液态金属成行新工艺
低、差压铸造-简化
确定铸型的种类
形状一般，精度或质量 要求较高、批量较大
金属型或石墨型
铸件内腔复杂 无法用金属型芯 可用砂芯
铸件精度要求高
熔模壳型或熔模石膏型
大型铸件 精度要求不高 单件或小批生产
可用砂型
原则二：
合金充型、结晶的工艺压力为0.05~0.07MP 应确保铸型能承受这种压力
原则三：
金属液凝固自上而下
所需保压时间为宜
二、低压铸造特点
基本特点
较强的补缩能力，无需复杂的浇注 系统和大量的冒口
金属液流动较平稳，充型能力较强
浇注过程的控制比较精确，自动化 程度比较高
1. 可用于铸造形状复杂的薄壁铸件 金属液在压力下充填，流动性好，充填能力强， 有利于获得轮廓清晰的铸件
2. 铸件力学性能高 铸件在压力下凝固，补缩效果好，致密度高， 力学性能好，可用于生产耐压、防渗漏的铸件
t2– t
升液、充 型阶段
增压法下压力罐 压力随时间递增
减压法上压力罐 压力随时间递减
t4 – t
保压 阶段
t5 – t
互通 阶段
增压法下压力 罐停止充气
减压法上压力 罐停止排气
上下压力罐间 压力差降至零
压力不变直 到凝固结束
多余合金液 经升液管返 回坩埚
上下压力罐同时排气，压力消失
熔化MPa下凝固，密度比常压下提高了13.32%
保压时间
金属液面上压力升至凝固压力 后开始，至铸件完全凝固时间
时间过长 浇口残留部分多
金属利用率低
铸件取出困难
升液管清理工 作量大
时间过短 铸件中尚未凝固金属液在重力作用 下沉回坩埚，使铸件“放空”而报
精确控制 获得优质铸件的重要工艺因素 铸型种类
喷射成型
喷射成形（Spray Forming）技术，也有人称为喷射沉积（Spray Deposition）或喷射铸造（Spray casting）技术，这是廿世纪80年代以来，工业发达国家在传统快速凝固／粉末冶金（RS/PM）工艺基础上发展起来的一种全新的先进材料制备与成形技术。
喷射成形技术的基本原理是用高压惰性气体将金属液流雾化成细小液滴，并使其沿喷嘴的轴线方向高速飞行，在这些液滴尚未完全凝固之前，将其沉积到一定形状的接收体上成形。
这样，通过合理地设计接收体的形状和控制其运动方式，便可以从液态金属直接制备出具有快速凝固组织特征，整体致密的圆棒、管坯、板坯、圆盘等不同形状的沉积坯。
采用喷射成形工艺制备的材料与用传统铸造或变形工艺制备的材料相比，由于在制备过程中的快速冷却使显微组织明显细化、析出相细小且均匀分布，从而使材料的化学成分和组织在宏观和微观上得到有效地控制，因此材料的力学性能几乎没有各向异性，使材料的总体性能得到了明显的提高。
这种新工艺与传统的粉末冶金工艺相比，由于从冶炼到坯件成形可在一个工序完成，省去了粉末冶金制粉、混料、压坯和烧结等多道工序，且可有效地控制材料中的氧含量与纯净度，这可使材料坯件的制造成本大幅度地降低。
当今，各工业发达国家利用喷射成形技术在高速钢、高温合金、铝合金、铜合金等先进材料的开发和生产方面已经取得了很大进展，其中高性能铝合金是喷射成形技术领域中最具吸引力的开发方向。
喷射成形技术的开发和应用喷射成形技术作为一种高新技术，其产品可广泛用于航天、航空、国防、汽车、化工、海洋和石油等工业领域。
国外喷射成形技术的应用开发主要集中在圆锭坯和管坯上，对平板产品的应用较少。
目前，已经能生产直径450mm和长度2500mm的棒材，其收得率可高达70%~80%，所生产的管坯直径为150~1800mm、长度为8000，其收得率为80%~90%。
而成形的合金材料主要有：铝硅合金、铝锂合金、2000及7000系列铝合金、各种铜合金、不锈钢和特种合金等。
三种液态成形方法
三种液态成形方法液态成形是工程领域中的一种重要成形技术，用于制造各种金属或非金属零件。
它通过将材料加热至液态，并注入到模具中，随后冷却并固化成所需形状。
液态成形方法具有制造复杂零件、提高生产效率和减少原材料浪费等优点。
下面将介绍三种常用的液态成形方法：压铸、注射成型和热挤压。
1.压铸压铸是一种通过将液态金属或合金注入高温模具中，并以高压使其充分充实和冷却而形成所需零件的成形方法。
压铸适用于制造具有复杂形状和精密尺寸要求的铝、镁、锌等金属零件。
工艺流程：(1)准备模具：根据所需零件的形状和尺寸，制造金属模具。
(2)准备材料：根据所需零件的要求，选择适合的金属或合金，并将其加热至液态。
(3)充填模具：将液态金属或合金注入已加热的模具中。
