金屬鑄造工藝
關注創建者：89廿xue 創建時間：2019-01-22
金屬鑄造工藝的視頻教程
Altair 工藝仿真之鑄造和擠壓網絡研討會
內容大綱： Altair仿真驅動制造工藝解決方案介紹及演示 1. 擠壓成型工藝仿真Inspire Extrude的應用 2. 鑄造成型工藝仿真 Inspire Cast的應用
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金屬鑄造工藝的實例教程
金屬型鑄造工藝，在機械制造領域的應用不斷擴大，其中以鋁合金鑄件應用最為廣泛。因此本文重點探討和簡述鋁硅系合金鑄件的金屬型結構及澆注系統的相關問題。
鋁合金重力鑄造有其固有的特點。金屬型冷卻速度快，對鑄件有較強的激冷效果，鑄件晶粒細化，組織致密，有較高的綜合力學性能，尺寸精確，表面光潔，質量得到提高，影響鑄件質量的不確定因素有所降低，特別適合大批量的生產。結構良好的金屬型，可做到最大限度地減少加工余量和冒口尺寸，而工藝出品率和毛坯利用率，較普通的砂型重力鑄造有所提高，使鑄件的成本相對下降，可改善普通砂型鑄造對環境的污染狀況和工人的勞動條件。綜上所述，盡管目前鋁合金的鑄造有很多的鑄造工藝，但金屬型重力鑄造工藝，因其靈活性、通用性及較低的成本仍具有特定的優勢，占有一定的位置。
1．金屬型的澆注系統
在金屬型型腔結構良好的基礎上，澆注系統設計的正確與否，對鑄件的質量及工藝出品率將產生重要的影響。
澆注系統的設計原則如下：
（1）鑄型內熱分布合理，便于定向凝固，使鑄件得到充分補縮。
（2）澆注系統應盡量縮短，簡單而又不失其功能完整性。
（3）金屬液經澆注系統應平穩地注入型腔，不應有沖擊、渦流、飛濺，有效阻止金屬液的二次氧化。
（4）在澆注過程中應利于型腔排氣和撇渣。
（5）在確保質量的前提下，最大限度地提高工藝出品率并為鑄件的清理工序創造有利條件。
（6）應是開放式澆注系統。
任何形式的鑄造工藝，只要是重力鑄造，它定向凝固的表現是自下而上的結晶凝固，充分利用上面設置的冒口對鑄件進行補縮。
展開 目前，在國內外各大廠商的共同推動下，金屬3D打印前沿技術正加快轉化為實際應用成果，整個金屬3D打印的應用場景也不斷拓寬。那么，與傳統制造工藝相比，金屬3D打印到底具有哪些優點呢？
金屬3D打印可更好的滿足靈活性需求
據業內人士分析，通過激光能量將薄層的金屬粉末熔融固化成金屬零件，可以有效提升工業零件、模具等產品的設計自由度，并生產出具有復雜形狀的晶體結構。采用傳統金屬鑄造工藝往往難以達到良好的效果，而金屬3D打印在產品設計和成型方面具有較為顯著的優勢。
從整體來看，金屬3D打印不僅能給設計師較大的自由度，使其能自由的發揮自己的創意，還能為產品制造節省大量成本、減少產品重量，并增強產品的穩定性。就金屬3D打印在航空航天領域的應用而言，通過安裝金屬3D打印的帶蜂窩切口的安全帶扣等零部件，飛機的重量得以減輕，飛機的燃料成本也進一步降低。
實際上，除了在縮短產品的研發周期、提高材料利用率等方面的優勢外，金屬3D打印在提高產品鑄造靈活性方面的優勢尤其值得重視。借助金屬3D打印技術，外形結構復雜、精確度要求較高的工業產品在鑄造過程中能更好的滿足實際所需，不必要的工藝流程也得以簡化，既高效又合理。
展開 在金屬冶煉過程中，同樣的原材料配比，采用不同的熱處理工藝，會得到組織結構和物理性能各異的產品，導致在直讀光譜儀上測試時得到不同的測試結果。所以在用直讀光譜儀測樣時，一般建議用戶使用對應的標樣進行類型校準。
通過學習熱處理中最為典型的“四把火”工藝，我們可以大致了解樣品中的組織結構和物理性能差異。
熱處理工藝過程
一、退火
將鋼加熱到一定溫度并保溫一段時間，然后使它隨爐緩慢冷卻的熱處理方法，稱為退火。退火得到的組織通常是珠光體和鐵素體。退火的目的，是為了消除組織缺陷，改善組織使成分均勻化，細化晶粒，提高鋼的力學性能，減少殘余應力。同時，退火可降低硬度，提高塑性和韌性，改善切削加工性能。退火可以消除和改善前道工序遺留的組織缺陷和內應力，大多屬于半成品熱處理，或稱作預備熱處理。
