半固態鑄造
關注創建者：寒寒boy 創建時間：2018-01-11
半固態鑄造的實例教程
3 新一代的材料成形加工技術
制造技術可分為加工制造和成形制造（以液態鑄造成形、固態塑性成形及連接成形等為代表）技術，其中成形制造不僅賦予零件以形狀，而且決定了零件的組織結構與性能。
3.1 精確成形加工技術
近年來出現了很多新的精確成形加工制造技術。在汽車工業中Cosworth鑄造（采用鋯砂砂芯組合并用電磁泵控制澆鑄）、消失模鑄造及壓力鑄造已成為新一代汽車薄壁、高質量鋁合金缸體鑄件的3種主要精確鑄造成形方法。許多國家預測消失模鑄造將成為“明天的鑄造新技術”。另外，用定向凝固熔模鑄造生產的高溫合金單晶體燃汽輪機葉片也是精確成形鑄造技術在航空航天工業中應用的杰出體現。
在轎車工業中還有很多材料精確成形新工藝，如用精確鍛造成形技術生產凸輪軸等零件、液壓脹形技術、半固態成形及三維擠壓法等。摩擦壓力焊新技術近來也備受人們關注。
以擠壓鑄造（Squeeze Casting）及半固態鑄造（Semi-solid Casting）為代表的精確成形技術由于熔體在壓力下充型、凝固，從而使零件具有好的表面及內部質量。半固態鑄造是一種生產結構復雜、近凈成形、高品質鑄件的材料半固態加工技術。圖5為半固態鑄造鋁合金零件在汽車上的應用。其區別于壓力鑄造和鍛壓的主要特征是：材料處于半固態時在較高壓力（約 200MPa）下充型和凝固。材料在壓力作用下凝固可形成細小的球狀晶粒組織。半固態鑄造技術最早在20世紀70年代由美國麻省理工學院凝固實驗室研究開發，并在20世紀90年代中期因汽車的輕量化得到了快速發展。
3.2 快速及自由成形加工技術
隨著全球化及市場的激烈競爭,加快產品開發速度已成為競爭的重要手段之一。制造業要滿足日益變化的用戶需求,制造技術必須具有較強的靈活性,能夠以小批量甚至單件生產迎合市場。快速原型制造技術(Rapid Prototyping)就是在這樣的社會背景下產生的。
展開 2025年7月16日-18日，第十九屆上海國際壓鑄暨有色鑄造展于在上海新國際博覽中心盛大舉行。
FLOW-3D 中國攜專為金屬鑄造量身打造的最新版 FLOW-3D CAST 2025R1模流分析軟件，亮相本屆展會N2A35展位，與業界同仁一起見證壓鑄及有色鑄造領域的最新發展動態。
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FLOW-3D CAST
本屆展會，FLOW-3D 中國重點展出 FLOW-3D CAST 一站式一體件與半固態模流分析解決方案，助力產品設計高效、精準。
展位現場設置LED大屏和 FLOW-3D CAST 軟件體驗區。通過LED大屏分享公司介紹、產品亮點和先進的鑄造仿真應用案例，直觀展現 FLOW-3D CAST 在一體化與半固態壓鑄中的應用優勢；展位軟件體驗區直觀呈現最新版用戶界面與先進功能。FLOW-3D 工程師與國內外同仁開展深度交流，面對面解答技術難題。
FLOW-3D CAST 為各種金屬鑄造工藝提供了完整的流場和熱力學場全方位解決方案，特別在一體化壓鑄與半固態成型方面展現出卓越優勢。FLOW-3D CAST 提供詳細的鑄件填充及凝固和模具熱平衡信息，并追蹤工藝過程中各種缺陷，如縮孔、縮松、表面夾渣、卷氣、困氣、沖砂、冷隔、澆不足、機械性能、熱應力和變形等，也可以分析砂型及金屬型溫度分布和其他特殊功能。
壓鑄模塊集成常規壓鑄、半固態壓鑄、擠壓鑄造與應力變形分析，構建全面靈活的解決方案，助力全球制造業實現更高質量與更高效率的工藝升級。
精彩瞬間
展開 [p=28, null, left]EKKcapcast軟件是目前市場上唯一使用六面體有限元網格技術的鑄造模擬分析軟件。其特點是計算模擬精確、高效，計算速度快及使用方便。其模擬結果最接近實際鑄件。EKK在美國及日本擁有廣泛的用戶并擁有很高的聲譽。在日本市場，擁有豐田，本田，尼桑，日立，五十菱，馬自達和雅馬哈等主要客戶。
