铸造技术篇1
英文名称:Foundry Technology
主管单位:西安市科学技术协会
主办单位:中国铸造协会;西安铸造学会
出版周期:月刊
出版地址:陕西省西安市
语
种:中文
开
本:大16开
国际刊号:1000-8365
国内刊号:61-1134/TG
邮发代号:52-64
发行范围:国内外统一发行
创刊时间:1979
期刊收录:
CA 化学文摘(美)(2009)
核心期刊:
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊荣誉:
Caj-cd规范获奖期刊
联系方式
铸造技术篇2
本刊介绍:
《铸造技术》创刊于1979年,是中国铸造协会会刊,中文核心期刊,中国科技核心期刊,国内外公开发行。《铸造技术》是一本集中报导我国铸造领域先进科研成果、实用工艺技术、生产管理经验以及铸造行业发展动态的综合性科技期刊。覆盖铸铁、铸钢和有色合金铸造等整个铸造工业领域。《铸造技术》是西安市科学技术协会主管,中国铸造协会主办的期刊。国际刊号:ISSN: 1000-8365,国内统一刊号:CN:61-1134/TG。杂志内容主要由铸造材料研究和铸造成型工艺两大板块组成。前者主要设置:材料开发、材料改性、材料保护、材料失效分析等4各栏目;后者主要设置:今日铸造、工艺技术、生产技术、经验交流、行业动态(信息)等栏目。此外,为了扩大铸造工作者的视野,了解和借鉴与之相关专业的技术研究成果和发展动态,改版后的《铸造技术》杂志还开设了实用成型技术、设备改造及铸件加工等栏目。
为了进一步办好《铸造技术》杂志,更好地为科研、生产及广大读者服务,促进我国铸造行业的科技交流与技术进步,热诚欢迎广大从事铸造科研、生产和管理的工作者踊跃投稿。现将有关投稿事宜重申如下:
1. 本刊主要刊登铸造材料、铸造工艺、铸造管理、铸造市场与信息方面的试验研究论文和技术报告;具有较大推广应用价值的工艺技术改进、设备改造、检测方法等的经验介绍;内容充实、结合国情的技术评述和讨论等。理论联系实际,普及与提高并重。
2. 来稿务求论点明确,重点突出,论据可靠,数字准确,条理清楚,文字简炼,结论明确,引用资料请给出参考文献。文稿内容有关保密问题,请作者自行负责。试验研究、技术报告及综述类论文限6000字以内,正文前附200字左右的中、英文摘要和2~5个关键词。其它文稿限3000字以内,并附英文文题。
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铸造技术篇3
关键词:铸造工艺; 特点; 趋势
中***分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
一、特种铸造概述
铸造是一种液态金属成型的方法。在各种铸造方法中,用得最普遍的是砂型铸造。这是因为砂型铸造对铸件形状、尺寸、重量、合金种类、生产批量等几乎没有限制。为适应这些要求,铸造工作者发明了许多新的铸造方法,这些方法统称为特种铸造方法,即特种铸造。常用的特种铸造方法有熔模精密铸造、石膏型精密铸造、陶瓷型精密铸造、消失模铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造、差压铸造、真空吸铸、挤压铸造、离心铸造、连续铸造、半连续铸造、壳型铸造、石墨型铸造、电渣熔铸等。常用的特种铸造工艺包括:熔模铸造、金属模铸造、 消失模铸造‘压力铸造等。
二、特种铸造方法及特点
1、 熔模铸造
熔模精密铸造是在古代失蜡铸造基础上发展起来的。具体的做法是:用易熔材料制成与零件相同的模型,在模型上涂挂由耐火材料(石英、刚玉等)及高强度黏结剂(硅酸乙酯或水玻璃)组成的涂料,或者用石膏浇注形成一定厚度的型壳, 然后加热熔失模型,模壳经高温焙烧后再浇注获得铸件的过程。熔模铸造方法最大的优点是铸件有着很高的尺寸精度(CT4~6)和表面光洁度(Ra1.6~3.2 μm),只是在零件上要求较高的部位留少许加工余量即可,所以可减少机械加工工作;甚至某些铸件只留打磨、抛光余量,不必机械加工即可使用。由此可见,采用熔模铸造可大量节省机床设备和加工工时, 大幅度节约金属材料。熔模铸造的另一个优点是, 它可以铸造各种合金的复杂的铸件,特别可以铸造高温合金铸件,如:喷气式发动机的叶片,其流线型外廓与冷却用内腔,用机械加工工艺几乎无法形成。用熔模铸造工艺不仅可以做到批量生产,保证了铸件的一致性,而且避免了机械加工后残留刀纹的应力集中。
2、金属模铸造
金属型可重复使用,故又称永久性铸造。与砂型铸造相比,金属型铸造有以下优点:实现了“一型多铸”(几十次至几万次),节约了大量的造型材料、工时和占地面积,提高了生产率,改善了劳动条件;金属型冷却快,逐渐结晶组织细密,力学性能和致密度高,例如铜、铝合金铸件的抗拉强度比砂型铸造提高20%以上[3];铸件精度可达IT14~IT12,表面粗糙度Ra12.5~6.3μm,加工余量为0.8~1.6mm,可实现少、无切削加工。缺点是金属型制造成本高、周期长,不适于小批量生产,不宜铸造形状复杂、大型薄壁件,铸铁件易产生白口组织。此外,必须采用机械化、自动化装置进行生产,才能改善劳动条件。
3、消失模铸造
