鋁合金鑄件的案例
鑄造新聞：每天5分鐘，了解全新鑄造業（9月8日）
一、泉峰汽車擬置換34700.4噸鋁鑄造產能
9月6日，安徽省經濟和信息化廳網站公示了泉峰汽車精密技術（安徽）有限公司等企業的鑄造項目產能置換方案，公示期為2022年9月6日-13日。其中，泉峰汽車精密技術（安徽）有限公司（簡稱“安徽泉峰汽車”）擬在馬鞍山市雨山區建設高端汽車零部件智能制造項目（鑄鋁），購置4臺集中熔化爐，規劃年產34700.4噸汽車鋁合金零部件。
二、江銅（上饒）工業園區22萬噸銅桿3萬噸鑄造項目正式投產
近日，江西銅業股份有限公司(上饒)工業園區22萬噸銅桿、3萬噸鑄造項目投產活動舉行。此次投產的銅桿、鑄造新材料項目，是江銅集團在上饒投資128億元建設的三個項目中的其中兩個。其中，22萬噸連鑄連軋銅桿生產線項目達產后，預計可實現年營業收入160億元；3萬噸鑄造新材料項目達產后，預計可實現年營業收入10億元。
三、安徽池州青陽縣生態環境分局開展鑄造行業專項督查
安徽池州青陽縣生態環境分局開展鑄造行業專項督查，本次專項督查組一行對青陽縣樂旺配件制造有限公司等16家鑄造企業進行檢查、走訪，發現除少數企業外，部分企業仍存在不同程度的車間內分區不完善、涉砂區域圍擋不完全，鑄造砂外逸至過道；車間地面、過道及機械設備表面有明顯積灰等生態環境問題，問題有所反彈。
四、明志科技研發“高性能復雜精密鋁合金鑄件關鍵技術”
9月5日，蘇州明志科技股份有限公司（“明志科技”）在回復投資者提問時表示，公司研發的“高性能復雜精密鋁合金鑄件關鍵技術”，已經實現了多品種小批量高性能復雜精密鋁合金鑄件的試生產應用。高性能復雜精密鋁合金鑄件主要用于新能源汽車、高鐵、工程機械、低碳燃氣裝備、氫能動力、光伏裝備等行業，公司正在積極進行新領域鑄件產品的開發和業務拓展。
展開 鑄造技術：金屬型重力鑄造澆注系統 合理與否差別驚人
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。
?。?）澆注系統應盡量縮短，簡單而又不失其功能完整性。
?。?）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。
?。?）在澆注過程中應利于型腔排氣和撇渣。
?。?）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 鋁合金的焊接方法和材料選用大全
常規補焊方法用于鋁合金鑄件缺陷補焊時,為避免焊接缺陷,應注意焊前清理、選配合理的焊絲填料和正確的焊接工藝規范,通常宜選用交流TIG補焊。
在鑄件缺陷情況特殊和條件具備時,可以結合實際采用特種補焊方法,以便提高鋁合金鑄件的補焊質量。
來源：焊接技術，編輯：張維官，審核：王穎。
鋁合金、鋅合金、鎂合金、鈦合金對比
目前國際上用作鑄件的標準系列有兩大類，—類是ZAMAK合金、一類是ZA系列合金。使用的ZAMAK合金有ZAMAK 2、ZAMAK 3、ZAMAK5及ZAMAK 7。(為簡 便起見、統稱上述合金為2號、3號、5號及7號合金)。ZA系列有ZA-8、ZA-12、ZA-27及ZA-35。ZA-8主 要用于熱室壓鑄，ZA-12及ZA-27因有特殊熔化要求，只能用于冷室壓鑄。ZA-35一般用于重力鑄件。而ZAMAK合金發展要先于ZA系列合金、主要用于壓力鑄造。應用最廣泛的是3號鋅合金。
ZAMAK 2: 用于對機械性能有特殊要求、對硬度要求高、耐磨性好、尺寸精度要求一般的機械零件。
ZAMAK 3: 良好的流動性和機械性能。應用于對機械強度要求不高的鑄件，如玩具、燈具、裝飾品、部分電器件。
ZAMAK 5: 良好的流動性和好的機械性能。應用于對機械強度有一定要求的鑄件，如汽車配件、機電配件、機械零件、電器元件。
