鑄造工藝的案例
為什么越來越多的鑄造廠選擇消失模鑄造工藝？
消失模鑄造工藝是全球公認的近凈成型工藝，可以通過集成一體化的鑄件設計和輕量化設計來降低成本。-Marshall Miller, 美國Flowe Serve公司。
1958年首次在鑄造中使用泡沫模型。盡管消失模鑄造工藝并沒有像粘土砂、金屬型、或者壓鑄工藝那樣得到廣泛應用，但它在使用精密的模具生產復雜形狀的鑄件方面有其特有的優勢，甚至于直接使用機加工的泡沫模型來進行無模鑄造，這在其他工藝當中是無法想象的。
消失模鑄造工藝的制造單元通常占地面積較小，這使它可以作為鑄造廠的主營鑄造工藝之外的一個補充。
一個自動化消失模鑄造的單元（美國Vulcan公司供圖）
消失模鑄造工藝很容易打入一個新市場。相對于其他鑄造工藝的鑄件設計而言，比如砂型鑄造，有許多閑置。因為絕大多數鑄造工藝需要能夠重復使用的、澆注之前可以從砂型中取出的模具或者型板。這在設計產品的模具或者型板的布局結構的時候就需要考慮進去。相反，消失模鑄造工藝中，泡沫模型保留在砂型當中并不需要取出，在澆注過程中直接氣化消失，這就為產品的結構設計消除了許多限制。
消失模鑄造工藝中，EPS或者共聚料在鋁合金模具當中發泡成型，得到一個個的泡沫模片，進而粘接成為一個完整的泡沫模型，再組裝上對應的澆注系統就成為了模串。進行浸涂，烘干，放入砂箱當中，加入無任何粘結劑的干砂，震實。澆入金屬液，泡沫模型氣化，就得到了所需的鑄件。
借助于消失模鑄造中泡沫可粘接組裝的優勢，就有可能實現減重，鑲嵌件直接鑄進去，多個部件集成一體鑄造等等。更有甚者，可以實現其他鑄造工藝所不可想象的帶有復雜形狀的鑄件。例如，工程師可以采用少或者無拔模斜度的設計，以實現鑄件上更均勻的壁厚，更好的表面光潔度。
展開 輪轂鑄造工藝與鍛造工藝的區別？
其實高端車貴有貴的道理，就拿一個汽車輪轂來說，高端車上的輪轂的制造工藝就和普通的汽車完全不一樣。現在汽車上鋁合金輪轂的制造工藝主要分為鑄造和鍛造兩類，大家了解了這兩者的區別，就明白為什么高端車型會偏愛使用鍛造輪轂了！
輪轂的鑄造工藝
先說鑄造工藝，可能大家都知道目前大部分車型上的鋁合金輪轂采用都是鑄造方式，但是鑄造輪轂還有三種不同的制造工藝，分別是重力鑄造、低壓鑄造和旋壓鑄造。
高端汽車輪轂
重力鑄造非常簡單，將液態的金屬倒進輪轂模具中冷卻成型就可以了，這種鑄造方式效率非常高，成本也最低，但是質量比較差，由于輪轂的各部分分布不是很均勻，而且金屬內部分子的密度比較低，所以輪轂的強度不高，碰撞后很容易出現斷裂的情況。低壓鑄造可以說是在重力鑄造的基礎上進行了一個升級，將液態的金屬倒入模具之后，低壓鑄造工藝會給它施加一個恒定的壓力，這樣的話金屬的分子密度就會更高，輪轂成型之后會有更高的強度，而且低壓鑄造的工藝也非常成熟，所以目前大部分車型上的輪轂采用的都是低壓鑄造工藝。而旋壓鑄造就是將鑄造后的輪轂進行一個二次加工，將輪轂呢一邊加熱一邊進行旋轉沖壓，這樣的話輪轂內的金屬分子就會更加緊密，強度自然也就更高了。
輪轂的鍛造工藝
再來說說鍛造輪轂，鍛造輪轂的制造過程是先將鋁塊進行加熱，到了一定的溫度后用鍛壓機壓成毛坯然后再將毛坯旋壓成型，相當于鑄造輪轂來說強度更高，而且鍛造輪轂使用的是軍事級鋁料，重量也更輕，鍛造輪轂還可以細分為一片式鍛造和多片式鍛造，一片式鍛造的意思是整個輪轂是一體成型的，重量輕可靠性好。