?主要功能模塊
1.EKKLaunch Pad – 軟件功能模塊管理
2.KENT –智能有限元網格自動生成
3.MESHID& CAPOST – 前、后處理
4.CAPFD –流場計算
5.CAP –熱、凝固計算
6.PORO – 縮孔、縮松、氣孔（鑄鐵、有色合金）
7.CAPST –應力、變形計算
?應用范圍
1.高壓鑄造 (包括真空及壓射沖頭模擬)
2.低壓鑄造
3.半固態鑄造、觸變成型
4.金屬模重力鑄造（包括傾轉澆注）
5.擠壓鑄造
6.砂型鑄造（包括粘土砂、樹脂砂等）
7.離心鑄造
8.消失模鑄造
9.熔模鑄造
10.其他特殊功能定制
應用案例：
寶馬汽車鎂合金儀表板高壓鑄造案例 -該圖顯示開模時鑄件溫度的模擬結果
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展開 半連續立式鑄造是鑄造鋁合金大規格扁錠和大直徑范圍的圓錠（棒）的主要鑄造方式，半連續（見圖1）就是應用材料流變學原理將合金熔體通過結晶器、引錠頭鑄造成一定尺寸的扁錠、圓錠或空心鑄錠，為熱軋或鍛壓或擠壓生產提供坯料的專用生產設備。
1.半連續液壓鑄造機現狀
由于高質量液壓元件、低摩擦液壓缸的問世，以及自動化控制水平的提高，為現代化高質量液壓半連續鑄造機提供了技術保障。現代化鋁合金鑄錠半連續鑄造機具有鑄造平臺運行平穩、鑄造速度范圍大且精度高、負荷能力大、設備結構簡單、維護方便、機械磨損小，以及使用壽命長等優點，特別適用于大噸位、高質量的鑄錠生產。液壓傳動鑄造機按照引錠頭由液壓缸內部導向和外部導向分為外導式和內導式。液壓內導式半連續鑄造機的升降執行元件為帶扭矩限制器的內導柱塞缸，其升降過程中的防旋轉導向及缸桿運行中的垂直度均由液壓缸內部結構實現，導向精度高，鑄錠在全長范圍內的彎曲可以控制在4mm以內。我國于1991年6月開始實施的標準YS/T8—1991《鋁錠液壓式半連續鑄造機》對該類鑄造機的性能有具體的要求。
二十幾多來，國內外制造商的先進鑄造機新產品不斷涌現。國外的先進鑄造機制造商有：美國Wagstaff公司和Almex公司、加拿大Loma公司、法國NovelisPAE公司、荷蘭Thermcon公司、挪威Hycast公司和德國Loi公司等。國內的鑄造機制造商主要是仿制國外的液壓系統，也有極少數自己消化吸收改進的。
近幾年來，鋁加工生產規模不斷擴大，對鋁合金鑄錠的需求日益增多，國內新建了一大批先進液壓鑄造機，其液壓系統因鑄造機廠商設計理念不同而各有千秋。隨著國家對特種合金產品需求，需要滿足高鑄造工藝要求的鑄造機，如何逐步消化吸收進口鑄造機液壓系統，擺脫進口依賴，對逐步完善鋁加工的裝備，具有很重要的意義。
展開 在市場需求下，半固態壓鑄成形技術的推出滿足了汽車制造商對零部件高質輕量的要求。
有關資料顯示，半固態壓鑄成形技術是指，鋁合金在由液態向固態凝固的過程中，溫度降至液相線和固相線之間（固液兩相區）時，通過施加一定外界影響方式，使鋁合金的顯微組織呈為一種液相包圍球狀固相的組織，在此溫度區間內，鋁合金既可以像固體一樣具有一定固定形狀，也可以在受到輕微的外力擠壓后輕易流動，并利用鋁合金在這種狀態下進行壓鑄成形的工藝。
據了解，半固態壓鑄成形技術始創于上世紀70年代美國，目前在歐美日韓等發達國家和地區，半固態壓鑄成形件已在汽車領域得到批量化應用。該技術由徐州戴卡斯町公司引入我國，目前這項半固態技術已達到國際先進及國內領先水平。
以獨特技術優勢突破鑄造“瓶頸”
由于半固態壓鑄成形技術打破了傳統的枝晶凝固模式，在成分及組織均勻性，提高成形零件的綜合力學性能及降低成形內部缺陷等方面具有獨特的優勢。半固態壓鑄溫度比常規壓鑄低，凝固收縮小從而鑄造疏松少（或無），充型平穩從而氣孔缺陷和氧化物夾雜少（或無），可以進行T6熱處理和后續的焊接，可有效改善傳統鑄造方法存在的鑄造質量問題。