ZA8: 具有良好的沖擊強度和尺寸穩定性，但流動性較差。應用于壓鑄尺寸小、精度和機械強度要求很高的工件，如電器件。
Superloy: 流動性最佳，應用于壓鑄薄壁、大尺寸、精度高、形狀復雜的工件，如電器元件及其盒體。
鎂合金
鎂合金是以鎂為基礎加入其他元素組成的合金。主要合金元素有鋁、鋅、錳、鈰、釷以及少量鋯或鎘等。目前使用最廣的是鎂鋁合金，其次是鎂錳合金和鎂鋅合金。鎂合金因其優良的鑄造、擠壓、切削和彎曲加工等性能，可以廣泛地應用于汽車、電子、紡織、建筑和軍事領域。
鎂合金的熔點是650℃，熔點比鋁合金熔點低，壓鑄成型性能好。鎂合金鑄件抗拉強度與鋁合金鑄件相當，一般可達250MPa，最高可達600多MPa。
鎂合金密度?。?.8g/cm3左右），強度高。
展開 
鑄造CAE系統——JSCAST介紹
JSCAST適用于幾乎所有的鑄造工藝及合金的充型及凝固過程的數值解析。通過充型流動形態可預測充填不良·卷氣等缺陷。通過凝固時間·溫度梯度可預測縮孔等缺陷的發生。在縮短試作時間·降低鑄件成本·優化鑄造工藝，及相關技術的累積與傳授等應用方面，JSCAST是最好的C A E鑄造工藝專用系統。
我公司抱著振興中國工業為目的，滿足國內鑄造行業擺脫舊生產模式的需要，利用國外的高端技術的優勢，并參照國內同類產品的定價，以低價位面向國內市場。
JSCAST[標準模塊功能]：
·凝固時間 ·溫度剃度 ·G/R ·鑄件溫度分布 ·鑄型溫度分布
JSCAST[高級模塊功能及特性]：
一 規則——不規則混合網格
特點：提高鑄件薄壁處·彎曲面的形狀近似精度及解析精度，既保證了操作的簡潔性，又能提高計算精度，因而減少用戶負擔。
1 鑄件及鑄型內部仍采用直交單元，薄壁處，彎曲或傾斜面附近則采用不規則單元進行網格劃分
2 預處理器的操作性能，與直交網格劃分相同
3 流動解析及凝固解析均采用直接差分法（DFDM）
二 球墨鑄鐵縮孔缺陷預測
特點：導入了其他商用凝固解析軟件尚未考慮到的因素，從而提高球墨鑄鐵件的縮孔預測精度。
1 凝固收縮
2 球墨析出時的體積膨脹
3 鑄物與鑄型的變化
4 來自澆冒口的液體補縮機理
三 考慮背壓的充型流動解析
特點：鑄型型腔內部未充填部位的空氣壓力（背壓）變化及通過排氣孔或脫型銷縫隙的排氣也計算在內，可現實與實際充型過程更接近的流動模擬結果。
1 通過排氣孔或脫型銷縫隙的排氣
2 液體金屬內部細小氣泡的卷入
3 充型過程中背壓變化及背壓對液體金屬流動的影響
四 鋁合金鑄件縮松缺陷預測
特點：導入了鋁合金鑄件特有的縮孔縮松形成機理（其他商用流動·凝固解析軟件尚未考慮），從而提高解析精度。
展開 【基礎知識】鋁合金簡介：型材、板材、鑄件
一、鋁的基本性質
銀白色，在潮濕的空氣中能形成一層防止金屬腐蝕的氧化膜，相對密度2.7g/cm3，熔點660℃，非典2327℃，輕，良好的導電性和導熱性，高反射性和耐氧化性。
二、種類
型材類：鋁型材，鋁管材，鋁棒材等
板材類：鋁板材，鋁箔材，鋁帶材（卷料）
鑄造類：鋁鑄件，鋁粒
三、常用牌號
牌號的第一位數字表示鋁合金系列，第二位數字表示原始鋁合金的改型情況，最后兩位數字表示同組中鋁合金的純度。
1100：用于加工需要有良好的成型性和高的抗腐蝕性，但不要求有高強度的零件部件。例如貯存容器、薄板加工件，深拉凹形器皿、熱交換器、印刷版、銘牌、反光器具等。
2011：快削合金，切削性好強度也高，但耐腐蝕性不佳，適用于音量軸、光學組件、螺絲頭、螺釘及要求有良好切削性能的機械加工產品。
3003：具有1xxx系合金的性能又要有比1xxxx系合金強度高，如廚具，食物和化工產品處理與貯存裝置，運輸液體產品的槽、罐，以及薄板加工的各種壓力容器與管道。