鋁合金輪胎鍛造示意圖
而多片式端到的輪輞和輪輻式分開的，這樣的好處是只更換輪輻就可以有一個新的輪轂樣式，不過相對一片式鍛造來說，多片式鍛造會更重一些，對組裝的要求也比較。
展開 關于NOVACAST高級鑄造工藝仿真，你了解多少？
模塊組合包3 NovaFlow&Solid&Stress CV+NovaMethod充型、凝固及應力分析+CAD建模組合包
用于計算鑄造充型、凝固過程及應力結果
典型應用
砂鑄工藝模擬
充型流動流場及溫度場分析
砂鑄凝固縮孔位置預測
傾轉鑄造工藝模擬
充型過程分析
壓鑄工藝模擬
壓鑄流動過程模擬
流動溫度場云圖
精密熔模鑄造工藝模擬
精密鑄造流動模擬
精密鑄造縮孔位置預測
低壓鑄造工藝
鋁輪轂低壓鑄造
離心鑄造工藝
臥式離心鑄造
立式離心鑄造
鑄造應力及變形模擬
鑄造變形及殘余應力云圖
鑄造裂紋位置預測
工藝方案優化
兩種澆冒系統設計方案
兩種方案的縮孔位置預測
成本節約
展開 華鑄CAD鑄造工藝輔助設計(二維)軟件系統
“華鑄CAD——鑄造工藝計算機輔助設計系統”是鑄造行業進行工藝設計的實用繪圖軟件，是華中科技大學（原華中理工大學）經多年研究開發在長期工程實踐中不斷改進、完善起來的軟件系統。
本軟件系統采用美國Autodesk公司的最新開發工具ARX，在AutoCAD環境下開發實現。它以鑄造工藝設計幾大工藝參數為核心，依據機械工業部頒布的JB2435-78標準，集成了整個鑄造工藝過程各階段的功能，對各種工藝符號進行了規范化定制與擴充。主要功能包括分型線、加工余量、拔摸斜度、砂芯及芯頭、冷鐵、不鑄孔、鑄造圓角、工藝卡的繪制以及冒口與澆注系統設計等。該系統體系完備、適應性強、界面友好、易于操作、使用靈活，能幫助鑄造工藝人員快速高效地完成工藝設計過程，對于保證鑄件質量，提高生產率和新產品開發效率具有重要作用。
展開 
NOVACAST：一款強大的鑄造工藝仿真軟件
2、鑄造工藝
包括壓鑄、低壓鑄造、重力砂鑄、重力傾轉鑄造、金屬型鑄造、半固態鑄造、精密熔模鑄造、真空壓鑄、差壓鑄造、連續（循環）、鑄造、消失模鑄造、雙金屬鑄造、離心鑄造等。
3、設計計算系統
CAD 模型設計系統、專用澆冒口結構設計計算系統、壓鑄工藝參數優化設計系統。
4、分析系統
充型計算系統、凝固計算系統、熱應力計算系統、澆冒補縮計算系統。
5、缺陷預測
縮松、縮孔、澆不足、冷鎘、卷氣、夾渣、粘砂、氣孔、夾雜、偏析、熱裂及冷裂、強度等。
6、專業鑄造材料庫
依據合金相圖構成高級數據庫，鑄造材料包括鑄鐵、鑄鋼、鎂鋁合金、有色金屬、發熱材料、保溫材料、冷卻材料、砂型、金屬模具等。
7、網格功能
CVM 控制體積網格、Dual-mesh 網格法、網格編輯。
基于以上關鍵詞，讓我們一起來詳細解讀下Novacast的特色功能，以及到底能帶來哪些實實在在的價值？
NOVACAST 鑄造仿真模擬系統采用了先進的CVM 控制體積法計算機數值模擬技術，是一個專門為分析、評價和優化鑄造工藝方案而開發的軟件工具。借助該軟件系統，鑄造技術人員能夠在設計工藝方案時通過對現有方案下鑄件形成的過程做計算機模擬，以形象準確的可視化效果，通過計算機顯示鑄造過程溫度、充型速度、壓力和凝固時間變化，并對可能產生的缺陷提出預報。