(4)施加压力：通过驱动液压系统，施加高压使液态金属或合金充实模具腔体，并排除有害气体。
(5)冷却固化：等待足够时间，让液态金属或合金冷却并固化成所需形状。
(6)分离模具：打开模具并取出成品零件。
(7)修整和后处理：将零件上的余料切割掉，并进行必要的表面处理。
2.注射成型注射成型是一种通过将液态或半液态塑料材料注入模具中，并在成型温度下固化成所需形状的成形方法。
注射成型适用于制造塑料零件，广泛应用于电子、汽车、日用品等领域。
工艺流程：(1)准备模具：根据所需零件的形状和尺寸，制造塑料模具。
(2)准备材料：选择适合注射成型的塑料树脂，并将其加热至液态或半液态。
(3)充填模具：将液态或半液态塑料注入已加热的模具中。
(4)冷却固化：等待足够时间，让塑料在模具中冷却并固化成所需形状。
(5)分离模具：打开模具并取出成品零件。
(6)修整和后处理：将零件上的余料切割掉，并进行必要的表面处理。
3.热挤压热挤压是一种通过将液态金属在高温和高压下通过模孔挤压成型的成形方法。
热挤压适用于制造具有长直形截面或复杂截面的杆、管和型材等零件。
工艺流程：(1)准备模具：根据所需零件的形状和尺寸，制造高温合金模具。
液态模锻的原理方法和应用
液态模锻的原理方法和应用1. 液态模锻的原理液态模锻是一种先进的金属成形技术，主要利用金属在液态状态下的流动性来实现成形。
其原理主要包括以下几个方面：•金属液态流动性：金属在液态状态下具有较好的流动性，可以在模具内部均匀流动，填充整个模腔。
•压力控制：通过施加一定的液态压力，使金属在模具中流动，并填充模腔。
压力的大小和施加方式对成形质量有重要影响。
•温度控制：液态模锻需要在一定的温度范围内进行，通常要求金属保持在其液态区域内，以保证成形过程的顺利进行。
•冷却控制：液态模锻后，还需要对成形件进行冷却处理，以获得所需的性能和形状。
2. 液态模锻的方法液态模锻的方法有多种，根据实际需求和成形材料的特性选择不同的方法。
下面给出几种常用的液态模锻方法：2.1 直接模锻法直接模锻法是最常用的液态模锻方法之一，其工艺流程简单，适用于各种金属材料。
具体步骤如下：1.预热金属料：将金属料加热至其液态温度以上，使其达到液态状态。
2.填充模具：将液态金属料注入预热好的模具中，使其填充整个模腔。
3.施加压力：在金属料注入模具后，施加一定的液态压力，使金属料在模具内流动并填充模腔。
4.冷却处理：待金属料填充完毕后，进行冷却处理，以获得所需的性能和形状。
2.2 间接模锻法间接模锻法是液态模锻中的另一种常用方法，主要用于形状复杂的零件。
主要步骤如下：1.制备模具：根据所需零件的形状和尺寸，制备相应的模具。
模具可以分为上模和下模两个部分。
2.加热金属料：将金属料加热至其液态温度以上，使其达到液态状态。
3.填充模具：将液态金属料注入上模中，然后合上下模，使金属料填充整个模腔。
4.施加压力：在金属料填充完毕后，施加一定的液态压力，以保证金属料在模具中充分流动，并填充整个模腔。
5.冷却处理：待金属料填充完毕后，进行冷却处理，以获得所需的性能和形状。
2.3 复合模锻法复合模锻法是一种较为复杂的液态模锻方法，主要用于特殊材料或特殊形状的零件。
金属液态成形工艺概述
铸造产品称为： 铸件、铸锭、铸坯、铸带等
一、金属液态成形工艺特点
1. 适应性强
铸件重量：几克 ~ 几百吨 铸件壁厚：0.5 毫米 ~ 1 米 铸件长度：几毫米 ~ 十几米 铸件材质：铁碳合金（鋳铁、鋳钢）、铝合金、铜合金、
镁合金、锌合金、钛合金、复合材料等
速箱体（灰口铸铁）
精密铸造件（不锈钢）
水轮机铸件（铜合金）
箱体（铝合金）
叶轮（钛合金）
一、金属液态成形工艺特点
1. 适应性强
铸件重量：几克 ~ 几百吨 铸件壁厚：0.5 毫米 ~ 1 米 铸件长度：几毫米 ~ 十几米 铸件材质：铁碳合金（鋳铁、鋳钢）、铝合金、铜合金、
镁合金、锌合金、钛合金、复合材料等
铸造方法几乎不受零件大小、形状和结构复杂程度的限制。
轧辊
异型件
装饰件
工艺品
一、金属液态成形工艺特点
2. 尺寸精度高
铸件比锻件、焊接件的尺寸精度高，更接近于零件的尺 寸，可节约大量的金属材料和机械加工工时。
一、金属液态成形工艺特点
2. 尺寸精度高
铸件比锻件、焊接件的尺寸精度高，更接近于零件的尺 寸，可节约大量的金属材料和机械加工工时。
形成的先进铸造技术
精密、优质化
精密成形与加工 近无缺陷成形
数字、网络化
数字造型 虚拟制造
网络制造