消失模铸造是把涂有耐火材料涂层的泡沫塑料模样放入砂箱,模样四周用干砂充填紧实,浇铸时高温金属液使其热解“消失”,并占据泡沫塑料模所推出的空间而最终获得铸件的铸造工艺。消失模铸造的工艺过程比传统的粘土砂铸造工艺简单得多。它的特点是:铸件精度高,消失模铸造是一种近无余量、精确成形的新工艺,该工艺无需取模、无分型面、无砂芯,因而铸件没有飞边、毛刺和拔模斜度,并减少了由于型芯组合而造成的尺寸误差;设计灵活,为铸件结构设计提供了充分的自由度。原先分为几个零件装配而成的结构, 可以通过由几个泡沫塑料模片粘合后铸造而成。原先需要加工形成的孔、洞可以不用砂芯而直接铸造出来,大大节约了机械加工和制芯成本;清洁生产,型砂中无化学粘结剂,低温下泡沫塑料对环境完全无害,浇铸时它排放的有机物很少,而且排放时间短、地点集中,便于集中收集处理。降低投资和生产成本,砂回收系统大大简化,模具寿命长,比传统模具损耗小,生产模样和铸件可以实现自动化,彻底改变了传统铸造的“苦”“脏”“累”的形象。
4、压力铸造
压力铸造是在高压的作用下, 将金属溶液以较高的速度压入高精度的型腔内, 力求在压力下快速凝固,以获得优质铸件的高效率铸造方法。在有色金属的各种精密铸造工艺中,压力铸造所占的比例最大。压力铸造的尺寸精度可达IT13~IT11,表面粗糙度Ra3.2~0.8μm,可实现少、无切削加工。因大多数压铸件不需切削加工即可直接进行装配,所以省工、省料,成本低。压力铸造的生产率比其它铸造方法都高,并易于实现半自动化、自动化。铸件强度和表面硬度高,组织细密,其抗拉强度比砂型铸件提高约25%~40%。缺点是压铸设备和压铸型费用高,压铸型制造周期长,只适用于大批量生产。
三、铸造技术的选择
1、单件小批量生产时, 尺寸精度和表面质量要求不高时,首先考虑砂型铸造,毕竟砂型铸造较其它铸造方法成本低、生产工艺简单、生产周期短。所以象汽车的发动机气缸体、气缸盖、曲轴等铸件采用砂型铸造。
2、 对于质量小或者尺寸小、薄壁复杂的铸件,选择其他方法难以达到时可以考虑熔模铸造。其铸件质量可为几十克到几十千克,其最小壁厚可达0.3mm,最小直径可达0.5mm。因此,熔模铸造很适合生产质量小的铸件。熔模铸造主要用于生产汽轮机、涡轮发动机的叶片或叶轮,切削刀具,以及飞机、汽车、拖拉机、风动工具和机床上的小型零件。
3、 压铸可直接铸出各种孔眼、螺纹、齿形、花纹和***案等,也可压铸镶嵌件。压铸目前主要用于大批量生产铝、镁、锌、铜等有色金属的中小型铸件,在汽车、拖拉机、电器仪表、航空、航海、精密仪器、医疗器械日用五金及国防工业等部门获得广泛应用。
4、 对于结构非常复杂, 原来用砂型铸造需要很多砂芯的铸件,采用消失模铸造。消失模不存在与分型和起模有关的铸件结构工艺性问题。消失模对铸造结构的适应性非常强,套同类、缸体、螺旋桨、水泵叶轮、壳体等结构特别复杂、芯子特别多的铸件,其经济效益非常显著。
5、 批量大,结构简单、尺寸精度和表面质量高的铸件,特别是有色金属铸件可考虑金属型铸造。此法生产率高。
四、特种铸造技术的发展趋势
1、 继续向自动化和清洁化的方向发展。保护环境的呼声越来越高,保护环境刻不容缓,对于铸造过程中出现的污染物,应在实现自动化、大型化的同时,有效降低污染是一个长期的目标。
2、信息技术在铸造生产中将得到广泛应用。由计算机、网络技术、传感技术、人工智能等所构成的信息技术近年来在铸造生产中得到更为广泛的应用,这正在改变着铸造生产的面貌。
3、快速原型技术在铸造生产中的应用将起着很重要的作用。它除了可应用于制造新产品试制用的模样及熔模铸造的蜡模外, 还可用于直接造出酚醛树脂壳型、壳芯,它们可直接用来装配成砂型。用这种方法极大地提高生产率,适合各种复杂、单件小批量生产。
结束语
特种铸造技术大批量生产精度高、表面质量好的铸件时发挥着越来越重要的作用; 为了适应现代制造技术的发展, 铸造技术必然会在业内和业外受到巨大的挑战而不断地创新,向着自动化、大型化、清洁化和快速化的方向发展。
参考文献
[1] 张敏华.快速铸造和快速精密铸造技术的研究与发展[J].热加工工艺,2009,38(3):36-39.
铸造技术篇4
Abstract: The high efficiency, green development pattern is advocated by Steelmaker in China, and remanufacturing of continuous casting key equipment is the key to the development of steel industry. The author analyses and researches the structural design problem in the continuous casting technology and surface treatment technology, and summarizes the stability analysis of varieties of surface coatings, and budgets actual wear resistance and service life for surface layer of continuous casting of steel. A great deal of practical experience proved that it was important to improve the lifespan and scrap period of the continuous casting equipment for obtaining good economic and social benefits.