4A01：含硅量高，耐熱，耐磨，屬建筑用材料，機械零件，鍛造用材，焊接材料。
5052：中程度強度之最具代表性合金（5083最高），耐腐蝕性、溶接性及成形性良好，特別是疲勞強度高，耐海水性佳，用于制造飛機油箱、油管，以及交通車輛、船舶的鈑金件，儀表、街燈支架與鉚釘、五金制品等。
6061：熱處理型之耐腐蝕性合金。
展開 鑄造新聞：每天5分鐘，了解全新鑄造業（1月21日）
五、浙江泰拇投建擠壓鑄造設備與鋁鑄件項目
近日，紹興市生態環境局越城分局受理浙江泰拇精密制造股份有限公司年產8臺以上精準擠壓鑄造設備與1.5萬噸高性能鋁合金鑄件生產項目。項目位于紹興市越城區袍江新區，征地28514平米，總建筑面積53081平米，購置先進生產設備。浙江泰拇精密公司專門從事真空精準擠壓鑄造機和鋁合金鑄件生產。
來源：有色鑄造網 、中國鍛壓網、湖南省鑄造協會
鋁合金：汽車輕量化的主力
發動機的缸體和缸蓋均要求材料導熱性能好，抗腐蝕能力強，這正是鋁合金的優勢所在。目前大量國內外汽車采用了鋁制缸體和缸蓋，但鑄鐵仍在部分要求高強高耐性的場合使用。近年來，新型Al-Si-Cu-Mg-Fe系合金的開發及相應鑄造技術的發展，使鋁合金鑄件達到更高性能，進一步推動了鋁合金在發動機部件（包括柴油發動機）上的應用。缸體缸蓋的鑄造方法也較為多樣，常見的有重力鑄造、低壓鑄造等。此外，鑄造鋁合金在減震器支架、電動車電池包、結構箱體等結構件得到大量應用。由于這些部件多為形狀復雜的薄壁件，故多采用Al-Si合金由高壓鑄造方法制造。
（2）變形鋁合金
相較于鑄造鋁合金，變形鋁合金在汽車上的平均應用份額還較少。達科國際（Ducker Worldwide）的調查表明，2016年變形鋁合金僅占車用鋁合金的34%（軋制板材18%，擠壓型材11%，鍛壓件5%）。然而在部分采用全鋁車身的高端車型上，變形鋁合金的份額遠遠高于鑄造鋁合金。目前業內對包括全鋁車身技術在內的變形鋁合金的研發與應用技術投入較大，其所占比例迅速增大。達科國際（Ducker Worldwide）預測，由于鋁合金車身技術的快速發展，變形鋁合金（特別是軋制板材）在汽車上的應用將迎來迅速增長（如圖1所示）。
車用變形鋁合金主要包括5xxx系（Al-Mg系）、6xxx系（Al-Mg-Si系），以及少量2xxx系（Al-Cg系）、7xxx系（Al-Zn-Mg系）。其中，5xxx系合金不可熱處理強化，成型性能優良，但成型后易出現屈服點延長而表面起皺，影響產品外觀質量，因此主要用于內板等形狀復雜的部位。
展開 鑄造過程模擬仿真分析軟件 - JSCAST 軟件介紹
1、鑄件及鑄型內部仍采用直交單元，薄壁處，彎曲或傾斜面附近則采用不規則單元進行網格劃分
2、預處理器的操作性能，與直交網格劃分相同
3、流動解析及凝固解析均采用直接差分法（DFDM）
二 球墨鑄鐵縮孔缺陷預測
特點：導入了其他商用凝固解析軟件尚未考慮到的因素，從而提高球墨鑄鐵件的縮孔預測精度。
1、凝固收縮
2、球墨析出時的體積膨脹
3、鑄物與鑄型的變化
4、來自澆冒口的液體補縮機理
三 考慮背壓的充型流動解析
特點：鑄型型腔內部未充填部位的空氣壓力（背壓）變化及通過排氣孔或脫型銷縫隙的排氣也計算在內，可現實與實際充型過程更接近的流動模擬結果。
1、通過排氣孔或脫型銷縫隙的排氣
2、液體金屬內部細小氣泡的卷入
3、充型過程中背壓變化及背壓對液體金屬流動的影響
四 鋁合金鑄件縮松缺陷預測
特點：導入了鋁合金鑄件特有的縮孔縮松形成機理（其他商用流動?凝固解析軟件尚未考慮），從而提高解析精度。
1、液體金屬自由表面碰撞時，氧化膜的破碎
2、液體內部氧化膜的卷入
3、以氧化膜為基體，氫氣泡的形核及生長
