范文一：【最新】热加工行业论坛第一届铸造学术会议欢迎大家参与1

热加工行业论坛首届铸造学术会议

暨《铸造工程师》杂志社高级技术研讨会

(2012年3月15日 -17日2012年中国青岛国际铸造、热处理及工业炉展览会同期举办)

热加工行业论坛发展三年来，承蒙各位坛友的厚爱，现论坛会员注册超过5万人。论坛成功举办了二届坛友聚会活动，详见下面的版块。目前论坛里铸造界的坛友较多，经过范恋雪版主的提议，举办首届铸造学术会议。如果条件允许将出版会议论文集。

主办方:热加工行业论坛，《铸造工程师》杂志社，陕西铸造协会。

铸造学术会议有资深铸造专家、《铸造工程师》杂志总编邓宏运高级工程师;王定祥高级工程师、海军青岛4808工厂熊星之高级工程师、业界资深赵鲁生高级工程师;热加工论坛范恋雪为大家讲解交流消失模铸造实践经验与技术交流。参加代表每人必须带着工厂实例现场交流答疑;参会人员享受优惠送360元的12期铸造工程师杂志，《铸造工程师》发表文章不收版面费，并送12期《铸造工程师》杂志;专家现场为大家指导解决生产当中技术问题。

时间:2012年3月14-17日(14日全天报到 15-16日交流 17日疏散)

地点:青岛城市?家商务酒店 青岛崂山区仙霞岭路7号(会议报到处)

会议内容:

一.铸造合金中频炉熔炼

1.汽车球铁件生产技术、风电铸件生产技术、合成铸铁生产技术等

(1)稳定生产铸态球墨铸铁汽车件技术;等温淬火ADI球墨铸铁生产技术;

(2)球墨铸铁汽车件球化剂的选用原则与常用球化工艺;孕育剂的选用及常用孕育工艺 (3)风电铸件、核电铸件、火电铸件、水电铸件、机床铸件、液压铸造件生产技术; (4)球墨铸铁件缺陷的防止对策，如缩孔缩松、夹渣、石墨漂浮、皮下气孔、球化衰退及球化不良等; (5)高韧性球铁的电炉合成铸铁生产技术，如风电件生产比传统球铁生产成本降低1000元/t以上。 2.高质量球铁及高强度灰铸铁大中型中频炉节能熔炼技术，高质量铁液炉前快速热分析及质量控制新技术 3.高锰钢和多元耐磨合金钢铸件，高铬铸铁等耐磨铸件生产技术

4.大中型节能快速熔炼中频炉技术发展及选型，新型炉胆及中性高寿命中频炉炉衬材料; 二.铸造工艺、铸造缺陷防止、消失模铸造工艺与特有缺陷防止技术。

防止铸件缩孔、缩松、气孔、夹渣、裂纹、渗漏缺陷的生产技术，可使生产综合废品率降低50%-80(1)冒口根部缩孔、缩松的防止与消除;防止铸件热节缩孔、缩松的小冒口、无冒口技术;防止铸件产生气孔、夹渣与流痕的溢流冒口技术;铸铁件渗漏、热裂纹、应力裂纹、膨胀裂纹的防止与消除; (2)由于金属液原因引起的皮下气孔及由于浇注工艺引起的气孔的防止与消除; (3)冷铁与冒口配合消除铸件缩孔、缩松与渗漏缺陷、冷铁材质、冷铁涂料与冷铁的使用次数; (4)集中引入与分散引入，薄壁引入与厚壁引入，顶注与底注，顶冒口与侧冒口与缺陷产生的关系; (5)呋喃树脂砂铸造质量控制，消除大中型树脂砂铸件产生的粘砂、裂纹、表面脉纹的生产新技术; 三(绿色环保新型CO硬化水玻璃砂生产技术，消失模及实型铸造、V法铸件工艺设计及生产技术;消失模设备2

选型及白模成型设计与新材料选用;消失模及实型铸造26种缺陷的预防技术;铸钢消失模铸造工艺质量控制关键:

参会费用:800元/人(包括资料费，餐费等)，住宿费A标准间110元/人天, B标准间150元/人天，包房A标准间220元/间天，B标准间300元/间天(统一安排费用自理);

乘车路线:青岛火车站乘坐乘坐311路专线，在青岛远洋大酒店(会展中心下车 17站)步行至青岛国际会展中心(约300米);青岛流亭机场:步行至机场站乘坐703在青岛远洋大酒店(会展中心下车 17站)步行至青岛国际会展中心(约300米)在会展中心站乘坐375路在深圳路线下车步行110米即到青岛城市家商务酒店乘车路线 (下车西行110米)

【热加工行业学术委员会】

学会主席:邓宏运

学会副主席: 王定祥、熊星之、赵鲁生

秘书长: 热加工行业论坛 范恋雪

【联系方式】:热加工论坛

联系人:范恋雪

电 话:13730927264 lnez@163.com

附件:

热加工行业论坛首届铸造学术会议

暨《铸造工程师》杂志社高级技术研讨会

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工厂实例摘要:

填表说明:

“是否有工厂实例”选项，请填写“是”或“否”。本次会议比较大，如果来参会，请将表填好发到lenz@163.com，表填好后不来请通知，我们以便安排酒店。

青岛城市家商务酒店坐落在青岛旅游度假中心——崂山区，南临主要干线香港东路，西靠海尔路，邻近世界闻名的青岛啤酒城和石老人度假区，交通十分便利

【附加总结类文档一篇，不需要的朋友下载后编辑删除，谢谢】

2015年工程部施工员年终工作总结

光阴荏苒，转瞬又是一年，2015年在紧张忙碌中飞快地过去了，工程部在各级领导的带领下，认真贯彻“安全第一、预防为主”的八字生产方针，始终把如何有效控制项目的成本、进度、质量目标作为部门日常管理的核心工作，与其他部门携手顺利完成年度施工任务。

回顾2015年，工程部施工任务刷新了历史记录，2015年我们又取得佳绩。据统计数据显示，2015年我们工程部完成开工项目76个，验收项目40个，完工待验收项目5个，尚在建跨年度项目29个，完成总产值约8700万。不可否认，我们是欣喜的，但在欣喜的同时那些工作过程中的不足和困扰我们仍然会谨记于心。那些力不从心日子，那些检查过程中出现了质量问题需要我们刻不容缓解决的日子，那些为了保证工程保质保量保时完成我们不辞艰辛的日子??这些我们都不会忘记，这些都是我们存在的不足，都是我们需要改进的地方。新年新岁新的开始，在此，我代表我们工程部向各位领导及同仁汇报工程部2015年工作总结及2016年的工作重点，如有不当之处敬请谅解。

一、2015年工作总结

(一)核心工作控制情况

1.安全文明施工:项目开工前，三级安全交底贯彻到位，安全文明施工设施配备齐全，现场布置到位，严格监督检查，杜绝了较大事故发生。

2.进度控制:2015年度项目部共计实施了76个项目，70%的项目能在合理计划工期内完成。未能全面完成目标任务，主要是由于以下几方面的工作没有落实到位:

(1)计划制定不合理。没有结合工程所需设备、部分定制材料的供货时间编制，提前进场施工，导致中途出现设备不齐全、材料供货不及时，被迫停工，进而延误了计划的工期。

(2)计划工期控制不严格。工期偏离时未及时采取措施纠偏，或纠偏措施不及时。

(3)施工班组施工力量较弱，人员不足，未及时采取补救措施，班组不予积极配合。

(4)项目部施工过程未能做到天天梳理，发现问题时也没有及时汇报，延误了解决问题的最佳时期。

(5)工程变更增补导致工期延期，不具备开条件进场施工，加之现场环境因素的影响，导致中途停工。

3.质量控制:质量是公司可持续性发展的基础。我们拥有较为完善的国家和企业施工规范标准，因此，在实际施工中我们工程部严格

按照规范标准行事，具体表现在:项目部施工现场严格把控，工程部、质检部配合监督检查，把质量问题消灭在工程竣工验收之前，确保了2015年所有验收项目基本一次通过验收。

4.成本控制:我们对项目实施过程的事前、事中、事后三个阶段关键环节予以把控，侧重事前准备工作，熟悉招投标文件和合同条款，实地勘察现场，参与图纸现场交底，优化深化设计图纸，领悟建设目标，确保设计图纸的准确性。编制科学合理的施工组织设计和精确的施工材料、设备/构配件的需求计划，降低事中施工期间的材料重复采购、窝工、返工等所产生的可控费用。事中严格对照执行事前计划，控制材料使用的合理性，加强现场材料管理，减少损耗，及时完成变更签证手续，完工撤场材料及时统计入库，并将有效时间内完成的竣工资料汇编成册。及时申报并完成公司内部验收流程，对影响项目竣工验收的各种因素，积极面对完善，保障项目及时竣工验收和回款。

(二)存在的问题

1.施工力量不足。一方面，项目经理管理水平参差不齐。有的项目经理理论知识及实践经验不足，对项目管理的理解不够，职责不明确，现场协调能力较差，导致了工程质量缺陷返工、工期滞后、成本上升等一系列问题。另一方面，施工劳务人力资源储备不足，导致现有施工班组人力资源不能满足多项目同时施工的要求，同时，新的班组对专业性较强的机房建设，还需要全过程指导，这也就加大了项目经理的管理难度，进而使得部分项目的计划工期滞后，质量缺陷返工，