关键词: 连铸设备;再制造;表面技术;热解析
Key words: continuous casting equipment;remanufacturing;surface technology;thermal analysis
中***分类号:TF777 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)13-0053-02
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作者简介:吕健(1980-),男,山西原平人,冶金工程师,主要从事连铸机工艺和机械设计及现场工作。
0 引言
我国的钢铁产业正在飞快的发展着,连铸产业的生产是这当中非常重要的一个环节,其生产模式也应该想办法寻求最大的经济效益,在降低环境污染与原材料的消耗的基础上采用一种更加现代化的生产和管理手段来改变钢铁企业的现状,那么,对于连铸设备再造的巨大投资,钢铁企业要给予播出,因为只有铸造设备的性能优良才能够保证生产的稳定以及产品质量的优越,所以对于各种与连铸相关的核心设备都应该实现其使用的高效与性能的长寿。
1 我国连铸设备存在的问题
目前我国的连铸设备环境都不十分好,钢铁生产企业要加大对设备维修的费用,以实现连铸生产运营的顺利实施。另一方面,我国连铸生产运营的主要成本就是连铸设备的维护资金,钢铁制造企业应该运用先进的管理和设计方法,尤其是再制造工程体系的先进表面技术的运用,这些对于连铸设备的再制造的生命周期和设备的技术创新都有很重要的实际意义,不仅可以降低钢铁企业的成本投入,从而降低了能源的消耗,还能够降低连铸生产中造成的环境污染,连铸设备的再造技术可以节能剪裁,并把固体垃圾进行处理,降低了污染,还实现了废物再利用,无不为企业创造了更大的价值。与此同时,钢铁企业一定要注重效率的提高,可以通过减少设备维修费用和停机的时间,由此可见,现代钢铁企业的发展方向正是再制造系统工程应该具有的功能方向,连铸设备已经越来越为现代化的钢铁技术发挥其必要的功能。所以,我国钢铁企业一定要意识到连铸设备再制造的重要意义,并且学会运用连铸生产的现代化的管理和运营模式,使我国钢铁企业的生产更好的运行。下面本文就介绍连铸设备再制造的核心技术:连铸结晶器铜板和连铸辊的维护。
2 连铸结晶器铜板再制造
2.1 连铸结晶器铜板的失效情况分析 连铸结晶器的工作环境具有如下特点:坯壳与铜板间的持续大摩擦力、高温氧化、钢液的化学与电化学腐蚀、各种渣氛的化学与电化学腐蚀、钢水静压力、钢水热量的传导。概括的讲连铸结晶器的工况是高温、高腐蚀、高磨损、高热通量的“四高”恶劣环境。在这样的工况条件下,结晶器铜板会产生下面几种失效形式,铜板表面磨损、铜板表面划伤、铜板表面腐蚀、铜板表面热裂纹、铜板扇形变形。
2.2 连铸结晶器的结构设计 在连铸结晶器的再制造过程中,并非应用最好的表面涂层就能够提高产品寿命。铜板变形、热裂纹、铜板异常磨损等问题并不能依靠单一的涂镀层优化解决。因此,在继续推进结晶器铜板涂镀层材料开发和改善的同时,必须综合考虑结晶器的整体优化。运用有限元解析技术对结晶器铜板结构和服役条件进行分析和研究,从而对结晶器进行各种优化设计,包括结晶器的冷却结构、结晶器的锥度、连铸生产工艺参数、结晶器铜板涂层的形式规格等,不仅可以解决结晶器铜板在使用过程中产生的各类问题,也优化了生产工艺。并且,对连铸工况和铜板结构进行了信息收集并做热解析分析,分析发现铜板的钢液面处温度过高,高出正常温度40℃。提出修改铜板水槽结构以降低铜板温度的方案,并采用解析技术进行详细设计和预验证,最终经过冷却结构优化设计的结晶器钢液面处温度降低,裂纹和剥落现象消失,结晶器寿命提高了很多。
但是,铜板的角部也会伴随着出现一些问题,比如由于周围环境温度过高引起铜板角部的密封圈烧焦停机。久而久之就会缩短其使用的寿命,给连铸设备再制造带来更大的损失,针对这样的问题,我们可以先对铜板背板角部安放冷却水槽,然后再重新设计连铸结晶器的具体结构,想办法实现铸胚在结晶期内的换冷,这样不仅能够达到铜板角部密封件的冷却,还可以防止铸胚的角部产生裂痕,有效的防止了密封件因烧焦而下线,这样的技术创新可以使结晶器的寿命提高很多倍。
3 连铸辊再制造技术
3.1 连铸辊的失效 连铸辊之所以在钢铁生产中经常发生失效现象,主要是因为其工作时间过长,造成机体过热,严重就形成了腐蚀和损坏,另外,连铸辊不断的和其内部的高温铸胚接触,由于工作过程中会出现机械受热不均,在整个辊子上长时间出现冷热循环的攻击,并且连铸辊还同时受到静压力和板坯鼓肚力的交变机械应力的作用,在此作用下连铸辊难免不会发生高温氧化,与此同时连铸辊上部的喷水部分还会由于生产原料电离出的氢离子和氟离子生成的氢氟酸造成腐蚀,再加之工作过程中的机械力很大,铸胚表面的铁皮也会产生很大的磨损情况。
3.2 处理连铸辊表面的技术 连铸辊再制造技术中的表面处理技术的核心莫过于堆焊技术的灵活运用,钢铁企业在生产过程中一定要能够灵活、高效的运用堆焊技术,将其的优越性能发挥到最大,给钢铁制造企业带来更大的经济效益,如何让堆焊技术的低稀释率运用得更好是目前我国连铸辊堆焊技术的最重要的研究内容。下面介绍一些连铸辊的堆焊工艺,主要有明弧焊、丝极埋弧焊和带极埋弧焊,其中明弧焊堆焊前不需要加热连铸辊,堆焊使所需的热量也比较小,这样就不用再额外的做退火处理了,所以堆焊技术使连铸辊形变量小,从另一方面分析,堆焊层又有含氮元素的材料,使得其有很好的抗磨损和抗腐蚀的能力,但是明弧焊焊丝具有的缺陷就是成本较高,这对于我国的中小型钢铁企业连铸设备再制造的生产带来的较大的困难,我国也应该对这方面加大投入,加强扶持,促进经济的持续和钢铁企业的发展。如果用埋弧焊焊丝替代明弧焊焊丝技术也可以在一定程度上解决成本过高的问题,此法已经在我国广泛地应用于实际生产中,不仅成本降低很多,产品的生产质量也不会受到影响。
3.3 连铸辊的结构设计 要想提高连铸辊的整体使用寿命就应该在制造的过程中优化其结构设计,运用良好的表面处理技术和适宜的辊体结构可以达到更好的效果,这里要强调的是连铸辊中心的冷却孔要是设计呈扇形就不会有很好的冷却效果,这里推荐采用近外壁冷却辊技术,就是把新制辊芯需要堆焊修复的连铸辊辊芯表面安装冷却水螺旋槽,最后套上辊套,实现这种新型的连铸辊的结构设计可以提高产品的生产质量和器械的使用寿命,还大幅度提高了连铸机的作业率。
4 结语
综上所述,我国的连铸设备再制造技术虽然仍然存在着一些问题,但是我国的钢铁企业正在逐步的完善其技术,并进行技术创新,其中的再制造工程尤其需要注重设备的使用寿命,以及节能、降耗和循环利用功能。事实上,任何一种技术的创新都属于再制造技术的发展基础,经过我国多年的实践经验表明,钢铁企业可以运用现代化的管理水平和连铸设备再制造系统工程的运用,提高产品的生产质量和连铸设备的附加值,尽在大限度的提高企业的经济效益和社会效益,连铸设备的再制造技术可以实现钢铁发展企业向着绿色、高效的方向健康的发展下去。
参考文献:
[1]蔡开科.连铸结晶器[M].北京:冶金工业出版社,2008,(12).