通過對鑄件充型和凝固過程的模擬，可以形象準確的顯示在給定澆冒口系統下物理場的變化情況，夾渣和其他非金屬夾雜物可以引入金屬液流中并模擬其運動軌跡。通過優化澆冒口系統和出氣系統可以避免由于紊流情況引起的氧化物夾雜、冷隔、縮松、縮孔和氣孔等缺陷。
展開 華鑄CAE/ InteCAST—鑄造工藝分析軟件集成系統
華鑄CAE?/ InteCAST?—中國鑄造領域最著名的模擬分析系統。是華中科技大學（原華中理工大學）經20年的研究與開發，并在長期的生產實踐檢驗中不斷改進、完善起來的一項軟件系列產品。華鑄CAE?/ InteCAST?鑄造工藝分析軟件集成系統是分析和優化鑄件鑄造工藝的重要工具，它以鑄件充型過程、凝固過程數值模擬技術為核心對鑄件進行鑄造工藝分析。可以完成多種合金材質（包括鑄鋼、球鐵、灰鐵、鑄造鋁合金、鑄造鋁合金等）、多種鑄造方法（砂型鑄造，金屬型鑄造，壓鑄，低壓鑄造，鐵模覆砂鑄造等）下鑄件的凝固分析、流動分析以及流動和傳熱耦合計算分析。實踐應用證明，本系統在預測鑄件縮孔縮松缺陷的傾向、改進和優化工藝，提高產品質量，降低廢品率、減少澆冒口消耗，提高工藝出品率、縮短產品試制周期，降低生產成本、減少工藝設計對經驗對人員的依賴，保持工藝設計水平穩定等諸多方面都有明顯的效果。
華鑄CAE?/ InteCAST?的研制與開發過程中，先后完成了多項國家及省部級科研攻關項目，并獲得多項省部級科技進步獎。其中包括中國船舶工業總公司的“鑄造工藝參數的優化”、湖北省科委的重點科技攻關項目“球墨鑄鐵凝固模擬及鑄造工藝CAD”、 “多材質鑄件凝固模擬及鑄造工藝CAD” 及國家教委博士點專項基金項目“氣化模鑄造充型過程數值模擬及其質量控制”等。上述項目均已通過省部級組織的專家鑒定，鑒定認為諸多成果處于國內領先地位，達到國際先進水平。
正在承擔的重要項目有國家經貿委的“國家技術創新項目”一項，國家自然科學基金一項，國家航天支撐基金一項，解放軍總裝備技術攻關子項目二項以及其它眾多橫向項目。
目前“華鑄CAE”集成化軟件系統在國內市場占有率達80%左右，首鋼、鞍鋼、東風汽車公司、浙江大學、航天三院等一百家工礦企業、科研院校使用該系統，幾年來為企業帶來直接經濟效益兩億多元。
展開 ProCAST有限元鑄造工藝模擬軟件 附鑄造工藝仿真ProCAST從入門到精通下載
目前VE環境中針對鑄造工藝提供的流程模板有：重力工藝流程模板、高壓鑄造工藝流程模板、高壓壓鑄機選擇流程模板和優化流程模板，在后序的開發中還會相應的增加其他流程模板。
多工序流程
針對一般工藝加強了多階段流程模板，這種流程模板可以一次性設置鑄造仿真過程中的多個階段，如鑄型的移除、澆注系統清除以及鑄型移除后的鑄件加熱和冷卻過程。設置完成提交計算時，軟件可自動生成所需的計算文件。
ProCAST工藝應用
熔模精密鑄造
ProCAST基于有限元網格可以自動生成模殼及保溫層網格，能夠設置保溫層網格為各向異性，從而隨時調節厚度參數而不需要重新生成網格。針對高溫合金 真空下的凝固過程，擁有專業的輻射換熱求解器。
低壓金屬型/砂型鑄造
真實復現工業生產條件，實現模具溫度的多次模擬直至穩定狀態。在此條件下進行鑄件充型/凝固過程的仿真計算，優化工藝參數，減少試制，縮短產品生產周期。
重力鑄造（砂型，金屬型，傾轉）
對于重力鑄造而言，關鍵因素在于如何優化澆注系統以及如何消除可能的縮孔區域。proCAST可以進行澆注，凝固，應力及微觀組織的模擬，將工藝人員的設計方案在計算機上復現，幫助判定其可執行性。