项目成本增加，甚至少数项目还因此推迟了开工日期。以上问题就是2015年管理工作中最为严峻的两大难题，影响了部门的发展。如何解决问题是2016年重要工作之一。

2.监督检查力度不够。部门有较为完善的项目经理管理制度、监督检查制度以及制度执行情况的检查制度，但在2015年却落实不完善、不彻底。主要原因是部门管理人员结构不合理，分工和职责不够明确，导致了检查工作不够彻底，审核工作不够细致，工程实际成本不准确，部门日常管理文档不够严谨规范，项目实施全过程难以有效把控等问题。

二、2016年工作重点

(一)完善部门人员结构，实施部门明确分工

充实部门行政管理人员，明确职责，加大对项目开工前各项计划的审核力度，严格控制项目开工时机，确保工期制定合理，材料计划准确，监督检查工作及时，从而协助项目部有效控制施工全过程。同时，招聘2-3名项目经理或作为项目经理为培养对象的人员，实施优胜劣汰制度，提升项目经理整体管理水平，保障2016年更高目标的顺利完成。

(二)健全培训制度，提升项目经理管理水平

项目经理要由始至终坚定不移地贯彻执行项目工程的全面管理，就必须具备较强的理论基础和实践经验。因此，项目经理要加强理论知识学习，提升自身的管理水平。具体做法:1、激励项目经理通过

二建从业资格考核;2、收集培训教材，制定培训计划，对项目经理展开全面的培训工作。

(三)完善绩效激励制度，提升部门工作积极性

为稳定部门建设，在2016年我们部门会完善绩效激励制度，对于以往绩效激励制度存在的不足之处进行修正，并且根据部门的实际发展和建设做合理的调整;同时，还会将项目增项部分的提成比列做单独的调整，并纳入部门的绩效考核制度中。这不仅仅是为了提高项目经理工作的积极性，也是为了提升整个部门的工作积极性，争做同行业中最优秀的工程部门。

(四)落实劳动力资源储备工作，为工程顺利施工提供保障

对于我们工程部门而言，最基本的职责就是要做好施工前的相关准备工作、配合好相关部门和相关人员，保证项目工程准时开工、顺利施工、完美竣工。为此，在2016年我们工程部门要坚决落实以下几项工作:

1.落实市场调研工作。分派专门的工作人员对市场进行调研，并对调研结果进行整理、分析和总结。然后，再结合市场调研实际情况，对2015年施工班组的施工单价及标准重新论证，一旦发现有差距就及时进行调整，确保施工单价合理。避免与市场信息脱节，导致施工单价过高，给工程的施工进度造成影响。

2.落实班组成员整顿工作。一个部门要想发展好、建设好，就离不开一群心往一处想、劲往一处使的优秀员工，因此，对部门班组成

员的整顿工作就显得尤为重要。在2016年里，我们部门会坚决落实对现有班组成员的筛选工作。一方面，会先稳定老班组成员，另一方面，对于班组成员中做事不听指挥、施工工艺较差的要坚决予以取缔。确保筛选过后的班组都能以部门的发展和建设为首要工作，对于部门安排的工作也会坚决执行，让部门的员工真正融为一体，发挥出部门团结的力量。

3.落实部门人员招聘工作。根据部门2015年的工作情况，我们会在2016年招聘安装人员2名，木工班组2组，整体分包班组两组，智能化班组两组。对招聘的人员我们部门也会严格做到公开招聘，秉承着“有能者居之”的招聘原则，严格依照公司的规定和部门的要求进行招聘。一方面，可以为部门的建设和发展提供优秀的人才，另一方面，也为公司更高目标的完成做好储备。

4.落实部门绩效考核制度。一个部门的绩效考核必须要做到公平、公开、公正，这样部门所有的工作人员才会心服口服。因此，2016年我们部门会在完善绩效考核的基础上严格落实部门的绩效考核制度。首先，将完善后的绩效考核制度展现在每一位工作人员的面前，人手一份绩效考核制度，确保每一位工作人员都清楚部门的绩效考核制度;然后，分派专门的工作人员对部门工作人员的工作情况进行考核，并以月为单位，对部门工作人员的考核情况进行统一的公布;最后，就是在一年结束的时候再将每月的考核情况进行分析、总结，并将考核结果呈现在工作人员面前。但为了让考核更加公平和全面，我们部门还计划在考核方式上进行创新。除了专门的工作人员对部门的

员工进行考核之外，还要鼓励员工之间进行相互监督、批评、指正和考核，鼓励部门干部跟员工之间进行相互监督、批评、指正和考核，这样才能保证考核的公平和全面。另外，在考核的同时还要落实员工的反馈工作，如在考核的过程中员工认为有不公平或是不正确的地方，也可以及时反馈给部门干部或是相关负责人，保证有问题能够得到及时的解决。

5.落实员工的职业化素养培训工作。俗话说:在其位就要谋其职尽其责。这也是一名工作人员的基本职业素养。在2016年里，我们部门会坚决落实员工的职业化素养培训工作，主要从三方面着手:(1)员工的心态培养。要让部门员工认识到自己所在岗位的职责，端正自己的工作心态，不能遇到困难就退缩、放弃，或是置部门的利益于不顾。(2)员工的品质建设。作为工程部门的工作人员就应该认识到工程建设的重要性，如施工材料的采购、施工时间的安排等，绝不允许出现偷工减料、使用不符合标准施工材料等现象出现。(3)员工的压力沟通。做好跟员工的沟通工作，适当地给予员工帮助，不能让员工被工作压得喘不过气来。

6.落实场地建设工作。工程的场地建设工作是十分重要的，必须要严格按照相关标准进行建设。在2016年，我们部门会在这方面投入更多的时间和精力，严格依照场地建设的相关要素着手:建筑退界、防护距离、防火间距、日照间距、日照分析、防噪间距、建筑高度控制、通视要求、现有地形以及边坡或挡土墙退让。为各项目工程的施工做好准备工作。

以上就是我们工程部对2015年工作的总结和对2016年工作的计划，感谢各位领导和同仁的聆听。如有不足的地方或是不对的地方还望各位领导和同仁批评指正，我们部门一定会秉承着“有则改之无则加勉”的态度，虚心接受各位领导和同仁的意见和建议。

范文二：热加工论坛—怎样防止夹砂缺陷的产生

2007年第6期

四川工程职业技术学院学报2007年11月

Nov . 2007JOURNAL OF SI CHUAN ENGI N EER I N G TECHN I CAL COLLEGE

【工程技术研究与

主持:李艳应用】

怎样防止夹砂缺陷的产生

彭显平　张光明　傅　骏

1

1

1

①

(1. 四川工程职业技术学院, 四川德阳618000)

[摘　要]　在粘土砂型铸造生产过程中经常出现夹砂类缺陷。本文对该类缺陷的产生、防止方法、采

取的工艺措施等方面进行了较为详细的论述。

[关键词]　铸件; 缺陷; 产生; 工艺措施

中图分类号:TG250. 6　　　　文献标识码:C 　　　　文章编号:CK N 字07-005(2007) -0060-03

How to Preven t Ca Peng X 　ing 　Fu Jun

1

1

(1. Deyang Sichuan 618000, China )

on r oducti on casting ir on scab flaw is often found . This paper analyzes the reas on of

for m ing on scab law, intr oducing the ways and craft measures about p reventing the fla w .

Key words:casting ir on; fla w; for m; craft measure

　　夹砂类缺陷是在铸铁件生产中常见的一类表面缺陷,

它是在铸件表面还没有凝固或凝固壳强度很低时, 因砂型表面层膨胀发生拱起和破裂而造成的, 属于一种“膨胀缺

[1]

陷”。根据国家标准G B /T5611-1998《铸造名词术语-铸件缺陷》的规定, 这类缺陷属于表面类缺陷, 具体表现有“鼠尾”、“沟槽”和“夹砂结疤”三种形式[2, 3], 如图1所示。其特征是, 铸件表面有夹着砂子的细小纹路、条状沟槽以及结疤状凸起物, 若铸件表面出现较浅(<5mm )="" 的带有锐角的凹痕,="" 则为“鼠尾”;="" 若铸件表面上产生较深(="">5mm ) 的边缘光滑的V 型凹痕, 则为“沟槽”, 沟槽通常有分枝, 多发生在铸件的上、下表面; 若铸件表面产生了疤片状的金属突起物, 其表面粗糙, 边缘锐利, 有一小部分金属和铸件本体相连, 疤片状突起物与铸件之间夹有砂层则为“夹砂类缺

[3]

陷结疤”。通常认为夹砂类缺陷是在铸型尚未充满时, 在高温金属液的冲刷和烘烤的热作用下由于砂型表面急剧受热使砂型发生水分迁移和体积膨胀, 而产生的热压应力超过了水分饱和凝聚区的热湿拉强度, 使砂层表面分层、拱

[1]