铸造技术篇5
关键词:汽车;覆盖件;冲压;汽车工业
中***分类号:X734.2 文献标识码:A
汽车覆盖件冲压理论和技术的发展将带来汽车工业的发展和相关领域的发展。
1 汽车锻造模具技术
1.1 概述
锻造模具的主要技术发展方向是提高模具设计水平,采用新型模具材料,使用高效高精度加工手段,以期在模具高寿命的状态下实现锻件高精度。
1.2 未来市场需求及产品
锻造技术在汽车工业中应用最为广泛,在铁路、航空、航天、船舶等工业领域的应用也在逐渐增加。预计未来国内汽车工业和其他行业仍将保持持续快速发展的态势,锻造工业也将随之持续发展,与此相伴,锻造模具的需求将会逐渐增加。
1.3 关键技术
1.3.1 锻造模具CAD/CAM/CAE 一体化技术及信息化技术
(1)现状。CAD/CAM技术已广泛应用,CAD/CAM/CAE 一体化技术应用还较少,锻造模具信息化技术鲜有使用。(2)挑战。CAD/CAM/CAE软件大部分来自国外,价格昂贵,使用不便。成形过程数值模拟技术尚需突破。(3)目标。普遍采用CAD/CAM/CAE一体化技术,精确化数值模拟替代传统工艺调试,开发出具有自主知识产权的锻造模具CAD/CAM/CAE软件,促进集成PDM、ERP、 MIS系统与Internet平台的锻造模具信息化网络技术广泛使用。
1.3.2 锻造模具延寿、快修及再制造技术
(1)现状。模具寿命较低,平均寿命热锻模6000件,温锻模4000件,冷锻模10000件,锻造模具快速修复及再制造技术刚刚起步。(2)挑战。国内模具材料技术水平还不高,热处理和表面处理技术重视程度不够,缺乏针对不同工艺条件下的模具技术细致研究。(3)目标。锻造模具普遍采用真空热处理技术,按需要采用氮化、CVC、PVC等表面处理技术。热锻模采用高强高韧性耐热合金,依据变形材料、工艺、变形条件不同使用专门剂,模具寿命2万件;温锻模使用专用温锻模具材料,专用温锻剂,寿命1万件。冷锻模采用硬质合金甚至高韧性工业陶瓷制造,使用无公害绿色剂,寿命10万件。推广锻模快修及再制造技术,使模具材料消耗大幅度减少。
1.3.3 高速、高效、高精度锻模加工技术
(1)现状。数控电火花加工和少量转速在12000r/min以上的高速加工中心。(2)挑战。锻件精度的提高要求锻造模具尺寸精度高,表面质量好,硬度高。(3)目标。开发出主轴转速100000r/min专用模具高速加工中心,锻模工作部分尺寸精度 IT4级,表面粗糙度Ra0.1,可加工硬度60HRC以上。
1.3.4 精密多功能数控有动力锻造模架技术
(1)现状。导柱导套式模架为主,导锁式模架开始使用,没有采用自动卡紧装置。(2)挑战。传统模架功能单一,导向精度差,模架无动力,无液压系统,无控制系统。(3)目标。带自动的导轨式模架,导向精确。普遍采用液压自动夹紧装置,自带伺服电机驱动系统,有***控制系统,可以实现按时序顶料、飞边托举等功能。
1.3.5 精密化与复合化的辅助工序锻造模具技术
(1)现状。辊锻模、楔横轧模使用不多,辊锻工艺多为制坯辊锻,辊锻模寿命2万件左右。冲孔、切边模和热校正模分工序、分设备进行,工件经历变形——校正过程。冷精压模主要为平面精压,以矫正工件变形为主。(2)挑战。传统自由锻制坯形式效率低,能耗大,制坯精度低。冲孔、切边模热校正模分工序分设备进行使生产流程长,操作人员多,锻件质量低。平面冷精压不能提高锻件精度。(3)目标。辊锻模、楔横轧模在轴类件制坯工序中广泛使用,辊锻工艺向预成形辊锻发展,辊锻模寿命10万件。冲孔、切边、热校正等工序在一台设备上以复合模的方式完成,工件无变形。冷精压模采用体积精压,提高锻件精度1-2级。
2 汽车铸造模具技术
2.1 概述
铸造模具技术的提高,将对提高铸件质量,发展新型铸件,提高近净加工水平有重要意义。铸造模具技术的进步,将为汽车、电力、船舶、轨道交通、航空航天等国家支柱性产业提供更多精密、复杂、高质量的铸件,促进我国制造业整体水平的提升。
2.2 未来市场需求及产品
随着汽车、摩托车、航空航天等工业的高速发展,铸造模具每年以超过25%以上的速度快速增长,铸造模具技术有了很大的进步,但是以轿车铝合金发动机缸体为代表的大型、复杂压铸模具主要依靠进口。当前,正值我国汽车、摩托车工业进入高速增长期,产量连续多年大幅度增长,可以预测未来10-20年,我国铸造模具的生产仍将获得主要来自汽车工业的强劲推力而高速增长。在节能减排的背景下,黑色金属重力铸造模具增量将放缓,而铝镁合金压铸模具、低压铸造模具和挤压铸造模具将大幅度增长。
2.3 关键技术
在未来10 - 20年时间内,铸造模具技术发展需要解决关键技术主要有:
2.3.1 CAD/CAM/CAE/CAPP 一体化技术