高壓鑄造
高壓鑄造過程與模具及壓鑄機設備密切相關，ProCAST軟件可以就高壓鑄造生產全過程進行模擬，包括壓室內的金屬液注入，多級壓射過程等。同時擁有壓鑄機數據庫，可根據實際鑄造工藝與鑄件參數，分析PQ2圖，確定工藝窗口，結合模擬效果，優化相關參數。
離心鑄造
ProCAST軟件具有專業的立式離心鑄造仿真模塊，求解不同離心轉速參數下，鑄件的充型及凝固過程。
展開 NOVACAST：一款強大的鑄造工藝仿真軟件
2、鑄造工藝
包括壓鑄、低壓鑄造、重力砂鑄、重力傾轉鑄造、金屬型鑄造、半固態鑄造、精密熔模鑄造、真空壓鑄、差壓鑄造、連續（循環）、鑄造、消失模鑄造、雙金屬鑄造、離心鑄造等。
3、設計計算系統
CAD 模型設計系統、專用澆冒口結構設計計算系統、壓鑄工藝參數優化設計系統。
4、分析系統
充型計算系統、凝固計算系統、熱應力計算系統、澆冒補縮計算系統。
5、缺陷預測
縮松、縮孔、澆不足、冷鎘、卷氣、夾渣、粘砂、氣孔、夾雜、偏析、熱裂及冷裂、強度等。
6、專業鑄造材料庫
依據合金相圖構成高級數據庫，鑄造材料包括鑄鐵、鑄鋼、鎂鋁合金、有色金屬、發熱材料、保溫材料、冷卻材料、砂型、金屬模具等。
7、網格功能
CVM 控制體積網格、Dual-mesh 網格法、網格編輯。
基于以上關鍵詞，讓我們一起來詳細解讀下Novacast的特色功能，以及到底能帶來哪些實實在在的價值？
NOVACAST 鑄造仿真模擬系統采用了先進的CVM 控制體積法計算機數值模擬技術，是一個專門為分析、評價和優化鑄造工藝方案而開發的軟件工具。借助該軟件系統，鑄造技術人員能夠在設計工藝方案時通過對現有方案下鑄件形成的過程做計算機模擬，以形象準確的可視化效果，通過計算機顯示鑄造過程溫度、充型速度、壓力和凝固時間變化，并對可能產生的缺陷提出預報。
通過對鑄件充型和凝固過程的模擬，可以形象準確的顯示在給定澆冒口系統下物理場的變化情況，夾渣和其他非金屬夾雜物可以引入金屬液流中并模擬其運動軌跡。通過優化澆冒口系統和出氣系統可以避免由于紊流情況引起的氧化物夾雜、冷隔、縮松、縮孔和氣孔等缺陷。
展開 V7.4 高壓鑄造工藝設計向導提供更多細節參數
高壓鑄造工藝參數設計向導頁面更新
V7.4 高壓鑄造工藝參數設計向導頁面提供更多細節參數和功能，其中包括：
得料率
投影面積（產品+流道+溢流槽）
鑄造壓力和速度
流量
流道寬度、厚度
壓鑄機機臺數據庫擴充
壓鑄機橫向對比和智能選擇
柱塞直徑選擇
第三階段啟動和停止的時間和位置
導出到Excel報表進行工藝設計
設計完成的鑄造工藝參數可直接導出Excel報表，并支持中、英、日、韓等多種語言。在工藝參數變更之后，可直接再次導出，無需人工填寫和修改。該表格可應用于現場作業指導，和流道設計過程控制。
更新錘頭運動與真空閥計算向導頁面
每段速度增設延時時間，末端增加剎車時間。該曲線可以直接用于活塞運動的邊界條件定義。也可以直接用于速度邊界條件的定義。
C家精講，初衷是用最短的時間，分享一些鑄造工藝設計與分析的經驗。雖然是點點滴滴，愿能匯流成河，如果鑄友們喜歡，
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展開 探索消失模鑄造大口徑球墨鑄鐵管件的關鍵，如何選定消失模鑄造工藝參數
球墨鑄鐵管及管件具有三個功能：
⑴ 對管線實現小口徑大流量；
