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一、课题国内外现状

国内外铸造机械的研制工作已有半个世界的历史，本论文选题的目的在于通过国内外铸造行业、铸造技术的发展进行全面系统的研讨，找出铸造机械发展的一个方向，为研制现阶段符合中国国情并能在相当长时期内占领国内市场的新型铸造机提供理论依据，并通过研制样机进行工业实验，验证理论的正确性。

目前我国已正式将机械、电子、汽车、石油化工及建筑作为国民经济的支柱产业。零部件制造业发展迅速，“中场产业”正在崛起（所谓中场产业是指处于最终装配工业和基础材料工业之间的产业），而铸造行业是机械制造全过程中不可缺少的重要环节，它对国民经济的发展及国防力量的增强起着重要的作用。铸造是汽车、石化、钢铁、电力、造船、纺织、装备制造等支柱产业的基础，而现金的铸造技术则是先进制造技术的重要内容。

铸造是常用的制造方法，优点是：制造成本低，工艺灵活性大，可以获得复杂形状和大型的铸件，在机械制造中占有很大的比重，如机床占60～80%，汽车占25%拖拉机占50～60%。铸件的质量直接影响着产品的质量，因此，铸造在机械制造业中占有重要的地位。铸造是一种古老的制造方法，在我国可以追溯到6000年前。随着工业技术的发展，铸造技术的发展也很迅速，特别是19世纪末和20世纪上半叶，出现了很多的新的铸造方法，如低压铸造、陶瓷铸造、连续铸造等，在20世纪下半叶得到完善和实用化。由于现今对铸造质量、铸造精度、铸造成本和铸造自动化等要求的提高，铸造技术向着精密化、大型化、高质量、自动化和清洁化的方向发展，例如我国这几年在精密铸造技术、连续铸造技术、特种铸造技术、铸造自动化和铸造成型模拟技术等方面发展迅速。

近年来，随着我国汽车、摩托车、家用电器、电子通讯等行业，特别是汽车工业的迅速发展，带动了俄我国铸造行业以前前所未有的迅速向前发展。同时我国铸件产量在全球处于领先地位，已成为一个铸造大国，并已经具备一定的科研开发和生产能力，许多科学家和工程师正从事该领域工作。由于拥有相对较好的研究和开发设备，我国已经具备能够自主生产一系列工业用重要铸件以及许多复杂民用铸件的能力。作为机床行业的四大主机之一的铸造机械，在机械制造业中具有重要地位。近些年间，由于国内经济稳态运行，在巨大的市场需求个良好的国家大环境下，行业保持高速增长，行业总产值逐年递增。随着逐渐产量的增加以及铸件厂品质量要求的提高，用铸造机械代替人工铸造成为趋势，这有力地推动了住在机械的市场需求的更快增长，再加上铸造技术和工业的不断发展和提高，高精度和自动化的铸造机械逐渐得到了市场的青睐。这从一个方面上推动着我国铸造行业整体上向机械化和自动化的方向不断发展。

我国铸造车间，解放前装备十分落后。解放后几十年来，铸造行业得到了很大的发展，建立了许多新的机械化铸造车间，其中尤其以第一汽车和第二汽车制造厂的铸造车间规模最大。不少高效的造型机和造型生产线，如微震压实，无箱射压，水平分型脱箱造型机及其与之配套的砂处理、配料、清理等机械化系统的投产具有我国自己特点的电磁配铁秤和水爆清沙设备的研制成功和推广应用，都推进了铸造机械化的进程，使不少铸造车间的面貌焕然一新。但是总的来说我国铸造行业的机械化水平仍然是十分落后的。很多车间的“黑、脏、乱”面埋没有得到根本的改变，就是那些较大的机械化车间，与国际上先进的水平相比，还是比较落后的。发达国家总体上铸造技术先进、产品质量好、生产效

率高、环境污染少、原辅材料已形成上商品化系列化供应，如在欧洲已建立跨国服务系统。生产普遍实现机械化、自动化、智能化（如计算机控制、机械人操作）。为了力争技术进步，是铸造车间逐步走向现代化，我国铸造车间面临着繁重的技术改造任务。

同时，我国铝材的需求量持续快速增长，铝材被广泛应用于航天、航空、建筑、交通、运输、包装、电子、印刷、装饰等众多国防和民用领域，使我国的铝加工技术得到了迅速的发展和提高。由于我国铝加工业起步晚，规模小，技术落后，随着我国加入WTO，铝加工不仅要面临国内竞争，而且还要与国外发达国家的大企业进行更激烈的竞争，这就要求国内铝加工企业不断加大投入，推动铝加工技术尤其是铝及其合金铸造技术迅速向前发展，缩小与国外先进水平的差距，在竞争中生存和发展。

二、研究主要成果

半连续铸造是世界上应用最普遍、历史悠久的铝及其合金的铸造技术，我国从20世纪50年代初从前苏联引进了此技术，其中又以立式半连续铸锭，即垂直铸造（DC）应用最为广泛，并在不断的改进中。它的特点有：1.由于浇铸过程是连续而稳定地进行，允许采用较低的铸造温度，并减少液流的冲击作用，从而减少了夹杂、气孔和缩孔等缺陷，提高了成材率。特别是近些年来，发展了同水平铸造，使浇铸过程更为平稳，铸锭的表面质量也得到了很大的提高。

2.由于结晶器和二次冷却水的强烈冷却作用，可以采用较高的铸造速度，获得细微的结晶组织，从而提高了铸锭的力学性能；

3.生产过程机械化，改善了劳动条件，并实现了多流同时浇铸，极大地提高了劳动生产率；

4.工艺条件要求严格，技术性强。铸造过程中，要求浇铸温

度、浇铸速度和冷却强度很好地配合，才能使生产过程稳定，并获得良好的铸锭组织和表面质量。

立式半连续铸造机的传动装置有液压式和钢丝绳卷扬式，还有丝杠传动和链传动，但应用不多。相比其他传动形式，液压传动尤其以下有点：

1.在同等功率情况下，液压执行元件体积小、总量轻、结构紧凑；

2.液压装置工作比较平稳，由于质量小、惯性小、反应快。液压装置易于实现快速启动，制动和频繁的换向；

3.操纵控制方便，可实现大范围的无极调速，它还可以在运行的过程中进行调速并实现直线运动；

4.采用矿物油位工作介质，相对运动面可以自行润滑，使用寿命长；

5.即容易实现机器的自动化，又易于实现过载保护，当采用电液联合乃至计算机控制后可实现大负载、高精度、远程自动控制。

对于铝及其合金的铸造，除达到铸锭成形的基本目的之外，各铝加工企业和研究机构，一直致力于提高铸锭表面质量，即使铸锭表面尽可能平整光滑，减少或消除粗晶层偏析瘤等表面缺陷，减少铸锭厚差及底部翘曲和肿胀等等，使铸锭在热轧前尽可能少铣或不铣面，提高成材率。为了使结晶器内的铝液控制值在尽可能低的水平以获得良好、光滑的铸锭表面，采用了浮标铸造；而在浮标铸造的基础上发展的热顶铸造，克服了前者不能产生小直径铸锭的不足。

铝及其合金铸造技术的新进展和有前途的技术有：脉冲水和加气铸造、电磁铸造、气滑铸造。脉冲水和加气铸造在铸造开始