半固態壓鑄成形技術較低的成形溫度使得模具熱沖擊小，可延長模具壽命。相對鍛造等熱變形成形工藝，半固態成形變形抗力小，從而可一次大變形量加工成形形狀復雜且精密度及性能要求較高的零部件，克服傳統鍛造方中成本高、不能成形復雜件的缺點，具有凈成形、高質量、高性能、低能耗、低成本等諸多獨特的優點，被國內外研究學者譽為21世紀最具前途的金屬加工技術之一。
具體來說，半固態壓鑄成形技術和其它成形工藝相比，其優勢主要有體現在以下幾方面：
首先，半固態壓鑄成形可以有效控制鑄件內部氣孔缺陷含量。
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半固態鑄造的最新內容
壓鑄模塊集成常規壓鑄、半固態壓鑄、擠壓鑄造與應力變形分析，構建全面靈活的解決方案，助力全球制造業實現更高質量與更高效率的工藝升級。
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精彩瞬間
船用汽輪機后汽缸下半鑄件的
鑄造工藝設計
戴月良
（上海電氣 上重鑄鍛有限公司，上海 200245）
摘 要：船用汽輪機后汽缸下半鑄件結構復雜，質量要求高，有較高的生產難度。采用ProCAST 鑄造模擬軟件計算鑄件模數，根據模數計算設置冒口；模擬澆注過程，確保充型過程快速平穩；對鑄件凝固過程模擬優化，實現順序凝固，保證了鑄件致密度。
關鍵詞：汽輪機汽缸；工藝優化
本文以4000t大型智能半固態擠壓鑄造機為研究對象，其主機結構為 VV 型結構，結構簡單、造價低，主要由開合模系統、壓射系統、頂出系統等組成。其中壓射系統用于將半固態漿料壓入型腔，所以，擠壓鑄造機壓射系統性能的優劣對擠鑄件的質量至關重要，擠壓壓射系統采用全閉環實時控制，可大大提高整機的穩定性和可靠性。
半固態鑄造
當一種半固態材料被注入模具型腔后，他的速度取決于它自身及之前注入型腔中的材料的剪切速率。如果剪切速率很大，那么已凝固枝晶就被破壞，流動性就會增加，ProCAST開發了專業模型來解決這類問題。
射砂制芯
射砂制芯模塊是ESI GROUP 與Asland，CTI,CTIF,IMFT,Infun，Laempa，Teksid和Weir鑄造廠聯合開發。
、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、離心鑄造等。
、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、離心鑄造等。
在當前全球能源危機和環保壓力下，各國節能降耗政策日益嚴苛，輕量化作為有效節能降耗的途徑成為汽車行業關注的熱點。特別是在新能源汽車的迅猛發展浪潮下，受動力電池重量、動力電池續航里程的限制，車身輕量化成為新能源車企首先考慮的問題。在眾多車身輕量化材料中，從美觀耐用、輕量節能、成本較低等綜合方面看，鋁合金無疑是汽車工業化和輕量化的首選材料。
研制高性能汽車用鋁合金零部件對提高我國汽車工業的國際競爭力具有舉足輕重的作用
以營運的角度來形容半固態流變鑄造造技術是:”“近乎鑄造的成本，生產鍛造的質量。”
隨后由美國自動國際有限公司中國區經理張鋼就中頻直流對焊機應用于輕量化車輪高強鋼的焊接為主題進行演講，其詳細介紹了美國自動國際制造優秀的焊機和成型設備,需要專門的技巧和經驗,而非抄襲。其新的焊接技術，如1000赫茲下的閃光和預閃光加不閃光對焊，新的激光裝配焊系統，以減少焊接時間，節約能源，節省材料和降低廢品率。
隨著輕量化浪潮興起，鋁合金因其優勢廣泛應用于航空航天、國防軍工、交通和各民用工程中，并日益擴大在各領域的應用。半連續立式鑄造是鑄造鋁合金大規格扁錠和大直徑范圍的圓錠（棒）的主要鑄造方式，半連續（見圖1）就是應用材料流變學原理將合金熔體通過結晶器、引錠頭鑄造成一定尺寸的扁錠、圓錠或空心鑄錠，為熱軋或鍛壓或擠壓生產提供坯料的專用生產設備。
1.半連續液壓鑄造機現狀
由于高質量液壓元件、低摩擦液壓缸的問世