(1)现状。计算机辅助设计(CAD)和辅助制造(CAM)已经开始普遍应用于铸造模具行业,但是铸造过程的辅助分析( CAE)和辅助工艺过程设计(CAPP)才刚刚起步。(2)挑战。建立合理有效的铸造过程分析模型、边界条件及参数,是铸造模具热平衡、铸造过程充型和凝固模拟技术的关键;同时,把铸造模具从订单开始,有效地通过网络化来组织生产和销售,是模具企业信息化面临的一个挑战。(3)目标。通过CAD/CAM/CAE/CAPP 一体化技术在铸造模具中的应用,大大提高铸造模具的质量、缩短制造周期。
2.3.2 高速精密数值化加工和检测技术
(1)现状。数控铣和三坐标检测技术已经广泛应用于模具加工,但高速加工刚刚起步。(2)挑战。亟须解决高速加工设备的成本、稳定性问题以及与之配套的编程和刀具问题。(3)目标。铸造模具加工精度和光洁度大大提高,加工效率提高3倍以上。
2.3.3 快速制模、快速成形以及逆向工程技术
(1)现状。快速制模、快速成形以及逆向工程技术还未在铸造模具行业广泛应用。(2)挑战。开发出低成本、高效、稳定的快速成型设备及其成型工艺是其推广关键。(3)目标。大大提高铸件和铸造模具的开发速度和开发质量。
2.3.4 高寿命模具技术
(1)现状。与国外模具相比, 国产铸造模具寿命普遍较低。(2)挑战。开发出高性能的模具新材料和有效的模具热处理、模具表面处理技术,是提高模具寿命的关键;同时,在模具制造和使用过程中考虑到铸造模具的热平衡,也有利于提高铸造模具寿命。(3)目标。使我国铸造模具的寿命与发达国家相当。
参考文献
[1]. 汽车覆盖件模具设计基础[M].北京: 机械工业出版社.2012.
铸造技术篇6
1、楚国青铜器发展的背景
楚地原本是三苗的故乡,在西周初期,楚国文化逐渐与土著融合。在两周的时候,楚国迅速发展,经历了长时间的发展,楚国人成了汉江地区的主人。大约在春秋时期,楚国的文化开始逐渐呈现出自己的特征。东周是我国历史上一个动荡的年代,此时的楚国率先举起了标新立异的艺术旗帜,在青铜器上创造了出具有鲜明地域特色的风格样式,到春秋晚期的时候,楚国的青铜艺术迈进了一个全新的境界。这时,楚国的铸造技术中出现在了一种新的技术,由1979年河南淅川下寺楚墓出土的遗物证明,这技术与楚国青铜器艺术风格的形成大有联系。它一扫西周以来的模仿中原的平庸作风,在历史的变革中显示了楚国人自己的特征。 下寺楚墓出土的铜器无论从技术和艺术风格,都可以作为共康时代的代表作。铜禁尤其引人注意,它既瑰丽又典重,装饰玲珑剔透而且全局井然有序。铜禁,以及淅川下寺楚墓所出土的其它的一些青铜器如升鼎、铜盏饰件、倗、矛等,都是用失蜡法,或称为熔模精密造法铸造的,它们是已知中国最早的,并经过科学发掘的一批失蜡法铸件。
2、楚国青铜铸造工艺的发展
在已经出土的楚国青铜器中,淅川下寺楚墓出土的青铜器群最具有代表性,这些青铜器具很好的反映了楚国青铜文化鼎盛时期的精湛铸造技术与精良装饰工艺。
2.1 铸接与焊接技术的普遍使用
淅川下寺楚墓出头的青铜器除了少数简单的器形采用浑铸法之外,大部分青铜器都是采用分铸法分别铸造器身与耳、足以及其他的附件。按照分铸法的先后顺序,可以分成先铸造附件、后铸造器身的先铸法和先铸造器身、后铸造附件的后铸法,以及器身、耳、足、附件同时进行铸造的并铸法三种。由于分铸法的盛行,青铜器的各个部位之间的连接普遍采用了铸接和焊接技术。
2.2 技术方法的革新—失蜡法
在淅川下寺青铜器群中,像铜禁、铜盏附件、升鼎附兽等普遍都被认为都是由失蜡法铸造而成的。这些铸件的器形结构都比较复杂,尤其是铜禁的镂空附饰异常繁复精致,它的上下共有22 只镂空透雕兽,四面还有很多层的透雕云纹,工艺水平的高超让人难以置信。在曾侯乙墓的尊盘出土之后,人们认为战国早期就可能有发达的失蜡法铸造工艺了。下寺楚墓的铜器面世,人们又把失蜡法产生的年代向前推至春秋中晚期了。春秋中晚期之时,楚国就有了如此精巧繁丽的作品,可见楚国当时青铜铸造业极为发达。失蜡法的运用,使平面装饰增加了三维的视觉内容,它给新奇清秀的器型平添了从未有过的辉煌色彩。
3、楚国青铜铸造技术高度发展的原因
中国青铜器在发展过程中,有两大高峰。第一高峰是在商朝晚期到西周早期,另一高峰是在春秋中期到战国早期。这一时期的楚国,博采众长,铸造出众多无与伦比的青铜器精品。可以毫不夸张地说,春秋战国时期,楚国的青铜铸造技术,是高峰中的高峰。
3.1社会需要的剧增
一个时代的变革,最根本决定力仍然是生产力发展所引起的经济基础的变革,这是马克思主义唯物史观中最重要的观点。经济基础决定上层建筑的真理也充分表现在春秋中期以来的各个诸侯国的社会变革中。春秋中期以来,楚国由于土地制度改革及带来的经济基础的改革,导致社会财富重新分配,以士为代表的社会阶层大量崛起,庶人工商阶层也开始突破身份束缚而可以向上层流动,这导致社会对代表财富和地位的青铜礼器需要大增;同时由于宗法制度的衰落,楚国的各级贵族甚至平民也超越礼制限制,总是不断地提高对青铜器数量和精美程度的追求,在这种社会大量需求的动力下,如何使青铜器的生产大规模化和批量化成为铸造技术上的迫切问题。也正是在这种社会需要和刺激下,导致能够使青铜器物生产大批量化、流水线化的焊接技术和分模技术产生。同时,青铜纹饰的模印技术的广泛运用,也大大促进了青铜器装饰工艺的生产效率。