起和开裂, 这就是夹砂类缺陷形成的机理。

图1　夹砂类缺陷的形式

1-鼠尾　2-沟槽　3-夹砂结疤

生产实践表明, 夹砂类缺陷是在浇注之后金属液尚未

充满砂型的一段时间里产生的(这段时间称为铸件开始产

) 。如果金属液对铸型的冲击生夹砂类缺陷的“临界时间”

和热辐射时间小于产生夹砂类缺陷的“临界时间”, 即在浇注过程中如果砂型表面凝成硬壳后不拱起和破裂, 则浇注以后, 由于液体金属的静压力对型壁的挤压作用, 砂型表面是不大可能拱起的, 铸件也就不会产生夹砂类缺陷。

在铸铁件中, 平板、盖罩等类平面较大的铸件最易产生夹砂类缺陷, 湿型件尤为严重。水平面积大的砂型, 其紧实程度和强度性能难以完全一致, 加之金属液不能迅速地遮

①[收稿时间]2007-10-08

[作者简介]彭显平(1963-) , 男, 四川工程职业技术学院副教授; 研究方向:

铸造工艺及熔合金熔炼。

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【工程技术研究与

主持:李艳　　　　　　　　　彭显平、张光明、傅骏:

怎样防止夹砂缺陷的产生应用】

盖整个平面, 金属液对平面的烘烤时间较长, 以致砂型表层膨胀不均且较严重。对于湿型件, 水分的迁移造成了高湿度的水分凝聚区, 大大削弱了砂型的整体强度; 水分蒸发而形成的气体压力也易使砂型表层早期曝裂, 造成夹砂缺陷。

由上可知, 防止夹砂类缺陷类必须从减小型砂的热膨胀量、提高砂型的强度, 减低砂型的受热程度以及利用金属液的压力阻止砂型膨胀等方面着手; 并在配砂、造型和浇注的工艺和操作上采取有效措施, 才能取得良好的效果。笔者在生产实际中主要采用如下措施防止夹砂类缺陷。

松砂, 使型砂获得应有的性能, 也可减少夹砂类缺陷的产生。

　　2　选择合理的造型、浇注工艺

造型、浇注工艺是否合理对铸件产生夹砂类缺陷有很大的影响。铸件的浇注时间和浇注位置、金属液的上升速度、铸型的种类等必须选择恰当。

2. 1　采用快速浇注:砂型的表面总是要发生膨胀的, 因此防止夹砂类缺陷的决定因素是金属液是否能迅速覆盖和触及砂型的表面, 并对砂型产生一定的压力。快速浇注能缩短砂型受热时间, 使型壁中温差应力减小, 金属液在铸件产生夹砂类缺陷的“临界时间”之前充满铸型, 不给予砂型有产生膨胀和形成高水区的充分时间。如果上砂型受烘烤后在局部发生垂下的瞬间, 金属液能立刻触及, 依靠金属液柱压力对型壁的挤压作用有可能把垂下的砂块托回原处, 阻止干砂层的鼓出、翘起, 从而可利用金属液的压力来对付砂型的膨胀。

。灰铸铁截面积的计, 验公式进行计算[5, 6, , 1/2

:F 最小———浇注系统最小截面积(厘米2)

G ———铸件浇注重量(公斤) K ———经验系数, K 的取值范围一般为014～115。

笔者对于K 值的选取:平面较大的铸件K 取018～112; 平面很大、薄壁的铸件K 取112～115; 湿型件宜取中、上限。

生产实践证实, 上述公式是可靠的。如果铸件存在夹砂类缺陷, 必须检查该铸件所用的浇道截面积是否在“快浇”的范围之中。

对于大平面的铸件宜用尺寸较大的浇口杯, 多道薄片状的内浇道或是缝隙浇道, 使金属液迅速、平稳、不间断地盖住所浇到的平面, 避免砂型局部过热。浇道比例常用半封闭或开放式。

2. 2　提高金属液的上升速度:金属液在砂型中应有较高的上升速度, 以减弱上砂型受烘烤的程度。金属液的上升速度与浇注方案有关。自下而上充型的倾斜浇注方法(一般倾斜3°) , 能避免分散的金属液流, 利于砂型的～15°排气、减少金属液对砂型的热辐射和提高金属液的上升速度。而平做立浇的工艺则更能显著提高金属液的上升速度。

因而, 铸件的浇注位置必须有利于金属液的平稳充型和型腔气体的排除, 否则, 会导致夹砂类缺陷。

2. 3　搞好浇注工艺及操作方法:为了防止夹砂类缺陷, 在浇注工艺方面, 应在保证不出现其它缺陷的前提下, 力求用较低的浇注温度, 避免断流和尽量采用较快的速度浇注, 缩短浇注时间, 同时浇包不要吊得过高。

2. 4　采用适宜的铸型:应根据铸件的大小选择适宜的铸型。湿型一般适用于小件和平面不大, 壁不厚的中件。对于中、大的板类和厚壁件宜采用表干型和干型。一些大型平板可用热膨胀小、导热性好和热容量高的碳素砂或耐

　　1　控制型砂的质量

正确选用和配制型砂是防止夹砂类缺陷的主要措施。

选用导热性能好和热膨胀系数小的原砂, 可以降低型内各层的温差, 降低热压应力。对于容易产生夹砂类缺陷的铸钢件应全部或局部使用铬铁矿砂、锆砂或镁砂等代替硅砂, 对于铸铁件应采用石英含量稍低的硅砂, 同时原砂粒度多选用分散的原砂。

采用水玻璃砂、石灰石水玻璃砂、树脂砂, 都能有效地防止夹砂类缺陷。

采用以美国铸造学会为首的组织主张采用“四筛砂”代替“三筛砂”作为原砂供应规格(所谓“四筛砂”集中在相邻的四只筛子上, 要占90%左右, 细砂粒各占3%～5%, 同时, ～占7%～919%, , , 也就) 。因为“四筛砂”原砂的颗粒尺寸即粒度分布是不均匀的, 砂型舂紧时, 会发生小颗粒充填到大颗粒之间孔隙中的“镶嵌现象”。“四筛砂”的砂粒镶嵌现象比“三筛砂”显著, 舂紧后砂型中的砂粒排列就较紧密; 同时, 四筛砂砂粒大小不均匀, 热导率因砂粒间接触点多而增大, 温差应力减小, 同时大小不一的砂粒不会同时膨胀, 延长了微观膨胀过程, 使得砂型宏观膨胀量减小和不易产生骤增性的宏观膨胀。因此, 四筛砂防止铸件产生膨胀缺陷的能力会优于三筛砂[4]。

选用粘结力强的钠质膨润土或对钙质膨润土进行活化处理, 适当增加膨润土的用量, 可增加铸型的表面强度以及水分饱和区的热湿拉强度, 这是防止湿型浇注时铸件产生夹砂类缺陷等膨胀缺陷的有效措施之一。

严格控制型砂中的水分, 因为水分凝聚区的热湿拉强度随凝聚水量增加而迅速降低, 型砂中水分越高, 砂型形成夹砂临界时间就越短, 越容易形成夹砂。

水分凝聚区的热湿拉强度随凝聚水量增加而迅速降低, 因此型砂中水分应加以控制。除此之外, 型砂中水分越高, 砂型形成夹砂临界时间就越短, 越容易形成夹砂。夹砂缺陷夹砂层即浇注时型壁表面的干砂层厚度越薄, 相应地夹砂缺陷在铸件表面所占的面积就越大, 反映了这种型砂抗夹砂能力越弱。

在型砂中加入煤粉、重油、沥青、木屑等可增加型砂的退让性, 降低表面层的热压应力; 尽量降低型砂的水分以保证水分凝聚区的热湿拉强度; 去除旧砂中的粉尘。另外, 加强混砂操作, 如保证一定的混砂时间, 并使型砂进行渗匀和

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【工程技术研究与

主持:李艳　　　　　　　　　彭显平、张光明、傅骏:

怎样防止夹砂缺陷的产生应用】

火砖作下型, 既能重复使用, 又能有效地防止夹砂类缺陷。

2. 5　加强砂型的排气:多扎通气孔和提高型砂透气性, 能及时地排除砂型表层产生的水蒸气及其它气体, 能有利于金属液的快速充填和减轻高温气流对砂型表层的起拱作用, 有益于使水分凝聚区后移和降低水分凝聚区水分。因此在砂型上多放明出气冒口, 分散排气是十分重要的。

　　3　确保砂型(砂芯) 的制造质量

砂型(砂芯) 的制造质量涉及产生夹砂类缺陷的“临界时间”。如何精细地造型(制芯) , 提高砂型(砂芯) 的整体强度, 是防止夹砂类缺陷的关键。

3. 1　舂砂要紧实和均匀:砂型(砂芯) 应舂得紧实均匀, 避免局部过紧和分层。如果紧实不均匀, 则浇注时, 紧实度过高之处受热膨胀, 将膨胀量都集中于紧实度过低之处。反而使舂得松的地方表现出较大的膨胀力, 相应的压应力也高, 因此使其干砂层鼓出的可能性增大, 铸件表面在这些地方出现夹砂类缺陷的机率反而增高。