⑵ 對管線實現高壓遠距離輸送；
⑶ 防止管線爆管；出口球墨鑄鐵管件要求表面質量高；幾何尺寸嚴；單件水壓試驗達2.5MPa；
消失模鑄造球墨鑄鐵管件生產工藝具有生產周期短、工藝先進、表面質量好（其管件表面粗糙度達12.5μm）等特點。同時，消失模鑄造投資少，見效快，應用范圍廣泛等特點。消失模鑄造是一種幾乎沒有加工余量，且能精確成型的鑄造工藝。容易實現清潔、批量化生產，特別是球墨鑄鐵管件因規格品種多、供貨周期短,交貨期急,更適合采用消失模鑄造工藝生產,我公司成功地為河北、山東、山西四家鑄管企業整體設計，全方位服務。為生產企業鑄造出符合國際標準和國家標準的球墨鑄鐵管件。本文通過在生產實踐中對大口徑球墨鑄鐵管件泡沫原材料選型、發泡成型控制、泡沫模樣組裝、泡沫模樣涂掛、澆注系統設計,輔助支撐設計、熔煉澆注等控制確保產品生產質量符合技術要求。
展開 如何選定消失模鑄造工藝參數？探究消失模鑄造大口徑球墨鑄鐵管件生產關鍵
球墨鑄鐵管及管件具有三個功能：
⑴ 對管線實現小口徑大流量；
⑵ 對管線實現高壓遠距離輸送；
⑶ 防止管線爆管；出口球墨鑄鐵管件要求表面質量高；幾何尺寸嚴；單件水壓試驗達2.5MPa；
消失模鑄造球墨鑄鐵管件生產工藝具有生產周期短、工藝先進、表面質量好（其管件表面粗糙度達12.5μm）等特點。同時，消失模鑄造投資少，見效快，應用范圍廣泛等特點。消失模鑄造是一種幾乎沒有加工余量，且能精確成型的鑄造工藝。容易實現清潔、批量化生產，特別是球墨鑄鐵管件因規格品種多、供貨周期短,交貨期急,更適合采用消失模鑄造工藝生產,我公司成功地為河北、山東、山西四家鑄管企業整體設計，全方位服務。為生產企業鑄造出符合國際標準和國家標準的球墨鑄鐵管件。本文通過在生產實踐中對大口徑球墨鑄鐵管件泡沫原材料選型、發泡成型控制、泡沫模樣組裝、泡沫模樣涂掛、澆注系統設計,輔助支撐設計、熔煉澆注等控制確保產品生產質量符合技術要求。
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鑄件適合工藝、鑄造工藝特點有哪些？10大鑄造工藝詳解請收好
液態金屬澆注到與零件形狀、尺寸相適應的鑄型型腔中，待其冷卻凝固，以獲得毛坯或零件的生產方法，通常稱為金屬液態成形或鑄造。
工藝流程：液體金屬→充型→凝固收縮→鑄件
工藝特點：
1、可生產形狀任意復雜的制件，特別是內腔形狀復雜的制件。
2、適應性強，合金種類不受限制，鑄件大小幾乎不受限制。
3、材料來源廣，廢品可重熔，設備投資低。
4、廢品率高、表面質量較低、勞動條件差。
鑄造分類 ：
(1)砂型鑄造（sand casting）
砂型鑄造：在砂型中生產鑄件的鑄造方法。鋼、鐵和大多數有色合金鑄件都可用砂型鑄造方法獲得。
工藝流程：
砂型鑄造工藝流程
技術特點：
1、適合于制成形狀復雜，特別是具有復雜內腔的毛坯；
2、適應性廣，成本低；
3、對于某些塑性很差的材料，如鑄鐵等，砂型鑄造是制造其零件或，毛坯的唯一的成形工藝。
應用：汽車的發動機氣缸體、氣缸蓋、曲軸等鑄件
(2)熔模鑄造(investmentcasting)
熔模鑄造：通常是指在易熔材料制成模樣，在模樣表面包覆若干層耐火材料制成型殼，再將模樣熔化排出型殼，從而獲得無分型面的鑄型，經高溫焙燒后即可填砂澆注的鑄造方案。常稱為“失蠟鑄造”。
工藝流程：
熔模鑄造工藝流程
工藝特點
優點：