精确铸造成形 金属熔体的纯净化、致密化
铸造工艺CAD，铸造模具CAD/CAM一体化 铸造过程宏观模拟及工艺优化 铸件组织微观模拟及性能预测 分散网络化铸造系统
高效、智能化
快速制造 自动化制造系统
智能制造
快速原形及快速制模 铸造过程自动检测与控制，铸造机器人的应用
液态模锻成型设计讲解
液态模锻主要内容：液态模锻也称为挤压铸造、锻打铸造以及熔汤锻造等，是一种锻铸结合的工艺方法。
该方法采用铸造工艺将金属熔化、精炼，并用定量浇勺将金属液浇入模具型腔，随后利用锻造工艺的加压方式，使金属液在模具型腔中流动充型，并在较大的静压力下结晶凝固，且伴有小量塑性变形，从而获得力学性能接近纯锻造锻件而优于纯铸造件的毛坯或零件。
目前，采用这种工艺生产的单件质量可达300kg以上，其材料包括有色金属及其合金、铸铁、碳钢和不锈钢等。
采用此工艺可制造大型铝合金活塞、镍黄铜高压阀体、气动单元组件的仪表外壳，铜合金蜗轮等产品。
关键词：液态模锻，特种塑性成形，模锻工艺流程。
液态模锻工艺划分为金属液和模具准备、浇注、合模施压以及开模取件四个步骤，具体如图9-5所示。
图1液态模锻工艺流程.1 工艺分类液态模锻的工艺过程是把一定量的金属液浇入下模型腔中，当溶液还处于熔融或半熔融状态时施加压力，迫使金属充满型腔形成工件。
在整个凝固过程中，对工件保持压力，以便消除金属凝固时在工件内部产生的缺陷，并使其产生塑性变形，工件凝固及塑性变形，借助顶杆或其它方法将其推出，为下一次操作做好准备。
液态模锻工艺按加压方式可以分为如下三种形式：凸模加压凝固法。
如图9-6所示，熔化的金属浇入凹模1中，凸模2下行与凹模形成封闭型腔，待熔融的金属逐渐凝固时加压使其成形，这种方法适用于铸锭或形状简单的厚壁件，在凸模压力作用下液态金属不产生向上移动。
直接液态模锻法。
如图9-7所示，熔融的金属浇入凹模1，凸模2下行与凹模形成封闭型腔，同时将液态金属压成一定形状。
型腔中的液态金属在一定压力的作用下向上流动，中间冷却凝固。
如果没有使多余金属溶液溢出的措施，则凸模的最终位置便由注入溶液的量来决定，并在工件底部和顶部厚度的变化上反映出来。
杯状和空心的法兰状工件常采用直接液态模锻法加工。
间接液态模锻法。
如图9-8所示，熔融的金属浇入下模2中，上模1先与下模2组成部分型腔，待凸模3下行时将液态金属挤出形成一定的形状。
材料成型技术基础第一章第五节与液态成形相关的新工艺、新技术简介
第五节与液态成形相关的新工艺、新技术简介一、模具快速成形技术快速成形（Rapid Prototyping，简称RP）：利用材料堆积法制造实物产品的一项高新技术。
它能根据产品的三维模样数据，不借助其它工具设备，迅速而精确地制造出该产品，集中体现在计算机辅助设计、数控、激光加工、新材料开发等多学科、多技术的综合应用。
传统的零件制造过程往往需要车、钳、铣、刨、磨等多种机加工设备和各种工装、模具，成本高又费时间。
一个比较复杂的零件，其加工周期甚至以月计，很难适应低成本、高效率生产的要求。
快速成形技术是现代制造技术的一次重大变革。
（一）快速成形工艺快速成形技术就是利用三维CAD的数据，通过快速成形机，将一层层的材料堆积成实体原型。
迄今为止，国内、外已开发成功了10多种成熟的快速成形工艺，其中比较常用的有以下几种：1．纸层叠法—薄形材料选择性切割（LOM法）计算机控制的CO２激光束按三维实体模样每个截面轮廓对薄形材料（如底面涂胶的卷状纸、或正在研制的金属薄形材料等）进行切割，逐步得到各个轮廓，并将其粘结快速形成原型。
用此法可以制作铸造母模或用于“失纸精密铸造”。
2．激光立体制模法—液态光敏树脂选择性固化（SLA法）液槽盛满液态光敏树脂，它在计算机控制的激光束照射下会很快固化形成一层轮廓，新固化的一层牢固地粘结在前一层上，如此重复直至成形完毕，即快速形成原型。
激光立体制模法可以用来制作消失模，在熔模精密铸造中替代蜡模。
3．烧结法—粉末材料选择性激光烧结（SLS法）粉末材料可以是塑料、蜡、陶瓷、金属或它们复合物的粉体、覆膜砂等。
粉末材料薄薄地铺一层在工作台上，按截面轮廓的信息，CO2激光束扫过之处，粉末烧结成一定厚度的实体片层，逐层扫描烧结最终形成快速原型。
用此法可以直接制作精铸蜡模、实型铸造用消失模、用陶瓷制作铸造型壳和型芯、用覆膜砂制作铸型、以及铸造用母模等。