4、氫氣濃度及壓力的影響
工程管理模塊：
1 CAD界面：3維CAD3維CAD：STL
2 前處理器：形狀模型輸入，重量計算，鑄件厚壁位置的顯示功能
3 主計算器：流動與凝固過程的數值計算
4 后處理器：計算結果的顯示功能
展開 鋁合金汽車板生產技術及其發展趨勢
鋁作為汽車輕量化的代表材料，對如今汽車行業的發展，成為了減輕車身重量的重點性原材料。鋁板的成形性、生產性能和鋼板非常接近，因此使用鋁合金代替鋼鐵材料是各國汽車制造商采用的主要減重手段之一。
國內外鋁合金汽車板市場概況
1.1鋁合金汽車板在新能源汽車行業的應用
2021年1月至11月我國新能源汽車的銷量達到299萬輛，同比增長1.7倍。新能源汽車產業的迅速發展與電池、自動化控制、新材料等技術發展息息相關，在電池技術尚未獲得重大突破情況下，車身輕量化依然是新能源汽車行業重要研究課題。鋁合金材料具有比強度高、耐腐蝕、回收率高等優勢⑴。鋁合金鑄件應用于發動機底盤系統已有百年歷史,但應用于車身覆蓋件的鋁合金汽車板發展卻較為緩慢,2010年以前僅在某些高端車型（如奧迪A8）上有較多應用特斯拉公司作為新能源汽車的領軍企業，率先應用全鋁車身，碳積分管理卓有成效。特斯拉在上海建設的超級工廠的投產也帶動了國內新能源汽車行業的迅速發展，以蔚來為典型代表的全鋁車身新能源汽車銷售量一度搶眼。
1.2鋁合金汽車板供應現狀
早期美國鋁業（Alcoa）、奧肯鋁業（Alusuisse）、加拿大鋁業（Alcan）等著名鋁加工企業通過與汽車主機廠如利蘭汽車（Leyland）、福特（Ford)和捷豹路虎（Jaguar Land Rover）合作開發定制化鋁合金汽車板，實現獨家供應。隨著汽車輕量化需求和新能源汽車行業的發展，以及汽車主機廠成本壓力，鋁合金汽車板技術要求有標準化趨勢，例如歐洲VDA標準統一了鋁合金汽車板技術指標：目前全球最大的鋁合金汽車板供應商諾貝麗斯（Novelis）公司通過新增、并購等方式，2020年其位于北美、歐洲、亞洲工廠的全部產能達到100萬t/a。
展開 鑄造CAE系統——JScast
1、通過排氣孔或脫型銷縫隙的排氣
2、液體金屬內部細小氣泡的卷入
3、充型過程中背壓變化及背壓對液體金屬流動的影響
四 鋁合金鑄件縮松缺陷預測
特點：導入了鋁合金鑄件特有的縮孔縮松形成機理（其他商用流動·凝固解析軟件尚未考慮），從而提高解析精度。
1、液體金屬自由表面碰撞時，氧化膜的破碎
2、液體內部氧化膜的卷入
3、以氧化膜為基體，氫氣泡的形核及生長
4、氫氣濃度及壓力的影響
南方技術支持及銷售：南京優際軟件有限公司 聯系人：王小軍 電話：025－83723592
北方技術支持及銷售：大連博倫徳電子會社 聯系人：張博 電話：411－84755028
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鋁合金消失模鑄造中縮孔的數值模擬
仿真軟件發展三十多年以來，一直把鑄件孔洞仿真作為仿真軟件的首要任務。如今，大多數商業鑄造軟件已經能夠準確的預測敞口鑄型的縮孔位置，其中一些軟件甚至可以預測消失模鑄造金屬前沿的收縮情況，但這些軟件對縮孔預測并不是很成功，這主要緣于消失模鑄造的充型時間過長（一般來說，比敞口鑄型工藝的時間要多出一個數量級）。尤其對鋁硅合金來說，充型時間越長，溫度梯度變化越復雜。
本文詳細介紹了在伯明翰市由美國鑄造學會消失模鑄造委員會主辦關于阿拉巴馬大學開發的研究工藝，該工藝可大幅度提高鋁合金消失模鑄造的孔洞預測準確性問題。通過修正一套商業模擬軟件及對實驗澆鑄體進行研究，以提高鋁合金消失模鑄造縮孔預測的準確性。研究中所采用的鋁合金為C356 和 A319，仿真結果在實際發動機缸體生產中得到驗證。