湿型不要求过高的紧实度, 对于湿型紧实度可以通过砂型表面硬度的测定进行控制, 上箱和下箱硬度分别控制在65～75和75～85。而表干型和干型应有足够的紧实度。大型铸铁件防止夹砂类缺陷的经验是:“人工用直径15毫米粗的钢钎都无法插进砂型”。缺陷要注重砂型的刚性。够的紧实度, 多扎气眼, 。

, 芯骨也不能距砂芯表面过近, 这样会引起舂砂不均。舂砂时首层填砂不可过薄, 特别是在模型表层木板较薄时, 木板的弹性会使砂型分层。刮板造型的操作要特别小心, 以墁刀削砂成型为主, 刮板刮砂时不能过分用力, 以免使砂型分层。

3. 2　细心修型和上好涂料:修型时不能过度地修磨砂型, 应避免重抿和正反向往复抿压砂型平面。抿平实际是又抹又压, 也易造成砂型断面上紧实度不均匀; 往复抿平则容易把水分引到砂型表面, 同时易使砂型表层和背层之间发生移动, 形成硬块且与本体分离, 削弱它们之间的连结而易产生夹砂类缺陷。砂型损坏之处要划毛后修补, 不宜刷水过多。浇道附近、凸台边缘、大平面及金属液断续流经的部位应插钉加固, 钉距不能过大, 并使钉子头与型腔表面齐平, 其作用是浇注时, 将型壁表层的干砂层牢牢地“钉住”

在后背的砂层中, 使干砂层不能突出、翘起, 以增大干砂层

突出、翘起时的阻力, 防止干砂层脱离后背的砂层。插钉呈梅花状, 使砂型有一个整体的强度。

涂料是砂型的保护层, 要上好。修型后宜让砂型阴干一段时间再上涂料, 以利涂料的渗透。在配制涂料时, 应调整涂料的配比来增加涂料的渗透性, 例如涂料中的骨干料———粉料应该细且粒度级配应适当, 以增加涂料的渗透性。涂料最好涂刷两遍, 第一遍涂刷较稀涂料, 第二遍涂刷较浓一点的涂料, 使其渗入砂型一定深度, 增加表层和里层之间连接强度的方法, 增加涂料附着力, 即增加涂料对于砂型(砂芯) 本体的湿润能力, 能有效地防止湿型和干型的夹砂类缺陷。笔者所在的工厂对易产生夹砂类缺陷的大平面件采用先刷一层水玻璃, 再上涂料的办法也是切实可行的, 效果较好。砂型涂料层不能过厚, 否则硬化后的涂料层本身就易裂纹。

3. 3　控制烘干范围:砂型() 干燥不好也容易产生夹砂类缺陷。为此砂型(砂芯) 。, (砂芯) 内外层存, , 以确保砂型, 以防砂型, , 以免返潮。

　结语

铸造生产是一个复杂的工艺过程, 影响铸件产生夹砂类缺陷的因素很多。通过采用以上措施, 只要我们从“预防为主”的观点出发, 有效地控制工艺规范和生产过程, 夹砂类缺陷是不难解决的。

[参考文献]

[1]刘喜俊. 铸造工艺学[M].北京:机械工业出版社, 1999. [2]张明之, 韩丙告. 铸造词典[K ].北京:中国农业机械出版

社, 1996.

[3]铸造名词术语G B /T5611-1998[G]//中华人民共和国国家标

准. 北京:中国标准出版社, 1998.

[4]陈国桢, 肖柯则, 姜不居. 铸件缺陷和对策手册[K].北京:机械

工业出版社, 2000.

[5]魏兵, 铸件浇注系统阻流截面积的确定[J ].铸造技术, 1981,

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[6]刘文川, 快浇技术在气缸体生产中的应用[J ].铸造, 1996,

(11) :33-35.

[7]吴秉正, 冷却箱体铸造工艺[J ].铸造技术, 1987, (3) :26-27.

62

范文三：热加工论坛—Deform网格划分原则及方法

Deform网格划分原则及方法

引言:划分网格是建立有限元模型的一个重要环节，它要求考虑的问题较多，需要的工作量较大，所划分的网格形式对计算精度和计算规模将产生直接影响。为建立正确、合理的有限元模型，这里介绍网格划分时的一些基本原则及方法。

关键词: Deform 网格 局部细化

一、网格划分的原则

1 网格数量

网格数量的多少将影响计算结果的精度和计算规模的大小。一般来讲，网格数量增加，计算精度会有所提高，但同时计算规模也会增加，所以在确定网格数量时应权衡两个因数综合考虑。 图1中的曲线1表示结构中的位移随网格数量收敛的一般曲线，曲线2代表计算时间随网格数量的变化。可以看出，网格较少时增加网格数量可以使计算精度明显提高，而计算时间不会有大的增加。当网格数量增加到一定程度后，再继续增加网格时精度提高甚微，而计算时间却有大幅度增加。所以应注意增加网格的经济性。实际应用时可以比较两种网格划分的计算结果，如果两次计算结果相差较大，可以继续增加网格，相反则停止计算。

图1 位移精度和计算时间随网格数量的变化

在决定网格数量时应考虑分析数据的类型。在静力分析时，如果仅仅是计算结构的变形，网格数量可以少一些。如果需要计算应力，则在精度要求相同的情况下应取相对较多的网格。在热分析中，结构内部的温度梯度不大，不需要大量的内部单元，这时可划分较少的网格。

2 网格疏密

网格疏密是指在结构不同部位采用大小不同的网格，这是为了适应计算数据的分布特点。在计算数据变化梯度较大的部位(如应力集中处)，为了较好地反映数据变化规律，需要采用比较密集的网格。而在计算数据变化梯度较小的部位，为减小模型规模，则应划分相对稀疏的网格。这样，整个结构便表现出疏密不同的网格划分形式。 图2是中心带圆孔方板的四分之一模型，其网格反映了疏密不同的划分原则。小圆孔附近存在应力集中，采用了比较密的网格。板的四周应力梯度较小，网格分得较稀。其中图b中网格疏密相差更大，它比图a中的网格少48个，但计算出的孔缘最大应力相差1%，而计算时间却减小了36%。由此可见，采用疏密不同的网格划分，既可以保持相当的计算精度，又可使网格数量减小。因此，网格数量应增加到结构的关键部位，在次要部位增加网格是不必要的，也是不经济的。

划分疏密不同的网格主要用于应力分析(包括静应力和动应力)，在结温度场计算中采用趋于均匀网格。

图2 带孔方板的四分之一模型 二、网格划分的方法

1、基本网格划分方法

在Deform中划分网格方式有两种。一种是相对网格划分方法，一种是绝对网格划分方法。

相对网格划分方式:使用相对网格划分方式用户仅需要指定固定单元的数目。无论物体形状多么复杂，单元的数量必须是恒定。

绝对网格划分方式:使用绝对网格设置方式，系统决定网格划分总数，随着物体的复杂，单元数也随之增加。

无论相对划分网格方式还是绝对网格划分方式，两者都有依靠划分网格权重来分配物体上各部分的单元大小，默认的划分网格权重在Detailed setting--weight factors下面，此权重在大多数模拟中效果很好。相对网格划分方式是系统默认设定，用绝对网格划分方式目的在于增加模拟的正确性，这是因为网格尺寸设定后自始至终不变，随着物体形状越来越复杂，单元数的增加可以更好的描述物体的表面。使用绝对网格划分方式，为了决定网格划分的最小尺寸，需通过测量模具的最小特征尺寸，这个最小特征必须满足的条件是成形过程中它的形状会反映在工件上，也就是非曲直说有工件材料要流过此特征。最小特征的选取是指整个模拟过程的最小特征。

Mesh分为两个步骤，先surface mesh，然后再solid mesh。在相对网格划分中，preview是surface mesh,而generate mesh是surface mesh和solid mesh两步。在绝对网格划分中直接分为surface mesh和solid mesh两个命令。

2、局部细化网格方法

在一些高梯度地区，即应变，应变速率，温度，几何尺寸等变化比较剧烈的地区，网格需要细化。 这里可以设置权重因子，还有一个重要的设置是mesh density windows(网格密度窗口)因子，这个选项与后面介绍的网格密度有关，为了在一些地方设置更为细密的网格，光靠上面滑杆设置的几个因子还不行

(注:前面四个因子相加之和必须是“1”，在调整权重因子时，可以用键盘上的向左，向右键来进行微调。)还需要用户设置来调节网格密度的分配，将mesh density windows后的滑杆设为非零数字(注:设置的数值越大表示考虑的越多。)，就可以启动下的的mesh windows选项，在下面选项所控制的窗口中，数字都要乘以这个非零因子。

接着在windows区域内点击Add在屏幕的图形显示窗口左下方弹出一个小窗口，可以定义局部区域，在定义调整Mesh windows时鼠标必须是获取点的状态，不能是缩放观察的状态。Size Ratio to Elem Outside

Window用来调整窗口内部单元与外部单元的比率。速度栏:此项表明局部细化网格的窗口是以该速度向其矢量方向运动，这个参数的设置与模具和工件的接触变形区有关。局部细化网格的目的在于让变形大的地区得到较小的网格，以有利于反映真实的变形并节省计算时间，如果接触变形区是随着时间变化的，想要变化的接触变形区始终都得到局部细化网格，那么窗口的速度就应该等于接触区变化的速度。有时你会发现网格窗口没有发挥作用，这有几个原因:一、Wight Factor中因子设置为零;二、总体网格的数量太少;三、可能是Mesh Windows中定义的网格密度比例太大。