3.2审美意识的巨变
楚国社会的变化导致社会意识、审美意识的巨变。而审美观念的改变,也促使青铜铸造工艺上的变革以适应审美变化。商和西周的青铜器与春秋中期之后的青铜器,两者的风格即使从很直观的角度看,也有很明显的差异。有学者认为,春秋中期以来青铜器形制的改换也很显著,以往那种森严凝重的气象,逐渐代以清新秀丽的风格。春秋中期之后的楚国青铜器也是如此。例如,对于用失蜡法铸造的青铜器,给人印象最深的无不是那些精致细密、透空繁复的形态,如淅川下寺楚墓出土的铜禁,曾侯乙墓出土的青铜尊盘(尊放在盘中,构成一套)等。楚人对青铜器精致繁丽的追求应是楚国发明失蜡法铸造技术的强大动力。
楚人浪漫主义的审美情趣是楚国青铜器表面金属工艺的发达的强大动因。作为浪漫主义思潮发源地的楚国,对美和丰富多彩生活的追求也自然表现在青铜器的表面装饰工艺上,也成为青铜器表面金属工艺发达的巨大推动力。淅川下寺贵族楚墓和曾侯乙墓出土的大部分青铜器,除了铸造技术超群外,表面金属工艺也达到很高水准。楚国工匠们特别注意各种不同金属色泽的相互对比和映衬,先后探索并运用各种装饰手法,如错金银镶嵌工艺、铸镶红铜工艺、鎏金工艺、线刻工艺等,这些工艺一改商周以来青铜器表面装饰的单调风格,使青铜器增添了多姿多彩的生活气息和生动活泼的气韵,使青铜器物更加精美。
4、***治变革对青铜铸造艺术风格的影响
一个艺术风格的出现往往包含着诸多因素,它的演进过程很复杂,所以楚国青铜艺术的新风格是春秋时期社会变革的结果。
***治的变革对东周时期的艺术发展影响是巨大的。当然历史变革的机遇不仅仅施恩于楚国,东周列国都沐浴在时代的春风里,但楚国的青铜艺术特别引人瞩目,而且新的失蜡法工艺,只是在楚国腹地流行,这使得 楚国的铜器铸件,或者说是中国青铜艺术第二个高峰的形成是以失蜡法为前提,这是不言而喻的。没有失蜡法的造法,楚国的青铜艺术很难达到我们现在见到的样式。
春秋晚期至战国初期,楚国的青铜艺术吸收了三个方面的资料,一是越人的铸造经验,一是土著艺术的样式,一是殷人的审美趣味,但是,古今中外艺术史上的许多信息告诉我们,不用民族处在不同的历史时期,因其艺术意志的不同,其他区域文化或文化遗产的领悟、感受、运用,会有很大的差别。可见,一个艺术风格的产生,主要是创造者的艺术意志在起作用。
楚国历史发展的特点决定了楚人对其他文化的包容态度以及创造自己文化的恢弘气魄,富丽繁密的装饰风格是楚国青铜艺术的突出特征,但这并不是全部,淅川下寺所出土的王子午鼎,主要是以精巧结构表现典雅秀丽的审美趣味。艺术钟摆的一个回归,历史了近四个世纪,到了公元前228年前后,楚幽王的这些用器,不论就铸造工艺,还是艺术样式而言,都是楚国青铜艺术乃至中国青铜时代谢幕的标志(作者单位:武汉纺织大学艺术与设计学院)
参考文献:
[1]郭德维.谈谈我国青铜铸造技术在楚地的发展与突破 [J].中原文物,1990,(01).
[2]张正明.楚文化史.上海人民出版社1987年
[3]张正明、皮道坚.楚美术***集.湖北美术出版社 1996.12 导言
铸造技术篇7
【关键词】焊接技术;铸造支架;义齿
doi:10.3969/j.issn.1006-1959.2010.09.310文章编号:1006-1959(2010)-09-2553-01
随着口腔材料学、口腔修复生物力学的深入研究和发展,口腔材料的日新月异,工艺技术的日趋成熟。在口腔临床修复中,钴铬合金、钛合金、纯钛铸造支架在口腔中的应用越来越得到广大修复医师的好评及青睐。尤其在可摘义齿的修复中得到广泛的应用。有学者[1-2]归纳总结可摘义齿修复后损坏的原因很多,但当患者的个别余留牙因各种原因缺损而要求医师进行修理时,医师有时往往感觉困难不愿修理,甚至以各种不同的原因而建议患者重做修复体。我科对患者在用的钴铬合金、钛合金支架基托的修理采用传统的焊接方法进行处理,取得较好效果。
1.资料和方法
1.1临床资料:收集2000年至2008年在我科进行过钴铬合金、钛合金托义齿修复的因余留牙缺失,而旧义齿各项指标、使用效果尚好的病例6例,外院就诊的病例10例;其中男性9例,女性7例,年龄30~72岁。所有患者均是经过戴用钴铬合金、钛合金托义齿后时间从1~5年不等,由于个别天然余留牙的缺牙而要求修理,其中钴铬合金托13例、钛合金托3例。前牙缺牙5例,后牙缺牙11例。
1.2材料:钴铬合金、钛合金戴用旧义齿16例,日本产GT-3000S电子焊***,白合金片,焊接包埋材料,各种金刚砂模头及打磨电机,藻酸盐印模材料。
1.3方法:
1.3.1首先将旧义次检查并清洗干净,将金属基托缺牙部位的部分打磨出粗糙度,戴入口腔检查旧义齿缺牙丧失的部位,义齿就位后选择印模材料取模。用普通白石膏或耐火材料灌注模型。