原理
鑄造仿真軟件從它誕生之日起，人們把孔洞預測作為計算機仿真重要目標。而首次增加縮孔模型的仿真軟件僅僅被設計成只限于相對較大的黑色金屬鑄件，主要包括一些形狀簡單和厚壁合金鋼。該仿真軟件主要模擬一些冷卻速度相對較快大和補縮范圍及距離較短的鑄件，所以利用仿真軟件找到的鑄件熱點或凝固判據（如凝固時間或凝固速度等）都是相當準確的。然而對于鋁硅合金來說，這些凝固仿真軟件并不能找到縮孔的準確位置，主要因為鋁硅合金具有較長的凝固區間。
早期鋁合金凝固仿真主要集中對高速冷卻的固定模鑄件開發上。快速凝固可以消除凝固區間較寬、負熱對流及枝晶間補縮的影響，這讓仿真以最小的計算力運算變得更可行。近年來，鋁合金凝固仿真重點更多地放在縮松方面，但不得不承認對
宏觀收縮問題仍很難預測。
為了更準確預測鋁鑄件孔洞，軟件需要在鑄件各個位置上預測出準確溫度場。這對消失模鑄造來說極其重要，因為鑄件在充型結束后有時會形成不可預測或不正常的溫度梯度。此外，在敞口鑄型中充型過程速度越慢，熱對流越強，從而使溫度場變得更復雜。
展開 『原創』鑄造過程模擬仿真分析軟件 - JSCAST 軟件介紹
1、鑄件及鑄型內部仍采用直交單元，薄壁處，彎曲或傾斜面附近則采用不規則單元進行網格劃分
2、預處理器的操作性能，與直交網格劃分相同
3、流動解析及凝固解析均采用直接差分法（DFDM）
二 球墨鑄鐵縮孔缺陷預測
特點：導入了其他商用凝固解析軟件尚未考慮到的因素，從而提高球墨鑄鐵件的縮孔預測精度。
1、凝固收縮
2、球墨析出時的體積膨脹
3、鑄物與鑄型的變化
4、來自澆冒口的液體補縮機理
三 考慮背壓的充型流動解析
特點：鑄型型腔內部未充填部位的空氣壓力（背壓）變化及通過排氣孔或脫型銷縫隙的排氣也計算在內，可現實與實際充型過程更接近的流動模擬結果。
1、通過排氣孔或脫型銷縫隙的排氣
2、液體金屬內部細小氣泡的卷入
3、充型過程中背壓變化及背壓對液體金屬流動的影響
四 鋁合金鑄件縮松缺陷預測
特點：導入了鋁合金鑄件特有的縮孔縮松形成機理（其他商用流動?凝固解析軟件尚未考慮），從而提高解析精度。
1、液體金屬自由表面碰撞時，氧化膜的破碎
2、液體內部氧化膜的卷入
3、以氧化膜為基體，氫氣泡的形核及生長
4、氫氣濃度及壓力的影響
工程管理模塊：
1 CAD界面：3維CAD3維CAD：STL
2 前處理器：形狀模型輸入，重量計算，鑄件厚壁位置的顯示功能
3 主計算器：流動與凝固過程的數值計算
4 后處理器：計算結果的顯示功能
guopeng@brand-e.net zhangbo@brand-e.net
（0411）84755389。（郭）
展開 使用FLOW-3D的低壓鑄造鋁合金鑄件充型過程卷氣行為研究
(2) 鑄件中如果存在下落式結構，將會產生湍流，氧化皮折迭，形成卷氣缺陷，并且大大降低鑄件的力學性能。
『原創』鑄造仿真模擬軟件JSCAST的介紹（內含算例）
1、通過排氣孔或脫型銷縫隙的排氣
2、液體金屬內部細小氣泡的卷入
3、充型過程中背壓變化及背壓對液體金屬流動的影響
四 鋁合金鑄件縮松缺陷預測
特點：導入了鋁合金鑄件特有的縮孔縮松形成機理（其他商用流動·凝固解析軟件尚未考慮），從而提高解析精度。
1、液體金屬自由表面碰撞時，氧化膜的破碎
2、液體內部氧化膜的卷入
3、以氧化膜為基體，氫氣泡的形核及生長
4、氫氣濃度及壓力的影響
工程管理模塊：
1 CAD界面：3維CAD3維CAD：STL
2 前處理器：形狀模型輸入，重量計算，鑄件厚壁位置的顯示功能
3 主計算器：流動與凝固過程的數值計算
4 后處理器：計算結果的顯示功能
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