4．熔化沉积法—丝状材料选择性熔覆（FDM法）加热喷头在计算机的控制下，根据截面轮廓信息作X-Y平面运动和高度Ｚ方向的运动，塑料、石腊质等丝材由供丝机构送至喷头，在喷头中加热、熔化，然后选择性地涂覆在工作台上，快速冷却后形成一层截面轮廓，层层叠加最终成为快速原型。
液态金属加工中的复合铸造技术
液态金属加工中的复合铸造技术是一种先进的制造技术，它结合了液态金属的流动性与铸造工艺的优点，通过多种铸造方法的结合，实现了更高效、更精确的制造。
这种技术不仅提高了生产效率，也大大降低了制造成本，为工业生产带来了革命性的改变。
首先，复合铸造技术利用了液态金属的流动性。
在铸造过程中，液态金属能够均匀地填充模具的每一个角落，避免了传统铸造方法中可能出现的铸造缺陷。
这种特性使得复合铸造技术能够制造出尺寸精确、质量优良的零件。
其次，复合铸造技术还利用了铸造工艺的优点。
铸造工艺是一种历史悠久的制造方法，它能够通过控制温度、压力等参数，制造出各种复杂的零件。
通过复合铸造技术，我们可以将这些铸造工艺的优点最大化，制造出更复杂、更精密的零件。
此外，复合铸造技术还采用了多种铸造方法的结合。
传统的铸造方法往往局限于特定的应用场景，无法满足复杂的制造需求。
而复合铸造技术通过多种铸造方法的结合，实现了对不同应用场景的灵活应对。
例如，我们可以根据零件的形状和材料特性，选择合适的铸造方法，实现高效、精确的制造。
然而，尽管复合铸造技术带来了许多优势，但它并不是完美的。
在实际应用中，我们需要注意复合铸造技术的局限性。
例如，由于多种铸造方法的结合，这种技术的操作难度较高，需要专业的技术人员进行操作。
此外，复合铸造技术对模具的要求也比较高，需要投入更多的成本。
总的来说，液态金属加工中的复合铸造技术是一种先进的制造技术，它结合了液态金属的流动性和铸造工艺的优点，实现了更高效、更精确的制造。
虽然这种技术存在一定的局限性，但它无疑为工业生产带来了革命性的改变。
随着技术的不断进步，我们相信复合铸造技术将会在更多的领域得到应用，为我们的生活带来更多的便利和可能性。
液态金属加工中的技术创新与发展趋势
液态金属加工作为一种重要的制造技术，近年来在技术创新与发展方面取得了显著进展。
这些创新不仅提高了液态金属加工的效率和质量，也为未来的发展提供了新的机遇和挑战。
首先，液态金属加工中的技术创新主要体现在以下几个方面：1. 智能制造技术的应用：随着人工智能和物联网技术的发展，液态金属加工逐渐向智能化、数字化方向发展。
通过引入智能制造技术，如机器学习、大数据分析等，可以实现对液态金属的精准控制和自动化生产，提高生产效率和产品质量。
2. 3D打印技术的融合：3D打印技术为液态金属加工提供了新的机遇。
通过3D打印，可以快速、精确地制造出复杂的零件和模型，而且可以实现无模制造，大大降低了生产成本和周期。
3. 绿色环保材料的研发：随着环保意识的提高，液态金属加工也在向绿色环保方向发展。
通过研发新型的环保材料，如生物可降解的液态金属，可以减少对环境的污染，实现可持续发展。
4. 工艺方法的创新：液态金属加工工艺方法的创新也是技术创新的重要方面。
例如，真空熔炼技术的应用，可以减少金属氧化和烧损，提高金属利用率；激光熔覆技术的应用，可以实现金属表面的耐磨、耐腐蚀等性能的提升。
其次，液态金属加工的发展趋势主要包括以下几个方面：1. 高度自动化和智能化：随着人工智能、物联网等技术的发展，液态金属加工将逐渐向高度自动化和智能化方向发展。
未来的液态金属加工将更加依赖机器学习和大数据分析等技术，实现对液态金属的精准控制和自动化生产。
2. 高效、高精度加工：随着对产品精度要求的提高，液态金属加工将向高效、高精度方向发展。
通过引入新型的加工设备和工艺方法，如3D打印技术、激光熔覆技术等，可以进一步提高加工效率和精度。
3. 绿色环保和可持续发展：随着环保意识的提高，液态金属加工将更加注重绿色环保和可持续发展。
未来的液态金属加工将更加注重对环境的保护和资源的利用，实现生产过程的绿色化和可持续发展。
综上所述，液态金属加工中的技术创新和发展趋势主要体现在智能化、数字化、绿色环保等方面。
金属材料成形工艺的种类及特点
金属材料成形工艺的种类及特点金属材料成形方法是零件设计的重要内容，也是制造者们极度关心的问题，金属成形工艺分为八大工艺：铸造、塑性成形、机加工、焊接、粉末冶金、金属注射成型、金属半固态成型、3D打印。
一、铸造液态金属浇注到与零件形状、尺寸相适应的铸型型腔中，待其冷却凝固，以获得毛坯或零件的生产方法，通常称为金属液态成形或铸造。