退火絲是利用退火工藝生產典型金屬制品，如下圖。退火絲是用低碳鋼冷拔、加熱、恒溫、保溫等工藝而成的一種軟質鐵絲產品。鐵絲按用途不同，成分也不一樣。將熾熱的金屬坯軋成6.5mm粗的鋼條也就是盤條，再將其放入拉絲裝置內拉成不同直徑的線，并逐步縮小拉絲盤的孔徑，進行冷卻、退火、涂鍍等加工工藝制成各種不同規格的鐵絲。
退火絲
二、正火
正火是將鋼加熱到某溫度以上，使鋼全部轉變為均勻的奧氏體，然后在空氣中自然冷卻的熱處理方法，得到的組織通常是索氏體。它能消除過共析鋼的網狀滲碳體，對亞共析鋼正火可細化晶粒，提高綜合力學性能。
正火與退火的不同點是正火冷卻速度比退火冷卻速度更快，因而正火組織要比退火組織更細小一些，其力學性能也有所提高。
展開 Control of Solidification Behavior and Shrinkage Porosity for Metal Casting Process based 3D Printing Ceramic Shell Mold
洪佩純
1、郭信宏
2、蔡和霖
3*
1金屬工業研究發展中心 金屬工藝研發處 熔鑄組 副工程師
2金屬工業研究發展中心 金屬工藝研發處 熔鑄組 副組長
3蔡和霖，金屬工業研究發展中心 金屬工藝研發處 副組長
摘要
利用積層制造技術于陶殼模鑄模設計，可依照鑄件質量需求，制作出厚薄不均一陶殼模鑄模，達到控制冷卻速率及凝固時產生縮孔形成位置。藉由鑄造工藝仿真模塊建立及預測分析結果顯示，隨著澆冒口部分的陶殼模鑄模厚度增加，縮孔位置會朝向澆冒口端移動，降低缺陷于鑄件內部形成，對于鑄造工藝提供有效改善質量的方法。
關鍵詞
噴膠工藝、陶殼模鑄模、鑄造工藝
前言
鑄造業是國內重要基礎工業，廣泛應用于金屬制品、機械零件等制造業。其中精密鑄造具有表面細致度高、尺寸精度佳與適用于多種合金鑄造優勢，普遍應用于航天、能源、生醫等高階產業用的小型零件開發為主。
近年來，隨著精密鑄件產品趨向復雜化(厚薄不均)、一體化及大型化應用，對于鑄件尺寸精度與表面細致度提升需求日趨嚴苛。然而，傳統精密鑄造陶殼模鑄模工藝包含開立射蠟模、反復沾漿淋砂、干燥、脫蠟、燒結等繁雜工序，以及無法控制模壁厚度；若產品開發屬于大型或厚薄不均的特性時，容易因為凝固行為控制不佳，造成鑄件厚薄區凝固速率不同，于凝固速率小的區域因為凝固行為造成體積收縮，且無多余金屬液補充，即可觀察到該區域有鑄造縮孔現象發生[3]。
展開 軋制 又稱壓延，指的是將金屬錠通過一對滾輪來為之賦形的過程。如果壓延時，金屬的溫度超過其再結晶溫度，那么這個過程被稱為“熱軋”，否則稱為“冷軋”。壓延是金屬加工中最常用的手段。
壓力鑄造 的實質是在高壓作用下，使液態或半液態金屬以較高的速度充填壓鑄型(壓鑄模具)型腔，并在壓力下成型和凝固而獲得鑄件的方法。
低壓鑄造 在低壓氣體作用下使液態金屬充填鑄型并凝固成鑄件的鑄造方法。低壓鑄造最初主要用于鋁合金鑄件的生產，以后進一步擴展用途，生產熔點高的銅鑄件、鐵鑄件和鋼鑄件。
離心鑄造 是將液體金屬注入高速旋轉的鑄型內，使金屬液在離心力的作用下充滿鑄型和形成鑄件的技術和方法。離心鑄造所用的鑄型，根據鑄件形狀、尺寸和生產批量不同，可選用非金屬型(如砂型、殼型或熔模殼型)、金屬型或在金屬型內敷以涂料層或樹脂砂層的鑄型。
消失模鑄造 是把與鑄件尺寸形狀相似的石蠟或泡沫模型粘結組合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中振動造型，在負壓下澆注，使模型氣化，液體金屬占據模型位置，凝固冷卻后形成鑄件的新型鑄造方法。消失模鑄造是一種近無余量、精確成型的新工藝，該工藝無需取模、無分型面、無砂芯，因而鑄件沒有飛邊、毛刺和拔模斜度，并減少了由于型芯組合而造成的尺寸誤差。
