品质量、生产效率和能源消耗等方面都有着直接的影响。

为了进一步提高铸造工艺的效率和质量，并减少对环境的不良影响，研究人员一直致力于铸造工艺的优化技术。

铸造工艺优化技术的研究有助于发现和解决传统铸造工艺中的问题，提高生产效率和产出质量。

首先，铸造工艺的优化可以通过改进铸件的设计和制造工艺来减少缺陷。

例如，通过使用模拟软件来优化铸件的造型和冷却系统，可以减少铸件中的热裂纹和气孔等缺陷的产生。

其次，优化技术还可以通过减少原材料和能源的使用来改善铸造工艺的可持续性。

例如，通过优化熔炼过程、提高铸造温度和改良冷却系统等方法，可以减少能耗并提高能源利用率。

与此同时，新型材料的引入也为铸造工艺的优化提供了更多的可能性。

例如，使用抗热裂降合金铸铁代替传统灰铸铁，可以改善铸件的强度和抗热裂性能。

此外，使用新型颗粒弥散强化材料可以提高铸件的硬度和耐磨性。

通过优化合金配方和添加合适的纳米材料，可以获得更高性能的铸件，满足现代高要求的冶金工业。

铸造工艺优化技术的研究还包括对生产过程的智能化控制。

随着物联网和人工智能等技术的发展，智能铸造系统的研究已经取得了一定进展。

这些系统可以通过在线监测和控制铸造过程的关键参数，实时调整工艺参数，从而提高铸造工艺的一致性和稳定性。

智能铸造系统还可以通过自动化和机器学习技术，提高生产过程的效率和质量，并降低操作风险。

此外，铸造工艺优化技术的研究还涉及到对工艺参数和原材料的优化。

通过优化熔炼温度、冷却速度和砂型配方等参数，可以获得更好的铸造质量和碳足迹。

通过优化原材料的选择和处理方法，可以减少铸件中的杂质和夹杂物，提高材料的纯度和强度。

这些优化措施可以显著提高铸造工艺的效率和质量，降低生产成本和环境污染。

综上所述，冶金行业中铸造工艺优化技术的研究是必要且紧迫的。

通过改进铸造工艺和控制系统，优化材料和工艺参数，我们可以获得更高质量、高效率和可持续发展的铸造工艺。