1.3.2待模型干后即可进行焊接,选择白合金片将其修剪为1.5-2.0mm的一条带状,根据缺牙部位的需要折叠成“口”字形,大小与缺牙部位的金属边缘贴合,加入焊酶及焊金进行焊接。焊接完成后检查有无假焊。在不影响其余人工牙的情况下可用清扫水进行清扫或直接进行打磨清理干净备用(***1~2)。
1.3.3将焊接好的旧义齿戴入口腔后再次取模,灌注普通白石膏或硬石膏形成模型,干后通过自凝塑料或加蜡排牙的方法进行热处理完成(***3~4)。
***1包埋焊接***2清理完
2.结果
在上述16例金属支架经过传统的焊接的修理后,经过一年的随访观察,焊接修理成功15件,1件修复体在5个月时焊接处脱落裂而失败,修复成功率93.75%。
***3取模完成***4加牙完成
3.讨论
采用传统焊接的方法修理钴铬合金、钛合金托义齿因个别的余留牙缺牙,在临床工作中其修理成功率较高,而纯钛义齿因其材料的特殊性需要较特殊的设备和材料才能进行修理[3],用传统焊接的方法修理钴铬合金、钛合金托义齿主要优、缺点表现在以下几个方面:
3.1从节约能源和材料的角度来看,一部分患者因个别余留牙的缺失,在患者义齿各项指标均好的情况下,通过上述方法及时给以修理,可以延长患者的使用期限,这有利于节约能源和材料,同时避免患者在短时间内重做修复体,可以减轻患者的经济负担。这符合可持续性发展战略的要求。
3.2从时间上看,医师能够及是给予患者进行检查和处理,避免往返于义齿加工厂需等待较长的修理时间,这对于一些医师因工作在偏远地区、交通不便利的情况下,采用此法修理可以节约大量的时间。
3.3在临床上有的医师提出在一些个别的松动牙舌、腭侧预留金属网的义齿制作方法,当这一松动牙在短期内脱落后,直接进行加牙处理,笔者经过试验加上去的人工牙塑料部分容易从边缘处断裂,尤其是深覆 的患者,究其原因在牙弓的轴线上无支撑人工牙的结构,所以建议医师从金属网部分加焊处理以形成缺失牙处的固定装置,以能够固定人工牙及抵抗咀嚼压力。
3.4通过本方法,还可以配合在剩余的健康的余留牙上增加不锈钢丝卡环,以加强义齿的固位和稳定作用。
3.5在修理时应注意的问题,针对上述一例焊接断裂失败的病例进行分析,主要原因焊接面打磨不够粗糙,另外用一层白合金片的强度不足,建议采用二层合金片先进行焊接,再焊接至金属支架上,可避免折断。
3.6在修理焊接中,可能会碰到紧邻缺失牙有人工牙的病例,在焊接时会导致这部分人工牙的损伤,在修理时应认真检查和分析判断,事前与患者认真商榷,增加一定的费用,并加以解决。
参考文献
[1]李南德,王慧福,胡截珍.可摘义齿损坏原因分析.现代口腔医学杂志,1989,3(3):160~161.
铸造技术篇8
随着近年来工业技术的发展电磁场在金属铸造业中得到了广泛的应用。电磁铸造技术因具有高密性、可控性、响应性、清洁性及能量利用率高等特点使得它在金属铸造中有着广泛的前景。本文主要对电磁场在金属铸造中的应用展开论述从而促使进一步发挥它在金属铸造业的的作用,最终达到能量的最大化利用。
关键词:
电磁场;电磁搅拌技术;金属铸造
电磁场在金属铸造的得到应用的主要原因是金属是电的良好导体并且它能在金属在磁场和电流的综合作用下金属内部产生了电磁力。在产生电磁力的情况下进行人为干预,利用电磁力对融化金属进行传输和非接触下搅拌及形状控制从而达到金属铸造的预期效果。电磁技术在金属铸造中的应用将会对金属铸造业产生积极的促进作用
1电磁搅拌技术及其应用
(1)电磁场的搅拌技术。电磁搅拌技术的原理是:当金属在熔化炉中呈液体状态时,液体中产生感应电流,人们利用不同形式的磁场发生装置通过对电流和磁场的作用产生的电磁力进行控制。通过电磁力对连铸过程中的钢水的流动性、传热和凝固过程的控制,使钢水的流动性、传热和凝固过程按照人们预想的状态进行,从而使钢的清洁度得到提高,铸造毛坯的等轴晶区偏析得到降低,中心疏松的症状得到较少,以及在铸造过程中容易造成的缺陷均得到了有效的解决,实现了铸造出的毛坯达到了优质、高等级的目地。(2)电磁搅拌技术的应用及使用现况。人们通过电磁对液态金属的水平、竖直向上、竖直向下的不同方向进行搅拌,对不同的电磁搅拌下的铸造毛坯的清洁程度检测试验。试验通过三维有限元磁流体数值模拟对不同方向电磁搅拌后的铸造毛坯进行检测的方法,发现竖直向上的电磁搅拌方式可以减少钢液的深度有利于钢液中杂物的上浮,改善了铸造毛坯的质量。通过试验发现,电磁搅拌对减少等轴晶区偏析,去除有害杂质,净化钢水等方面有着非常显著的优点。但如果电磁搅拌器的安装位置不正确导致搅拌强度过大时就会时这些优点大打折扣。经过多年的生产实践论证,弯月面波动是连铸毛坯缺陷的主要因素,而电磁搅拌器的安装位置不正确是造成弯月面的主要原因。钢液在电磁搅拌的离心力作用下,在液体表面形成漩涡使型壁附近的金属向上凸起、中心位置的金属面出现凹陷,从而弯月面的稳定性遭到破坏,阻碍了剂的流入,降低了效果。而因为中心位置金属面的凹陷使保护渣被卷入钢液中造成铸件毛坯夹杂缺陷。月弯面的不稳定性使结晶面的控制产生了不良的影响,在这方的研究还不透彻,还有待于进一步的研究和证实。
2电磁制动技术及应用