九个按钮分别是:矩形网格划分工具、圆柱形网格划分工具、环形网格划分工具、比例缩放、移动、旋转、调整比例、预览、清除。大小调整方法:将拖动按钮点红然后进行调整。移动:将图形调整到方便观察的方位，拖动细化分区域沿轴向移到想要的位置。旋转:将图形调整到方便观察的方位，拖动细化分区域绕某一个轴进行旋转到想要的位置。

参考文献:DEFORM 5.03金属成形有限元分析实例指导教程 李传民, 王向丽, 闫华军等编著

范文四：热加工论坛—自由锻造的多种锻造方法

自由锻造的多种锻造方法

自由锻造中有许多的锻造方法，而其针对锻件要求的不同机械性能有各种不同的锻造方法。尤其近年来又有来许多新的锻造技术的出现，使自由锻造的方法更是日新月异。

下面我来简单的介绍一些锻造操作方法：

1、 单向镦粗

主要适用于简单的圆饼类锻件。选用的原材料为经过锻造或辊轧后的坯料，其碳化物偏析程度接近或达到零件的要求时，即可以采用以原材料加热后一次镦粗到要求尺寸的方法，此时的锻造比应大于3。这样的方法多用于模锻或胎模锻。

2、 单向拔长

主要适用于材料碳化物偏析程度与零件要求达到或接近的细长杆类锻件。由于单向拔长锻造时比较容易形成带状碳化物，严重影响横向力学性能，所以选用单向拔长的锻造比一般取3-4为好。此方法多用于“V”型砧锻造。

3、 镦粗后反复重滚镦平

主要适用于刃口沿圆周分布的刀体或空心锻件的锻造。其在镦粗后反复重锻周边和轴向镦平，可以改善锻件周边部位的碳化物分布。

4、 轴向反复镦拔

该变形方法的优点是坯料中心部位的缺陷不分流到外层，锻造时表面变形量大，可以保证金属的表面碳化物偏析程度级别得到改善。锻造时坯料不需要改变方向，操作简单，易于掌握。缺点是因为中心部分变形量小，碳化物偏析不容易得到完全改善，拔长时端面易产生裂纹。

5、 轴向走大扁方拔长

将镦粗后的坯料进行轴向的大力压大扁方拔长（其宽、高比为1.3-1.6：1）。由于在走大扁方拔长的过程中，坯料被压下量大，中心部位相对变形剧烈，因此坯料的难以变形区域开始发生变形，坯料与平砧的接触面积增大，摩擦阻力显著增加，中心部位处于较高的三向压应力状态，锻透性好，有利于锻合中心部位缺陷。

6、 径（横）向十字镦拔

将坯料镦粗后，沿其横断面两个相互垂直的直径方向反复镦拔，最后再沿轴向拔出锻件。该方法坯料变形方向变化多，对破碎坯料中心部位的碳化物偏析及沿径向均匀分布的效果显著，但实际操作中还是比较复杂。

7、 变相镦拔

将镦粗后的坯料进行轴向的大力压扁方拔长（其宽、高比为1.3-1.6：1），高度可以适当小于成品尺寸。二次镦粗后将原宽度方向压拔成高度方向，原高度方向变相为宽度方向，再次镦粗后至锻造成型。多适用于锻造用行车的操作方法。

8、 变向加走大扁方镦拔

将镦粗后的坯料进行横向走大扁方拔长（其宽、高比为1.3-1.6：1），经过变相镦拔后，一种是沿轴向方向拔出锻件，另一种是抛却轴向方向，沿横向拔出锻件，主要视性能而定。此方法和变相镦拔锻造法一样，结合了轴向走大扁方拔长和径向十字镦拔锻造法的优点，技术要点明确，便于实际操作中的掌握。多适用于锻造操作机的操作方法。

9、 三维坐标方向锻造

这种方法是在三维（向）坐标方向进行镦粗、拔长，它综合了轴向镦拔及径向镦拔的优点，能更大程度地打碎坯料中的碳化物偏析和消除其方向性，从而满足对锻件的特殊机械性能的需要。对于锻造温度区域窄小，机械性能要求高（以Cr12为代表性）的工、模具钢时，

多采用这样的方法。

10、综合锻造

是在经过三维方向锻造后，旋转45°进行倒角，然后再进行轴向镦粗和拔长的综合锻造方法。该方法保留了三维方向锻造法的优点，同时又借助于旋转45°后倒角锻造，使锻件四角部位的碳化物被破碎，从而使锻件表面碳化物分布更均匀。

此外还有代表性的“FM”锻造法、“JTS”锻造法、“WHF”锻造法和冷锻、温锻、等温锻造法以及新颖的液态模锻和计算机辅助生产设计等多种方法。

希望大家能对各种锻造方法进行全面掌握，结合各种锻造技术的优点以及其适用性，综合自身优势，找出一套适用于当前设备能力和自身的有灵活性的锻造技术，并且能在很大程度上提高自身技术能力的锻造方法。那样的方法就是别人羡慕而学不会的最适合自身优势发展的也是最实用的锻造方法和技术！

我为大家而

骄傲！

王建党

范文五：铸锻热加工行业节能减排技术及设备

〃铸造技术Fo undry Te chnolo gy 〃

铸锻热加工行业节能减排技术及设备

1 2 单忠德,杨 菁

() 1 . 机械科学研究总院先进成形技术与装备国家重点实验室 ,北京 100083 ;2 . 北京信息科技大学 ,北京 100192摘要 :在分析机械工业制造领域节能减排的现状基础上 ,提出了机械工业制造领域节能减排新技术 、新工艺和新装备 ,如数字

( ) 化制造融入铸锻过程 、减量化促进铸造新材料开发 、铸锻生产趋向近净成形制造 、特种铸锻技术缩短工艺过程 、熔炼 加热过 程趋向节能化 、自动化控制促进铸锻清洁生产等 ,这些新技术和新装备为机械工业实现节能环保 、清洁生产提供了强力支撑 。 机械制造过程趋向数字化 、精密化 、柔性化 、智能化和绿色化 ,大量优质 、高效 、少无切削的新制造技术不断出现并逐渐在铸 造 、锻压 、热处理等领域获得应用 。

关键词 :节能减排 ;先进制造 ;铸造 ;锻压

( ) 中图分类号 : T G2 ; T G31 文献标识码 : A 文章编号 : 100028365 20090520583206

En e r g y2S a v i n g Emi s s i o n R e d u c t i o n a n d Eq ui p m e n t i n t h e Fi e l d

of Th e r o m e c h a ni c a l P r o c e s s i n g

1 2S HA N Zhong2de, YA NG Jing

( 1 . China Aca demy of Machinery Sc ience & Technology , Beijing 100083 , China ; 2 . Beijing Inf ormat ion Sc ience & Technology Un iversity , Beijing 100192 , China)

A b s t r a c t :Ba se d o n the a nalysi s of e ne rgy2sa ving e mi s sio n re ductio n st atus in t he field of me cha nic al ma nufucturing industry , ne w t e c hnolo gy , ne w p ro c e s sing a nd e quip me nt s a re p ropo se d , such a s digitial ma nufa cturing p ro c e s s into c a sting a nd fo rging , de velop me nt of ne w fo undry mat e rial s by de crt e me nt , ne a r net shaping in t he c a sting a nd fo rging field , a nd sp e cial t e chnolo gy to sho rt e n t he p ro c e s s of c a sting a nd fo rging , melting tre nd of e ne rgy2sa ving p ro c e s s , auto matio n a nd co ntrol to p ro mot e t he cle a ne r p ro ductio n of c a sting a nd fo rging . The se ne w t e c hnolo gie s a nd ne w e quip me nt s c a n p ro vide stro ngly suppo rt fo r t he ma c hine ry industry to a chie ve e ne rgy sa ving a nd e nviro nme nt al p rot e ctio n , cle a n p ro ductio n. Wit h t he de velop me nt of ma chine ry ma nuf a cturing p ro c e s s to wa rd s digitizatio n , p re ci sio n , fle xi blit y , int ellige ne nc e a nd gre e nizatio n , a la rge numbe r of high2qualit y , high efficie nc y , lo w o r no n2cutting ne w ma nuf a cturing t e chnolo gie s a re incre a singly e me rge d , a nd a re p ro gre s sively use d in t he c a sting , fo rging , he at tre at me nt .