擠壓鑄造 又稱液態模鍛，是使熔融態金屬或半固態合金，直接注入敞口模具中，隨后閉合模具，以產生充填流動，到達制件外部形狀，接著施以高壓，使已凝固的金屬（外殼）產生塑性變形，未凝固金屬承受等靜壓，同時發生高壓凝固，最后獲得制件或毛坯的方法，以上為直接擠壓鑄造；還有間接擠壓鑄造指將熔融態金屬或半固態合金通過沖頭注入密閉的模具型腔內，并施以高壓，使之在壓力下結晶凝固成型，最后獲得制件或毛坯的方法。
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T型槽平臺加工工藝詳解：從鑄造到精加工的完整流程箱式
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自由鍛與環軋工藝過程復雜、仿真困難，難以精準還原實際過程，導致仿真精度受到影響。此外，大型坯料的自由鍛與環軋工藝參數驗證工作成本高，周期長。
傳統的工藝仿真軟件難以復現上述如此復雜的成形過程，Simufact Forming軟件為了方便用戶的仿真分析，單獨設立了自由鍛、環軋專業模塊，用戶僅需要按照軟件內置的工藝設備模板進行模型的搭建
研究背景
金屬粘結劑噴射（Binder Jetting，BJ）是增材制造領域的革命性技術，能夠以低成本、高效率生產復雜金屬零件，廣泛應用于航空航天、醫療器械和汽車制造等領域。其核心原理是通過噴頭將粘結劑液滴精準噴射到金屬粉末床中，逐層粘接粉末并最終燒結成型。然而，這一過程中，粘結劑在粉末床中的滲透行為直接決定了零件的致密度、表面精度和力學性能。
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<p class="ql-align-center"><br></p><p class="ql-align-justify"><strong>一、項目簡介</strong></p><p>某鋼廠雙列式金屬濾袋除塵器，除塵器前端管道布置路線復雜且彎頭較多，可能造成運行阻力較大；進氣方式為灰斗進氣，且進口管道處有彎頭，可能會對袋室內煙氣流場均勻性產生不利影響；為保證設備的穩定運行，需通過CFD對袋除塵器運行狀態進行模擬
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在機器人、汽車、航空航天和醫療設備等高精度行業的五金塑膠定制加工中，零件質量和尺寸精度至關重要。其中一個常被忽視但影響深遠的關鍵因素就是——鑄造金屬收縮（shrinkage in cast metals）。本文將深入分析金屬鑄造收縮的產生原因及其對產品質量的影響，并介紹深圳一鑫精密等先進制造商是如何通過工藝控制與加工手段，有效降低因收縮帶來的缺陷風險，從而交付高品質金屬與塑膠零配件。
1. 什么是鑄造金屬收縮
<p><strong> 釋放鑄造潛力</strong></p><p><br></p><p>在Altair<sup>?</sup> Inspire? Cast中，每一次模擬都是一次創新之旅。我們為鑄造行業帶來了前所未有的仿真工具，讓您在設計之初就能洞察產品的未來。它可以滿足從鑄造產品設計師到鑄造工程師在內的各類用戶的需求，支持各種常用的鑄造工藝過程，例如：<strong>重力鑄造、高、低壓鑄造
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金屬加工與連接工藝是零部件與總成件生產制備的必要方法，金屬件常用的制備工藝有塑性加工、焊接等工藝，這其中又細分為冷熱鍛、鈑金、軋制，弧焊、激光焊、電阻點焊、SPR/TOX等等諸多工藝。但無論是哪一類細分領域的工藝，工程師在早期工藝設計階段大都會借助CAE仿真的手段進行工藝可行性分析與缺陷預測。
此前我們介紹了海克斯康面向金屬加工領域的各項解決方案