1、工艺流程：液体金属→充型→凝固收缩→铸件2、工艺特点：1）可生产形状任意复杂的制件，特别是内腔形状复杂的制件。
2）适应性强，合金种类不受限制，铸件大小几乎不受限制。
3）材料来源广，废品可重熔，设备投资低。
4）废品率高、表面质量较低、劳动条件差。
3、铸造分类：（1）砂型铸造砂型铸造：在砂型中生产铸件的铸造方法。
钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。
工艺流程：技术特点：1）适合于制成形状复杂，特别是具有复杂内腔的毛坯；2）适应性广，成本低；3）对于某些塑性很差的材料，如铸铁等，砂型铸造是制造其零件或，毛坯的唯一的成形工艺。
应用：汽车的发动机气缸体、气缸盖、曲轴等铸件（2）熔模铸造熔模铸造：通常是指在易熔材料制成模样，在模样表面包覆若干层耐火材料制成型壳，再将模样熔化排出型壳，从而获得无分型面的铸型，经高温焙烧后即可填砂浇注的铸造方案。
常称为“失蜡铸造”。
工艺流程：优点：1）尺寸精度和几何精度高；2）表面粗糙度高；3）能够铸造外型复杂的铸件，且铸造的合金不受限制。
缺点：工序繁杂，费用较高应用：适用于生产形状复杂、精度要求高、或很难进行其它加工的小型零件，如涡轮发动机的叶片等。
（3）压力铸造压铸：是利用高压将金属液高速压入一精密金属模具型腔内，金属液在压力作用下冷却凝固而形成铸件。
工艺流程：优点：1）压铸时金属液体承受压力高，流速快2）产品质量好，尺寸稳定，互换性好；3）生产效率高，压铸模使用次数多；4）适合大批大量生产，经济效益好。
缺点：1）铸件容易产生细小的气孔和缩松。
材料液态成形工艺
第一节 金属铸造工艺简介
2．收缩导致的铸件缺陷
(1)缩孔和缩松 铸件在凝固过程中，由于金属液态收缩和凝
固收缩造成的体积减小得不到液态金属的补充 ，在铸件最后凝固的部位形成孔洞。其中容积 较大而集中的称缩孔，细小而分散的称缩松。 缩孔和缩松的形成过程示意图分别见图7－6和 图7－7。使铸件的凝固按薄壁－厚壁－冒口的 顺序先后进行，让缩孔移入冒口中，从而获得 致密的铸件，如图7-8所示。
第一节 金属铸造工艺简介
(2)铸造应力、变形和裂纹
铸造应力按其形成原因的不同，分为热应力、 机械应力等。
减少铸造应力就应设法减少铸件冷却过程中各 部位的温差，使各部位收缩一致，如将浇口开在 薄壁处，在厚壁处安放冷铁，即采取同时凝固原 则，如图7-9所示。
铸造应力是导致铸件产生变形和开裂的根源。 图7-10为“T”形铸件在热应力作用下的变形情 况，虚线表示变形的方向。
，易产生浇不足、冷隔和粘砂等缺陷。铸钢的收缩性大 ，产生缩孔、缩松、裂纹等缺陷的倾向大 。
3.铸造有色金属 常用的有铸造铝合金、铸造铜合金等。它们大都具有
流动性好，收缩性大，容易吸气和氧化等特点，特别容 易产生气孔、夹渣缺陷。
六、新型材料－金属间化合物及其铸造性能 特点
第三节 砂型铸造
第三节 砂型铸造
根据造型材料不同，可将铸造方法分为砂型铸造 (Sand Casting Process) 和 特 种 铸 造 (Special Casting Process)两类。
图7-1所示为砂型铸造工艺过程示意图。
第一节 金属铸造工艺简介
第二节 铸造工艺基础知识
一、液态金属的充型能力
液态金属的充型能力(Mold Filling Capacity)是指液 态金属充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰铸件的能 力。
材料成型原理与工艺(01)-液态金属成形概论
夹杂物的排除： 夹杂物的排除：
金属液静止处理、真空浇注，加熔剂， 金属液静止处理、真空浇注，加熔剂，过滤法
2012-1-8
凝固区域
固相区、凝固区、液相区
凝固方式
逐层凝固方式 体积凝固（糊状凝固方式） 体积凝固（糊状凝固方式） 中间凝固方式
2012-1-8 22
如果合金的结晶温度范围很宽，且铸件的温度分布较 为平坦，则在凝固的某段时间内，铸件表面并不存在 固体层，而液、固并存的凝固区贯穿整个断面。由于 这种凝固方式与水泥类似，即先呈糊状而后固化，故 称为糊状凝固。球墨铸铁、高碳钢、锡青铜和某些黄 铜等都是糊状凝固的合金。 中间凝固方式 大多数合金的凝固介于逐层凝固和糊状 凝固之间,称为中间凝固方式。中碳钢、高锰钢、白口 铸铁等具有中间凝固方式
气压保温浇包