Ke y w o r d s : Ene rgy2sa ving e mi s sio n re ductio n ; Adva nc e d ma nuf a cturing ; Ca sting ; Fo rging

1 机械工业制造领域节能减排现状16 615亿元 , 占 工 业 总 GD P 的 比 重 是 18 . 2 % , 万 元

据国家统计局统计 ,2007 年机械装备业规模以上 GD P 能耗是 0 . 44 t 标煤 。2006 年我国机械制造工业 企业 72 900 多家 , 2006 年机械 装备 制 造业 总能 耗约 废水排放总量 65 828 万 t ,废水排放达标量 63 282 万

(7 365万 t 标煤 ,占工业能源消耗的 4 . 2 % 工业总能耗 t ,二氧化硫排放量 14 . 2 万 t 。

175 137 万 t 标煤 ,工业增加值 91 311 亿元 ,万元工业 我国机械装备制造技术及设备整体落后于发达国

) 增加值 1 . 92 t 标 煤 。2006 年 机 械 制 造 业 GD P 值 ( 家 15,20 年 ,机械能耗主要在热加工 铸造 、锻压 、热

) 处理等及设备控制运行等 ,排放主要在热加工 、涂装

和电镀等方面 。与国外相比 : 收稿日期 :2009202227 ; 修订日期 : 2009203204

( ) 基金项目 :国家“十一五”科技支撑计划项目 2006BA F02 A06、北京市 () 1制造精度低 ,加工余量大 铸件尺寸精度低于科技新星计划 ( 2005B45) 国际标准 1,2 个等级 ,废品率 ( ) 作者简介 :单忠德 19702 ,工学博士 、研究员 ,研究生导师. 主要研究

高出 5 %,10 % ,加工余量高出 1,3 个等级 。我国铸 方向 :数字化成形 、机械装备制造 、绿色制造技术等.

Ema il :shanzd @ca m. co m. cn 铁件废品率通常为 9 %,15 % ,铸钢件废品率为 5 %,

Vol . 30 No . 5

FO U ND R Y T EC HNOL O GY May 2009 〃584 〃

1/ 4 、美国的 1/ 5 。我国每年因污水排放和 SO排放导15 % ,而国外 铸 铁 件 和 铸 钢 件 的 废 品 率 均 低 于 5 % 。2

致的经济损失分别在 5 000 亿元以上 。从以上分析可 我国锻造行业主要生产技术和经济指标与发达国家相

比差距巨大 ,日本是 0 . 35 %, 0 . 55 % , 我国最好的企 以看出 ,机械工业领域节能减排形势严峻 ,急需通过科 业也只达到 2 %,3 % ,废品率比国外高 5,6 倍 。 技提高产品竞争力 ,实现工业又好又快的发展 。

() 2 铸锻热行业节能减排新技术及设备 2材料浪费大 ,能源消耗高 铸造能源利用率仅

为 17 % ,我国吨铸铁件能耗为 近年来 ,随着机电一体化 、计算机 、信息和控制 、装 0 . 55,0 . 70 t 标煤 ,而国外为 0 . 3,0 . 4 t 标煤 ,铸造综 备自动化 、新材料 、新工艺等的快速发展 ,铸造 、锻压和

() 合能耗是发达国家的 2 倍 。工业发达国家 20 世纪 90 热处理 以下简称铸锻热过程趋向数字化 、精密化 、柔 年代大锻件燃耗 0 . 44 t 标煤/ t 锻件 ,模锻件燃耗0 . 3 t 性化 、智能化和绿色化 ,一些新的工艺 、技术及设备在 标煤/ t 锻件 ,综合能耗 0 . 6,0 . 8 t 标煤/ t 锻件 ; 国内 生产中获得应用 ,有力促进了工业领域节能减排工作 目前大锻件燃耗 1 . 3 t 标煤/ t 锻件 ,模锻件燃耗 0 . 55 的开展 。

() 1数字化制造融入铸锻过程 t 标煤/ t 锻件 ,综合能耗 1 . 3,1 . 5 t 标煤/ t 锻件 ,锻造

() 业单位产值的能耗为发达国家 3 倍 。国外大锻件钢锭 通过产品设计 、模具制造 、铸造 锻压工艺优化等 利用率 65 % ,模锻件日本丰田达到 80 %,93 % ,俄罗 制造过程及企业管理过程实现数字化 ,有效提高产品

开发与制造能力 ,减少了零件组合数量 ,减轻了零件重 斯卡马 厂 达 到 84 % 。国 内 大 锻 件 钢 锭 利 用 率 仅 为

54 % ,国内最好的企业模锻件材料利用率达到 78 % , 量 ,使原材料的利用率达到最高 ,开发周期缩短 ,有效 企业平均 63 % 。材料利用率平均比日本低 15 %左右 。 地促进了行业中的节能减排 。根据美国科学研究院工

(3) 控制水平差 ,设备效率低 程技术委员会的测算 : 模拟仿真可提高产品质量 5 ,

15 倍 , 增 加 材 料 出 品 率 25 % , 提 高 投 入 设 备 利 用 率 在锻压自动线方面 ,美国 5 085 条 ,日本 9 000 条 ,

德国 6 130 条 ,广泛应用多工位锻压机 、电动 、液压螺 30 %, 60 % , 缩 短 产 品 设 计 和 试 制 周 期 30 %, 60 %

等 。多尺度基于过程的集成工艺仿 真技 术 获得 应用 旋压力机等先进锻压设备 ;我国锻压自动线 、半自动之

() 如图 1。 和约 300 条 ,模锻锤 、摩擦压力机占大多数 。50,125

MN 曲柄热模锻压力机锻造线仅 16 条 。

() 4制造工艺差 ,废弃物排放量大 我国铸件的年

产量超过 2 800 万 t , 消 耗标 准煤

2 100万 t ,排放废渣 420 万 t 、粉尘 70,100 万 t 、废气

3 140,279 亿 m、废砂 1 810,2 090 万 t 。我国吨合格

铸件的三废排放量为发达国家的 10 倍 。我国汽车铝

轮毂年产能已过 5 000 万件/ 年 ,出口 2 300 万件以上 ,

普遍采用传统化学电镀表面处理方法 ,对环境造成极

大破坏 。据估算电镀行业每年排放 4 亿 t 含重金属废

3 水 、50 000 t 固体废物和 3 000 万 m酸性气体等大量 图 1 多尺度基于过程的集成工艺仿真 污染物 ,有机溶剂挥发量至少在 751 000 t 以上 。 Fig. 1 Int2egrated p roce ss simulatin of multi scale ba sed

p roce ss 2007 年我国能源消耗和原材料消耗持续增长 ,其

() 2减量化促进铸造新材料开发 中煤炭消费量 25 . 8 亿 t ,增长 7 . 9 % ; 原油消费量 3 . 4

装备零部件的减量化促进了高技术新材料和轻合 亿 t ,增长 6 . 3 % ; 钢材 5 . 2 亿 t ,增长 17 . 4 % ; 且我国

金的开发应用 。高技术新材料是具有高比强度 、高比 能源利用效率仅 33 % ,比发达国家低约 10 个百分点 。

刚度 、耐高温 、耐腐蚀 、耐磨损的材料 ,是在高新技术推 伴随着自然资源严重短缺 ,生态环境严重恶化 ,全球气

( 动下发展起来的一类新材料 。轻量 化 铝合 金 、镁合 候变暖 ,极端气候现象频发 ,欧 、美 、日从 20 世纪 80 年

) 金 、超高强度钢 、奥贝球铁等将是未来装备零部件 ,特 代开始实施节能减排工作 。伴随着中国经济的高速发

别是 汽 车 零 部 件 制 造 的 重 要 发 展 方 向 。美 国 展 ,带动了电力 、钢铁 、水泥 、汽车等工业领域的快速发

( ) ( Free do mCA R 及 新 一 代 汽 车 发 展 计 划 PN GV 到 展 ,我国由过去的资源大国 ,变成目前面临资源匮乏的

) 2010 年,通过汽车车身及底盘零件的轻量化降低零 危机 。例如 ,主要矿产资源人均占有量不到世界平均

3 部件重量 50 % ,达到汽车总重降低 40 %的研究目标 。 水平的一半 ; 淡水资源总量为28 000 亿 m,占全球水

3 例如通用汽车公司采用奥贝球铁代替淬火钢生产汽车 资源的 6 % ,人均只有 2 300 m,仅为世界平均水平的

585 〃〃《铸造技术》05/ 2009 单忠德等 :铸锻热加工行业节能减排技术及设备 后桥螺旋伞齿轮 ,节约能耗 50 % ,成本降低 40 % 。美,或者将几道工序进行集成 ,使整个制造过材料 、热能 国 Smit h 铸造厂生产的 AD I 驱动轮铸件 ,由原先需要 程实现流程再造 。例如 ,为直接可以使用高炉熔炼的

铁液 ,生产高质量的复杂铸件 ,近年来国内外开展了高 84 件钢零件 装 配 而 成 , 目 前 设 计 为 1 件 整 体 铸 造 而

成 ,重量减轻 15 % ,成本降低 55 % 。 炉2中频感应电炉短流程熔炼技术方面的研究 ,可以

对于汽 车 零 部 件 , 铝 合 金 替 代 钢 、铸 铁 减 重 为 利 用高炉铁液直接转入中频感应电炉进行温度和成分40 %,60 % ,而镁合金替代钢 、铸铁可达 60 %,75 % 。 调 整 ,获得适合铸件要求的高温优质铁液 。相对于常世界各大汽车公司都已把采用镁合金零部件的多少作 规 熔炼工艺 ,省去了高炉铁液冷却和生铁重熔的过程 ,为衡量其汽车产品技术是否领先的标志 。B M W 公司 充 分利用高炉铁液自身热量 ,设备能源效率高 ,能源消

