铸造技术的新发展

随着科学技术的迅猛发展，尤其是计算机及相关技术在金属熔炼、造型和浇注等方面的广泛应用，各种工艺技术与铸造技术的相互渗透和结合，促进了铸造新工艺、新方法和铸造技术的飞速发展。

一、计算机技术在铸造中的应用

铸造过程的计算机模拟、仿真和控制是改造传统铸造生产的主要途径。运用计算机技术对铸造生产过程进行设计、仿真、模拟和控制，可以协助工程师优化铸造工艺，提高铸造工艺的可靠性，缩短铸件的制造周期；可以有效地降低生产成本，改善生产条件，确保铸件质量。

目前，计算机技术在铸造中的应用主要有铸造工艺的设计、铸造过程的数值模拟和生产过程的控制。

铸造工艺的计算机辅助（CAD）设计的主要工作有冒口、浇口、加工余量、冷铁、分型面、型芯的形状和尺寸的确定以及模型、金属型和造型方案图的绘制等。有限元分析、模拟技术，凝固模化和计算机辅助工程（CAE）使工程师能迅速确定设计铸件的铸造特性，并同时完成工艺的优化设计。计算机辅助制造（CAM）系统能快速制造出模型或模具。

铸造过程的数值模拟可以帮助工程师在实际铸造前对铸件可能出现的各种缺陷及其大小、部位和发生的时间予以有效的预测，在浇注前就采取对策以确保铸件的质量。目前，铸造过程的数值模拟主要有铸件收缩缺陷判断和预测铸件缩孔、缩松定量预测，尤其是对大型铸件的预测；压力场的数值模拟预测和分析铸件裂纹、变形及残余压力，为提高铸件尺寸精度及稳定性提供科学依据；微观组织模拟预测铸件微观组织的形成、进而预测力学性能、最终控制铸件质量。

铸造生产过程的计算机控制主要有控制型砂处理、造型操作；控制压力铸造的生产过程；控制合金液的自动浇注等。配有计算机的设备将会随时记录、存储和处理各种信息，以实现生产过程的最优化控制。人工智能（AI）、各种专家系统（ES）和计算机辅助管理（CAP）系统则可以对铸造生产的过程进行连续监控，并作出决策以控制成本和生产进度，实现设计与制造、工程师与管理人员的直接和适时的信息交流。

二、铸造新技术的发展

随着凝固理论的深入研究和重大突破，大大推进了铸造技术的发展，差压铸造、定向凝固和单晶及细晶铸造、半固态铸造、悬浮铸造、旋转振荡结晶法和扩散凝固铸造以及快速凝固技术等，使铸造生产向消耗最少能源、材料、劳动力和最高生产效率获得优质铸件的目标大大迈进了一大步。

用铸造方法制造金属基复合材料是一个新兴的研究领域，因其工艺简单、成本低廉、所得材料性能好，而成为取代粉末冶金大批量生产用于制造大型复杂零件的金属基复合材料的重要途径。

泡沫金属是一种功能材料，具有高孔洞度、重量轻、透气性好、消音、绝热、不燃烧等优点。铸造法可生产镁、铝、铜和铸铁泡沫金属件，并可铸造形状复杂的零件和实现实体和泡沫部分一次复合成形，还可将泡沫金属制成带材、管材和特殊复合材料。

实现铸件的轻量化、薄壁化和优质化是铸造业发展的一种趋势。

复习思考题

1.铸造生产的主要特点是什么？

2.试述砂型铸造的工艺过程。

3.型砂的组成是什么？它应具备哪些性能？谈谈影响性能的主要因素。

4.常用手工造型的方法有哪几种？其工艺过程及特点分别是什么？

5.机器造型有何特点？

6.与砂型相比，型芯制作还应采取哪些措施？型芯在铸型中常用的固定方式有哪几种？

7.什么叫分型面？选择分型面应考虑哪些问题？

8.零件、模型及铸件三者在形状和尺寸上有何区别？

9.浇注系统主要由哪几部分组成？各部分有何作用？开设内浇口时应注意什么问题？

10.常用铸造合金的熔炼设备有哪些？

11.浇注温度对铸件质量有何影响？浇注时应做到哪几点？

12.铸件的清理包括哪几方面内容？

13.常见铸造缺陷有几种？试述气孔、砂眼、粘砂、冷隔、缩孔缺陷的特征及产生原因？

14.你浇注的铸件发生过什么铸造缺陷？试分析其原因，应如何防止？

15.特种铸造有哪些主要方法？各自的特点是什么？