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采用德国KW公司技术的新二线主机，发动机缸体造型生产线。
罗兰门第制芯中心
2012-1-8 16
二、液态金属在铸型中的流动
1、 液态金属充型能力的基本概念 、
液态金属充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力， 叫做液态金属充填铸型的能力，简称液态金属的充型能力。 液态金属充填铸型一般是在纯液态下充满型腔的，也有边充型边结晶的 情况，在充型过程中当液态金属中形成晶粒堵塞充型通道时，流动则停 止，造成铸件“浇不足”缺陷。 液态金属的充型能力（实验-螺旋形试样）：
2012-1-8
18
思考题 1 1. 液态金属成形的概念是什么？液态金属 液态金属成形的概念是什么？ 成形具有哪些优点？ 成形具有哪些优点？ 2. 液态金属成形生产过程。 液态金属成形生产过程。
液态模锻技术
液态模锻技术
液态模锻技术是一种先进的金属成形工艺，在金属制造领域具有广泛应用。
该技术主要是利用金属在液态状态下的流动性，通过模具的压力作用来实现金属的塑性变形。
相比于传统的锻造技术，液态模锻技术具有以下优势：
1. 可以制造更加复杂的零部件：液态模锻技术可以制造出更加复杂的零部件，如细节丰富的高精度齿轮、导向轮等，这些零部件不仅具有高精度和高强度，而且能够满足各种复杂工况的要求。
2. 可以提高材料利用率：液态模锻技术可以通过晶粒再结晶控制来实现材料的优化利用，减少废料的产生，提高材料的利用率。
在研发新材料方面，液态模锻技术也能够通过对材料结晶过程的控制来实现材料性能的优化。
3. 可以缩短生产周期：液态模锻技术具有高效、精准和快速的特点，可以在短时间内完成大批量的生产任务，从而缩短生产周期，提高生产效率。
4. 可以降低生产成本：液态模锻技术可以减少模具摩擦和磨损，降低模具成本，同时由于材料利用率的提高和生产周期的缩短，也可以降低生产成本。
液态模锻技术的发展前景非常广阔，有助于推动金属制造业的高质量发展。
- 1 -。
液态金属成型工艺的研究与应用
液态金属成型工艺的研究与应用导言液态金属成型工艺是一种利用金属在高温状态下具有流动性的特点来进行加工和成型的技术。
它具有高精度、高效率、可塑性强等优点，并在航空航天、汽车制造、电子设备等领域得到广泛应用。
本文将探讨液态金属成型工艺在材料科学与工程中的研究和应用。
一、液态金属成型的基本原理液态金属成型是利用金属在高温状态下的流动性，通过控制金属的温度和形状来进行成型工艺。
通常液态金属成型工艺包括：压铸、浇铸、挤压、注射成形等。
压铸是将金属液体注入模具中，在高压下迅速冷却固化得到零件的一种工艺。
它具有制造复杂形状零件的优势，并且能够实现高度自动化和大规模生产。
浇铸是将金属液体注入到模具中，通过冷却后得到铸件的工艺。
它是一种常用的金属成型工艺，可以制造各种形状和尺寸的零件，广泛应用于汽车制造和航空航天等领域。
挤压是将金属材料加热至液态，通过挤压机的作用将液态金属迫入模具中，然后冷却固化成型。
挤压工艺适用于制造长条形零件或中空零件。
注射成形是将金属液体注射到模具中，通过冷却后得到零件的工艺。
它具有高精度和高稳定性的优势，常用于制造微小和复杂形状的零件。
二、液态金属成型的优势和应用液态金属成型工艺具有以下几个优势：1. 高精度：液态金属成型可以制造出高精度的零件，满足现代产品对精度的要求。
2. 高效率：液态金属成型工艺可以实现连续生产，提高生产效率，节省时间和成本。
3. 可塑性强：液态金属成型可以加工各种复杂形状的零件，具有较强的可塑性和可变性。
液态金属成型工艺在多个领域得到广泛应用：1. 航空航天领域：液态金属成型工艺可以用于制造飞机的发动机部件、燃烧室等关键零件，提高飞行器的性能和安全性。
2. 汽车制造领域：液态金属成型可以用于制造汽车发动机、车身结构和底盘等部件，提高汽车的性能和安全性。
3. 电子设备领域：液态金属成型工艺可以用于制造电子产品的外壳、散热器和连接器等零件，提高产品的可靠性和美观度。
三、液态金属成型的研究进展液态金属成型工艺的研究一直是材料科学与工程领域的热点。
液态金属加工中的熔炼技术
液态金属加工中的熔炼技术是一项重要的工艺过程，它涉及到将金属从固态转化为液态，以便于进一步加工和成型。
在液态金属加工中，熔炼技术起着至关重要的作用，因为它能够有效地将金属原材料转化为可用的液态金属，从而为后续的加工步骤提供必要的材料。