耗 将其 Z22 车型的水冷发动机曲轴箱的设计以铸铝材

料来接触曲轴轴承 ,而镁合金材料以外壳方式包覆于 少 ,减少污染物排放 ,实现短流程的熔炼铸造 。 在汽外层 ,使曲轴箱箱体重量比原设计减轻 10 kg 左右 ,且 车行业得到广泛应用的铝合金轮毂通常采用 较同尺寸铝制品减轻 25 % 。磁悬浮列车上底盘部分 低压铸造技术生产 ,但大型客车 、重型卡车以及豪华轿

() 车上的应用以及轻量化 主要结构部件均为铝合金铸件 ,每列列车共有十几种 锻造铝车轮比铸造轻 23 %、

() 高性能 锻造铝车轮强度是钢车轮的 5 倍需求 ,开发 200 多件 ,铸件基本壁厚为 6,8 mm ,铸件中最大尺寸

达 2 000 mm 以上 ,最小壁厚 2 mm 。 了铝合金轮毂锻造 - 旋压复合成形技术 。如美国 、德

() 3铸锻生产趋向近净成形制造 在近净形铸造技国和日本等工业发达国家主要采用 6 000 t 以上的大

术方面 ,近年来重点发展了熔模 型锻压设备进行预成型 ,然后在旋压机上进行旋压成 精密铸造 、陶瓷型精密铸造 、消失模铸造等新技术 。采 形至轮毂尺寸 ,仅在轮毂外观表面部位留有少许精加 用消失模 铸 造 生 产 的 铸 件 壁 厚 公 差 达 到 了 ?0 . 15 工余量 ,其余部位不再机加工 ,材料利用率高达 90 % 。 mm ,电渣熔铸工艺已用于大型水轮机的导叶生产 ,高 此外 ,通过开发新的材料来简化原来的热处理工 强度 、形态复杂 、薄壁 、净重 2 . 7 t 铝合金铸件也获成 艺 。随着现代汽车制造业快速发展 ,对高性能锻件的 功 。在大尺寸复杂钛及钛合金铸件的整体熔模精密铸 需求量越来越大 ,微合金非调质钢以其优异的节能 、节 造领域 , 20 世纪 80 年代 ,美国 PCC 公司制造了直径 材 、降低污染并缩短生产周期的性能在汽车制造中备

受瞩目 。铸锻件非调质化工艺技术取消原“淬火 + 高 达 2 m 的 GE90 发动机风扇轮毂 , 是目前世界上最大

的精铸件 ,其铸造尺寸公差可达 ?0 . 13 mm ,最小壁厚 温回火”的热处理工艺 ,精简了热处理工艺流程 ,可缩 达 1 . 0,2 . 0 mm 。我国在铸造近精成形方面 ,还需进 短生产周期 15 % , 提高材料利用率 10 % , 节电 700 ,

900 k Wh/ t 。 一步开展大型 、薄壁 、复杂钛合金铸件熔模精密铸造技

() 术及设备 、镁合金低压铸造技术及成套设备以及航空 5大型锻件余热回收促进工业节能 重型装备行

业制造及设备使用过程中消耗大量能 复杂薄壁结构件精密铸造研究等 。 国外黑色金属冷

锻精密塑性成形技术 ———中空径 源 ,排放大量废弃物如 CO、SO、N O X 等 ; 同时 ,大型 2 2

向分流冷锻技术 、多工位温2冷复合成形技术等 ,其锻件如 50 t 以上锻件的余热没有进行回收利用 ,炼钢 锻 件的径向精度可达到 0 . 02 mm ,形位公差 < 0="" .="" 04="" 和铸造过程中的余热没有进行回收利用="" ,大型工业炉="" mm="" ,="" 机加工余量仅留="" 0="" .="" 15="" mm="" 磨削余量="" ,="" 省去了大="" 余热回收效率与国外相比还有很大差距="" 。研究大型高="" 量的="" 温锻件="" 、钢锭="" 、铸件余热回收时冷却速度的控制="" ,以保="" 车="" 、铣等粗切削加工="" ,="" 真="" 正实="" 现了="" 近="" 净成="" 形="" 。如="" 德国="" 证余热回收过程不改变大型高温锻件="" 、钢锭="" 、铸件内部="" bl="" m="" 公司热精锻齿轮精度已达="" din6="" 级="" ,可节约材料="" 组织结构="" 、力学性能="" ;="" 研究高温钢包="" 、金属模余热快速="" 20="" %,30="" %="" ,力学性能提高="" 15="" %,30="" %。国外锻造设备="" 回收再利用技术="" ,并确保余热回收过程对钢包="" 、金属模="" 可以生产重量公差小于="" %的轿车精密连杆="" ,只有="" 6,="" 的各项性能不产生影响="" ;开发出大型高温锻件="" 、高温钢="" 8g="" 的重量差意味着小于="" 0.="" 1="" mm="" 的厚度差="" 。美国能源="" 锭="" 、铸件余热回收再利用设备="" ,开发出高温钢包="" 、金属="" 部制定的="" 2020="" 年发展规划中="" ,在精密塑性成形和热处="" 模余热回收再利用设备="" ,填补国内空白="" 。研究针对不="" 理方面="" ,提出了原材料消耗量减少="" 15="" %="" ,加工废屑减少="" 同材料="" 、形状="" 、重量的高温金属件余热回收设备="" ,以适="" 90="" %="" ,能耗减少="" 75="" %="" ,锻造成形模具寿命提高="" 10="" 倍="" ,人="" 应高温金属件批量小="" 、形状复杂="" 、材料种类多="" 、重量相="" 均生产率提高="" 50="" %的目标="" 。相应要求热处理行业节约="" 差大等特点="" 。="">

按照某重型企业现有铸 、锻件产量计算 , 2006 年 能量消耗 80 %、减少生产成本 75 % ,实现零排放等 。

() 锻件总产量为 9 万 t ,铸件总产量 3 万 t ; 2007 年钢液 4铸锻短流程生产减少资源消耗 铸锻短流程生

26 万 t , 锻 件 总 产 量 为 12 万 t , 铸 件 总 产 量 4 万 t 。 产主要通过充分利用前期工序中的

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2006 年回收余热量可达 2 141 t 标准煤 ,2007 年回收,零件部分仍是粉末 。造型完成后将粉行烧结或粘接 余热量可达 2 644 t 标准煤 ,伴随企业发展 ,对其进行 末倒出 ,再经固化处理就获得铸造用的型壳 。用此方

回收具有很好的经济效益 。 法 ,省去传统精密铸造过程中蜡型 、泡沫塑料模 、木模

() 6特种铸锻技术缩短工艺过程 基于离散堆积原的制作等多种工艺过程 ,是传统铸造过程的重大变革 。

理的铸型制造技术近年来取得一 一般一个壳型只能使用一次 。目前典型的 CAD 直接

( ) 定进展 ,通过以铸造用的陶瓷粉 末 或型 砂为 原 料 , 在 铸型工艺主要有 PCM Pat t e r nle ss Ca sti ng Mo deli ng

( ) CAD 模型驱动下通过快速成形机 ,逐层堆积制造 ,可 无模铸型制造工艺 、SL S Selective L a se r Si nt eri ng

( )以直接制成铸造用的型壳 。在 CAD 环 境中 , 直 接将 选择性激光烧结工艺 、3D2P 32Di me n sio nal Pri nti ng

( ) ( 零件模型转换为壳型 ,再配以浇冒口系统 。型壳的厚 工艺 、直接壳型铸造工艺 D SPC和德国 GS Ge ne ri s

) () 度可取 5,10 mm ,烧结或粘接过程中 ,非零件部分进 sa nd工艺 如图 2。

图 2 GS 工艺制造的铸型与铸件

Fig. 2 Mold a nd ca sting GS manuf act ure technic s

基 于 去 除 加 工 原 理 的 无 模 铸 型 制 造 技 术 , 是 在我国工业炉在筑炉材料 、燃烧设备 、控制元件等方面通 CAD 模型驱动下 ,直接采用数控机床加工砂型 ,获得 ,水平有了很大的提高 。但 过引进消化和自我研制开发