1、尺寸精度和幾何精度高；
2、表面粗糙度高；
3、能夠鑄造外型復雜的鑄件，且鑄造的合金不受限制。
缺點：工序繁雜，費用較高
應用：適用于生產形狀復雜、精度要求高、或很難進行其它加工的小型零件，如渦輪發動機的葉片等。
展開 航空發動機用高溫合金的鑄造、鍛造工藝
前言
原文限于篇幅，沒有包含加工工藝。本文作為補充內容，介紹航空用高溫合金的加工工藝，包括鑄造工藝、鍛造工藝，以及鑄件、鍛件在航空發動機零部件的應用。
注：高溫合金原材料的加工還有熔煉工藝，可以參考轉發的文章
鎳基合金VIM+ESR+VAR三大熔煉工藝簡析 (qq.com)
鑄造工藝
航空發動機零件使用最多的是熔模鑄造工藝，特點是可以獲得最終尺寸的零件，并且成本相對較低。但是鑄件常見問題如氣孔、偏析等，機械性能無法跟鍛件相比。
航空發動機中，使用鑄件的零部件有渦輪葉片、風扇框架等，主要的制造工藝是：真空感應熔煉、鑄造、機加、精整。
從顯微組織結構上看，鑄件可分為3大類：
等軸晶鑄件，主要用于制造低壓渦輪零部件。工藝的特點是液態金屬的凝固速率只受限于膜殼的散熱能力。為了控制熱量損失的速率，膜殼通常都是絕熱的。所獲得的鑄件產品是多晶體結構，晶粒生長方向也是隨機的。
定向凝固，主要也是用于制造低壓渦輪零部件。基本原理是使用冷卻機構從一端吸收熱量，使得鑄件只沿著一個方向凝固。
單晶凝固是鑄造工藝的特殊應用，只用于承受最高溫度的應用，比如高壓渦輪葉片，燃燒室零部件等。其原理跟定向凝固相同，控制凝固溫度梯度；區別是單晶需要使用籽晶，使得液態金屬凝固時，能夠沿著擇優晶向生長，最終獲得只有一個晶粒的產品。當今世界上先進的發動機高壓渦輪葉片都是100%單晶。什么時候開始的呢？30年前！
單晶爐示意圖：
高溫合金由于其合金化元素超過10種以上，最常見的問題第一個就是偏析，所以，高溫合金必須通過均勻化熱處理消除偏析。當合金錠偏析嚴重無法消除時，可以使用粉末冶金技術，但缺點是成本較高。如下圖，單晶葉片配粉末盤。
展開 實例闡述，鐵型覆砂鑄造球墨鑄鐵件縮松縮孔的原因及改進工藝
因此，不管采用何種工藝，球鐵件總是需要補縮的，只要鑄型剛度足夠，球鐵就不會產生收縮的觀點是不對的，鐵型覆砂鑄造工藝也不例外。
2 數值模擬技術的應用
鑄造CAE技術是采用計算機及相關軟件對鑄件的充型和凝固過程進行數值模擬，并對得到的數據進行處理分析，以預測缺陷，優化工藝。
充型模擬是模擬金屬液在鑄型中的流動過程對鑄件成形的影響，金屬液平穩的流動和合理的充型順序是保證鑄件質量的重要條件，也是合理的凝固順序的前提條件。通過充型模擬可以分析金屬液在澆冒口系統中的流動狀態，優化澆冒口系統，避免金屬液的流股分離，降低金屬液對模型的沖洗侵蝕。凝固過程是金屬液充滿型腔后，由液態向固態轉變的過程。通過凝固模擬可以分析金屬液在鑄型中的凝固順序，并可對凝固過程中出現的缺陷進行預測。
目前，數值模擬技術已經廣泛的應用于鑄造工藝設計。鐵型覆砂鑄造工藝相比一般砂型鑄造工藝其傳熱過程相對復雜，包括“鑄件-覆砂層-鐵型-大氣”之間的傳熱，在通過試驗及生產實踐驗證后，該工藝的模擬分析也相對成熟、可靠。
3 球鐵件的補縮方法
鐵型覆砂鑄造工藝的兩大特點是：①鑄型剛性好；②調節鑄型內各個部位的覆砂層厚度，可以在一定程度上改善各部位的冷卻速度。所以，在工藝設計時要充分利用其優勢。
展開 離心鑄造工藝講解
文章來源：鑄造工藝網