熔炼技术的主要步骤包括：将金属原材料加入熔炼炉中，通过加热使其熔化；通过搅拌或鼓风等方式，使金属熔体均匀混合；然后通过精炼和除杂，去除其中的杂质和气体；最后将熔融的金属倒入模具或容器中，以供后续加工使用。
熔炼技术的主要优点包括：能够将各种不同的金属原材料混合在一起，形成一种均匀的液态金属；能够有效地去除金属熔体中的杂质和气体，从而提高金属的纯度和质量；能够为后续的加工步骤提供高质量的液态金属材料。
然而，熔炼技术也存在一些挑战和限制。
首先，熔炼过程中会产生大量的热量和烟气，需要有效的热管理和环保措施；其次，熔炼过程中需要处理大量的金属废料和残渣，需要有效的废料处理和环保措施；最后，熔炼技术的成本较高，需要考虑到设备的投资和维护成本。
针对这些挑战和限制，研究人员正在开发新的熔炼技术，以提高熔炼效率、降低成本、减少环境污染等。
例如，采用先进的燃烧技术来提高熔炼炉的热效率；采用真空熔炼技术来减少金属废料和残渣的产生；采用新型的环保材料和设备来减少烟气和废料的排放等。
总的来说，液态金属加工中的熔炼技术是一项重要的工艺过程，它涉及到将金属从固态转化为液态，以便于进一步加工和成型。
尽管存在一些挑战和限制，但随着新技术的不断涌现和应用，熔炼技术将变得更加高效、环保和经济。
未来的液态金属加工将会更加依赖于先进的熔炼技术，为我们的工业生产和社会发展带来更多的机遇和挑战。
液态金属凝固成形技术的发展
液态金属凝固成形技术的发展
液态金属凝固成形技术的发展
从历史悠久的铸造技术发展到今天的现代铸造技术或液态凝固成形技术，山东伊莱特重工有限公司认为这不仅与金属与合金的结晶与凝固理论研究的深入和发展、各种凝固技术的不断出现和提高、计算机技术的应用等有关，而且还与化学工业、机械制造业、现代控制方法和技术的发展密切相关。
（一）凝固理论的发展
结晶与凝固是铸件形成过程的核心，它决定着铸件的组织和缺陷的形成，因而也决定了铸件的性能和质量。
近!"年来，借助于物理化学、金属学、非平衡热力学与动力学、高等数学和计算数学，从传热、传质和固液界面几个方面进行研究，使金属凝固理论有了很大的发展，这不仅使人们对许多条件下的凝固过程和组织特征有了深入的认识，而且促使了许多凝固技术和液态凝固成形方法的提出、发展和生产应用。
山东伊莱特重工有限公司在多年来的生产和发展中也是遵循着这个规律。
例如凝固理论已建立了铸件冷却速度和晶粒度以及晶粒度与铸件力学性能之间的一些函数关系，从而为控制铸造工艺参数和铸件力学性能提供了依据。
（二）凝固技术的发展
控制凝固过程是开发新型材料和提高铸件质量的重要途径。
近年来，顺序凝固技术、快速凝固技术、复合材料的获得、半固态金属铸造成形技术等等就是集中的代表。
希望以上液态金属凝固成形技术发展的介绍对您有所帮助。
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图1－18 作品－健美蛙人 图1－17 作品－别打屁股
图1－17 作品－墙上鹿角
图4-1 消失模铸造工艺过程 a)组装后的泡沫塑料模样；b)紧实好的待浇铸型； c)浇注充型过程；d)去除浇冒口后的铸件
消失模铸造方法具有如下主要特点：
• (1) 铸件的尺寸精度高、表面粗糙度低。 (2) 增
大了铸件结构设计的自由度。消失模铸造由于没 有分型面，也不存在下芯、起模等问题，许多在 普通砂型铸造中难以铸造的铸件结构在消失铸造 中不存在任何困难。 • (3) 简化了铸件生产工序，提高了劳动生产率， 容易实现清洁生产。 • （4）减少了材料消耗，降低了铸件成本。因消失 模铸造采用无粘结剂干砂造型，可节省大量型砂 粘结剂，旧砂可以全部回用。型砂紧实及旧砂处 理设备简单，所需的设备也较少。。
图4-3 泡沫塑料模样的成型方法
图4-3 泡沫塑料珠粒制成 铸件模型过程示意图
2、消失模铸造的涂料技术
• 涂料在消失模铸造工艺中具有十分重要的控制作
用：涂层将金属液与干砂隔离，可防止冲砂、粘 砂等缺陷；浇注充型时涂层将模样的热解产物气 体快速导出，可防止浇不足、气孔、夹渣、增碳 等缺陷产生；涂层可提高模样的强度和刚度，使 模样能经受住填砂、紧实、抽真空等过程中力的 作用，避免模样变形。 • 为了获得高质量铸件，涂料应具有如下性能：良 好的透气性；较好的涂挂性；足够的强度；发气 量小；低温干燥速度快。
二、消失模铸造的关键技术
• 1、泡沫塑料模样的成形加工及组装（白区技术） • 泡沫塑料模样通常采用两种方法制成：一种是采