浇注的铸型 , 不需要传统的铸造 模 样 , 不仅 制造 速度 从目前的能源利用效率来看节能的潜力很大 ,因此有必

要在炉衬材料 、燃烧设备 、控制系统 、余热回收以及生产 快 ,而且精度高 。由于在封闭环境中加工 ,成形过程中

的废弃物如粉尘 、废气 、废渣等可以得到回收 。目前 , 管理等方面 ,通过实践分析和理论研究 ,找出影响能耗

( ) 的各种因素 ,采取有效的节能途径和措施降低能耗 ,从 典型的工艺主要有 DM M Di rect Mo ul d Milli ng5 轴

(而以最少的能源消耗获得最大的技术经济效益 。 ) 数控铣直接切削铸型工艺 图 3、并联机床加工 、铸型

铸造方面 ,采用了感应电炉双联熔炼技术 ,炉前微 雕刻加工等 。德国 Ac Tech 公司通常接到客户提供的

机自动检测控制技术 , 通过采用 新 技术 , 铁 液温 度由 三维 CAD 数据后 ,根据铸件尺寸和复杂程度的不同 ,

1 350,1 450 ?提 高 到 1 500 ?左 右 。在 熔 炼 铸 铁 在 3 周时间内即可为顾客提供 1,5 个铸件 。其可加

时 ,推荐采用外热风连续作业的长炉龄冲天炉 ,或者冲 工的最大外形尺寸达 2 . 4 m ,该设备可用于加工大型

天炉 和 电 炉 双 联 熔 炼 。熔 炼 铸 钢 时 推 荐 更 多 采 用 的车身结构 、批量生产的压铸模等 。

A OD 、V OD 设 备 , 逐 步 淘 汰 电 弧 炉 的 生 产 方 式 。另

外 ,尽可能延长一次性开炉熔炼的次数 ,每新开一次炉

就增加一次炉体的蓄热损失 。如第一炉钢液的耗电量

在 1 000,1 200 k Wh/ t 钢液 ,从第三炉开始耗电量一

般都低于 800 k Wh/ t 钢液 。

热处理是目前我国的能耗大户 ,90 %以上热处理

设备采 用电 加 热 , 其电 耗占 制造 企 业电 耗的 20 %,

30 % 。热处理过程中不断产生的热辐射 、废烟气 、废 图 3 DM M 加工及其铸型

水 、粉尘和噪音对环境也造成一定程度的污染 。高效 (Fig. 3 DMM p roce ssing a nd it s mold 加工数据

生成 : 3 h ;铸型加工 6 . 5 h/ 个 ;尺寸 :600 mm ×500 mm ×340 节能 、少无变形 、清洁热处理技术是热处理技术发展的

)mm ;从 CAD 数据到交货时间 :8 天 重要方向之一 。节能热处理强调在对大批量生产的标

() () 7熔炼 加热过程趋向节能化 我国燃料炉热效准件 、汽车零件 、工具等进行热处理时 ,应充分利用铸 、

率平均为 20 %左右 ,而世界发达 ( 锻工序后的余热进行热处理 铸铁淬火 、轧热淬火 、锻 国家为 40 %,50 %之间 ,两者相比存在着明显的差距 。 ) 热淬火,节省重新奥氏体化时所需的高额热量 。

587 〃〃《铸造技术》05/ 2009 单忠德等 :铸锻热加工行业节能减排技术及设备

() () 8无废弃物制造促进循环利用 3 % 。多数为进口德国和日本,绝大多数锻造企业都

( 美国在展望 2010 年的制造业前景时 ,提出“无废 是手工操作 , 全员劳动生产率只有 36t / 工人 〃年 还

) 弃物加工”的新一代制造技术 ,即加工过程中不产生废 是一汽 、二汽等最高水平的锻造厂,不到日本的 1/ 4 。

() 弃物 ;或产生的废弃物能被整个制造过程中作为原料 10自动化控制促进铸锻清洁生产 国外大量轿而利用 ,并在下一个流程中不再产生废弃物 。无废弃 车零件在专用的大型冷 、温锻压力机

( ) 物成形加工既减少了废物 、污染和能量消耗 ,又不会破 上 每辆轿车上已有 50 kg 重量冷锻件实现冷锻 、温 坏环境 ,必然成为未来先进成形工艺的主流 。日本提 锻 ,其 锻 件 直 径 方 向 精 度 可 达 0 . 02 mm , 同 心 度

( ?0 . 05 mm ,零件表 面 机 加 工 余 量 仅 留 0 . 20 , 0 . 30 出了 3 R 的 环 境 保 护 新 概 念 , 即 : 减 少 废 弃 物 Re2

( ) ( ) ) duce、再利用 Re u se及再循环 Recycli ng。对于铸 mm 磨削量 ,真正实现了净形/ 少无切削加工 。我国由 造 、水泥 、火电 、印染等重污染行业 ,采用以无废弃物为 于缺少大型精密冷锻 、温锻设备 ,轿车上采用冷 、温锻 目标的循环利用是实现节能减排的重要途径 。 工艺生产的零件不到 20 kg ,而且精度 、余量等指标比

废砂是铸造行业所产生的主要废弃物 上述国外先进指标放宽 ,占其总量 2,3 倍 ,机加工余量较大 。

柔性热处理就是将热处理设备与先进的控制技术 的 70 %以上 。我国年产铸件 2 800 万 t 以上 ,循环用

砂量高达 2 000 万 t ,以废弃 70 %计计算 ,每年要废弃 结合 ,实现热处理过程的自动化 、柔性化和绿色化 。德 的废砂就至少达 1 400 万 t ,既是极大的资源浪费 ,又 国 L eybol d 公司基于质量流密度概念 ,开发了脉冲离 严重污染了生存环境 。20 世纪 80 年代以来 , 日本采 子渗碳加高压气淬技术和设备 ,实现了脉冲导通时间 用旧砂再生的铸造厂已经达到 86 % ,每 t 铸件排放废 和间断时间的比例以及气体中的含碳气氛的分 压控 砂量 已 经 达 到 0 . 22 t , 每 吨 铸 件 使 用 新 砂 量 仅 仅 制 ,节约气氛提高了热效率 。

0 . 135 t ;美国一些铸造厂已经实现“零废物生产”, 即 在铸造 、锻压以及热处理生产过程中 ,以节能减排 没有废物排放的生产 。根据对铸造厂的统计 ,我国用 为目标 ,采用集成创新和系统优化 ,研制大规模高可靠 树脂砂生产 1 t 铸铁件 ,产生废砂 0 . 33 t ,用粘土砂生 性自动化成套控制系统的和网络系统 ,进一步开发生 产 1 t 铸铁件 ,产生废砂 1 . 32 t 。如果粘土砂和树脂砂 产过程模拟技术和大规模优化软件以及能源网络监控 各按一 半 来 计 算 , 则 每 生 产 1 吨 合 格 铸 件 产 生 废 砂 与调度系统 ,充分实施生产的综合自动化 ,就能实现节

能降耗安全环保的目标 。 0 . 825 t 。目前 ,西安理工大学等单位开发的水玻璃旧砂

3 铸锻热行业节能减排工作的机遇与挑战 湿法干法联合再生生产线 ,采用热湿法再生和干法清洁

除尘的原理 ,再生砂回收率达到 90 %以上 。因此 ,铸造 当前节能减排工作受到党中央 、国务院高度重视和 废砂再生利用 ,将大大减少丢弃的废砂量 ,变废为宝 ,对 全国人民的广泛关注 。党的十六届五中全会把节约资 生态环境保护 、社会可持续发展具有重要意义 。 源确定为基本国策 ,国家“十一五”规划纲要也提出了节

铸件修补技术的问世 , 已经广泛应用于铸铁 、铸 能降耗和污染减排两个约束性指标 “, 十七大”更是提出 钢 、铸铝 、铸铜等材质铸件的加工面 及 非加 工面 的修 了又好又快发展的号召 ,并采取了一系列措施 ,加强环 补 ,纯金属修复 ,补材与基体实现冶金结合 ,为存在铸 境保护和节能减排 。国务院 2007 年颁布了《中国的能 造缺陷的铸件提供了修整方法 ,进一步降低了产品废 源状况与政策白皮书》《、节能减排综合性工作方案》,对 品率 ,节约大量能源 、材料 ,减少了废弃物的排放 。 我国节能减排工作进行了全面的战略部署 ,并确立了

() 9铸锻生产成线技术提高制造效率 国外汽车锻“依靠科技 ,加快技术开发和推广”实现节能减排战略目

件广泛采用多工位自动锻造压力机 、 标 ,对科技创新促进节能减排提出了明确的要求 。

2008 年 ,国家科技部落实近 70 亿元在支撑计划 、 电动螺旋压力机 、液压螺旋压力机 ,以及由这些先进锻

() 压设备组成的综合自动线 约占总产量的 40 %,模锻 863 计划和 973 计划等主体科技计划中安排了上百个 件的全员劳动生产率 ,日本达到世界领先的 160 t / 工 项目和专题研究 ,加大了对节能 、新能源 、循环经济 、清 人 〃年 。例如 ,丰田汽车公司 Ho n sha 工厂热锻车间 洁生产 、污染控制 、气候变化等领域技术开发 、示范与 的转向节锻造生产线的主机为一台 35 MN 热模锻压 推广的支持力度 ,强调科技项目与国家节能减排重大 力机 ,线上采用了多台机器人 ,可分别完成锻件的自动 工程建设相结合 ,为推动节能降耗和环境保护提供全 下料 、余热淬火 、搬运 、码垛等动作 ,还实现了对锻件 、 面科技支撑 。为更好地贯彻落实国务院《节能减排综 模具温度在较大区域内的实时检测 ,有效保障了锻件 合性工作方案》,深入实施我国开展的“国家节能减排 的组织和内在质量 。我国大多数锻造设备还是锻锤和 科技专项行动”,2007 年 10 月国家科技部正式成立了 机械效率较低的摩擦压力机 ,自动化锻造线只有不到 工业领域节能减排总体专家组 ,为工业领域节能减排

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[ 5 ] Mo de r n ca sting st aff repo r t . A loo k at t he Gree nfiel d 科技专项行动提供技术咨询 ,推进工业领域节能减排

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