用商品泡沫塑料板料切削加工、粘结成型；另一 种是商品泡沫塑料珠粒预发后，经模具发泡成型。 由泡沫塑料珠粒原材料制成铸件模样的工艺过程 如图4-3所示。图4-4为一种采用蒸缸式发泡成型 的模具及其成型后的泡沫塑料模样照片。
图4-5 消失模铸造中的真空抽气系统 1-真空泵 2-水浴罐 3-水位计 4-排水阀 5-球阀 6-逆流阀 7-3寸管 8-真空表 9-滤网 10-滤砂与分配罐 11-止阀（若干个） 12-进气管（若干个） 13挡尘罩 14-支托 15-排尘阀
三、失模铸造的工艺过程
图4－6 消失模铸造工艺示意图 1、干砂或旧砂，2、密封塑料薄膜，3、干砂或自硬砂，4、冒口， 5、模样，6、抽气室，7、抽气管，8、浇口杯
3、加砂、造型、浇注、清理及型砂 处理（黑区技术）
• （1）消失模铸造用砂
消失模 铸造通常采用无粘结剂的石英散砂 来充填、紧实模样，砂粒的平均粒 度为AFS25~45较常见。粒度过细 有碍于浇注时塑胶残留物的逸出； 粗砂粒则会造成金属液渗入，使得 铸件表面粗糙。砂子粒度分布集中 较好，以便保证型砂的高透气性。
1962年美国铸造师年会（AFS） 上，美国MIT大学的Flemings教授 和雕刻艺术家Duca先生首次发表 论文《Art Casting》－－全面介 绍早期消失模铸造工艺和所制作 的17件铸铜和铸铁艺术作品。
早期消失模铸造艺术 品中最轻的是孔雀开 屏，球铁，约3公斤。 （参见图1－1－3）
图1－1－3 孔雀开屏
早期消失模铸造艺术品中最重的是放 置在美国某公园里的自由钟的钟架。 该钟架采用消失模铸造工艺制作，球 铁，约3500公斤（参见图1－1－4）
图1－1－4 自由钟及钟架
早期消失模铸造 艺术品经典之作 －青铜天马神像
图1－6 组装好的天马 神像泡沫原形
图1－5用泡沫板材 雕刻马身原形
图1－8 青铜天马神像 （重150公斤）
消失模实型铸造技术
一、失模铸造成形原理、特点 • 消失模铸造又称气化模铸造或实型铸造。它是 采用泡沫塑料模样代替普通模样紧实造型，造 好铸型后不取出模样、直接浇入金属液，在高 温金属液的作用下，模样受热气化、燃烧而消 失，金属液取代原来泡沫塑料模样占据的空间 位置，冷却凝固后即获得所需的铸件。消失模 铸造的工艺过程如图4-1所示。
图1－7 天马神像铸造
第2节 近期消失模铸造艺术品
图1－18 德国消失模铸造骏马的照片纪录了由泡沫原型、浇冒口系统、上涂料、 浇注铝合金以及抛光上色等工艺过程（罗吉荣教授提供）
2004年德国Paderborn大学第三届消失 模铸造国际会议上展示了数十件消失模铝合 金艺术作品。这些作品是Paderborn大学 材料学院工艺造型专业学生合作完成的。
Байду номын сангаас
四、消失模铸造实例
第1节 早期消失模铸造艺术品
1951年苯乙烯专利问 世（见图1－1－1为 德国BASF公司关于 苯乙烯的基础专利原 件）。1954年美国将 发泡的聚苯乙烯作为 包装和绝热的新材料。
图1－1－1 德国BASF专利
1956年，美国H.F.Shroyer 先生采用聚苯乙 烯材料制作零件原型，将其埋入砂型中， 直接浇注铁合金，获得金属铸件。当年他 申请《Cavityless Casting Mold and Method of Making Same》专利，1958年4 月15号该专利获得批准。参见图1－1－2 H.F.Shroyer 先生的专利原件插图。 Shroyer 先生为实型铸造的发明人。1980 年以后，实型铸造演变为消失模铸造。 图1－1－2 H.F.Shroyer 专利原件插图
（3）砂的振动紧实 消失模铸造中干砂的加入、充 填和紧实是得到优质铸件的重要工序。砂子的加 入速度必须与砂子紧实过程相匹配。振动紧实应 在加砂过程中进行，以便使砂子充入模型空腔， 并保证砂子达到足够紧实而又不发生变形。 • （4）真空下浇注 型砂紧实后的浇注通常在真空 状态下进行，消失模铸造中的真空抽气系统。
• （2）雨淋式加砂 在模样放入砂
箱内紧实之前，砂箱的底部要填入 一定厚度（约100mm）的型砂作 为放置模样的砂床。然后放入模样， 再边加砂、边振动紧实，直至填满 砂箱、紧实完毕。为了避免加砂过 程中因砂粒的冲击使模样变形，由 砂斗向砂箱内加砂常采用：柔性管 加砂、雨淋式加砂两种方法。后者 是砂粒通过砂箱上方的筛网或多管 孔雨淋式加入。雨淋式加砂均匀、 对模样的冲击较小，是生产中常用 的方法。