(1)电磁制动技术。电磁制动技术的原理:电磁制动技术的关键要素是洛仑磁力。当液态金属流速方向的垂直方向上产生恒稳磁场时,液态金属流经恒稳磁场与磁感应强度方向重合处,根据欧姆定律,在液态金属中产生感生电流,而感生电流与恒稳磁场的交互作用又在液态金属中产生与流速方向相反的洛仑磁力。人们经过对洛仑磁力的控制从而实现对液态金属的流速控制。(2)电磁搅拌技术的应用。电磁控制技术是稳定在结晶器内金属液体流动的有效手段,尤其在薄板坯连铸的行业受到用户重视。电磁制动技术使金属液体在注流时避免发生铸造毛坯初期因坯壳被钢水重熔等现象的发生,使结晶器窄边的冲刷强度减少,从而使铸造毛坯横裂的凝固缺陷得以减少。
3电磁屏蔽技术及其应用
(1)电磁屏蔽技术。电磁屏蔽技术的原理:钢液在搅拌器的离心力作用下,在液体表面形成漩涡使型壁附近的金属向上凸起、中心位置的金属面出现凹陷,从而弯月面的稳定性遭到破坏,而在搅拌器线圈的上部安装具有吸收搅拌器上部漩涡的强磁材料,可以消弱弯月面附近的磁场强度,保证了弯月面的稳定性。(2)电磁屏蔽技术的应用。电磁屏蔽技术是降低弯月面附近磁场强度的有效手段,它可以大幅度增加搅拌强度,使表面裂纹和皮下夹杂得到减少,提高铸造毛坯质量。
4电磁薄带连铸技术及应用
(1)电磁薄带连铸技术的原理。当铸造方向向外接通直流电源时,在辊子间设置耐火材料并外加恒定的磁场,直流电源磁场之间产生平行于辊子轴的电磁力,封住堰与辊间的钢水。(2)电磁薄带连铸技术的应用。侧封是薄带连铸的关键技术,薄带连铸密封不好的情况下,钢水会进入棍子和挡块之间形成尖锐的突出物。当薄带从间隙拉出时,大的突出物就有可能将带边撕裂;而利用电磁技术实现无接触侧封的方法不仅能封住钢水,而且随着铸造方向向外接通的电流的增加,熔潭的深度也相应的增加。电磁薄带连铸技术与原本单一的电磁侧封相比,电磁薄带连铸技术的效率得到了提高,同时辊子与堰的钢水自由面的稳定性也得到了提高。
5电磁在金属铸造中的作用
电磁在金属铸造中起到了如下的作用:(1)使铸件表面非常光滑,不需要铸造后的产品进行去皮加工同时没有了常规铸模生产所造成的缺陷保证了产品质量;(2)使铸件内部组织均匀,晶粒细小;(3)冷却时不需要使用油,保证了冷却水的重复利用,工人的工作条件得到了改善;(4)铸造成品的速度同比得到了增加,同时也提高生产率;(5)可铸造复杂形状的铸件。
6总结
在铸造过程中从表面开始凝固到完全凝固,液态金属的流动性在其中起着至关重要的作用。电磁技术的核心技术就是用电磁力控制液态金属的凝固过程中的流动性,用来改善铸造毛坯的机构、质量及性能的过程。在常规金属铸造时会存在组织不均匀、偏析、铸造应力和裂纹等缺陷,但在铸造时加入电磁场就会较好的消除铸坯的铸造应力及偏析等缺陷提高了铸坯的质量。电磁场的应用在整个金属铸造的工艺上具有重要的意义。
参考文献:
[1]高建华.电磁场在金属铸造中的应用[J].***有色金属,2011(34):118-119.
[2]郭景杰,张铁***,苏彦庆等.电磁技术在铸造中的研究与应用[J].特种铸造及有色合金,2012(03):37-39.
铸造技术篇9
沈阳铸造研究所于1997年转制为科技企业,作为我国唯一的部级铸造技术专业研究所,在***的十八大提出的实施创新驱动发展战略就是要推动以科技创新为核心的全面创新思想的指引下,坚持自主创新能力建设,充分发挥知识产权的创新竞争工具的作用,有效地运用知识产权参与市场竞争,强力支撑创新驱动发展,企业取得了良好的经济和社会效益。
1 提升自主创新能力,着力打造知识产权优势企业
实施创新驱动发展战略,最根本的是要增强自主创新能力,只有拥有强大的科技创新能力,才能提高企业的市场竞争力。在以科技创新促企业发展,以知识产权为企业保驾护航的企业知识产权方针引领下,沈阳铸造研究所先后承担了“国家自然科学基金”、“国际合作”、“国家科技重大专项”及“***工配套”等大量国家重点科技攻关、***工配套等方面的重要科研项目,先后取得了600多项科研成果,其中获得部级科学技术奖励18项,省部级科学技术奖励100余项,为我国铸造行业工艺水平的提高、装备水平的升级和技术进步提供了技术支撑。
截止至2017年3月底,沈阳铸造研究所共拥有有效授权专利59项,其中发明专利52项,仅近三年获得的授权专利就达19项,2016年获得的专利授权比上年同期增加了17%。如***1所示。
根据2016年辽宁省知识产权局对全省122家科研院所拥有的有效专利数量的统计,省内科研院所拥有的有效发明专利平均仅为22.4件,沈阳铸造研究所拥有的专利数量在全省科研单位名列前茅,是平均值的2.6倍。
在以实施知识产权战略为出发点,提升自主创新能力的进程中,沈阳铸造研究所近年来获省部级以上科技进步奖励23项,其中“大型水轮机关键件双精炼铸造技术及产品”和“优质铝、镁合金铸件变压反重力铸造成套技术”分别获得2007年和2009年国家科技进步二等奖。这些成果的取得,提高了本所的技术创新能力、成果转化能力、制造能力以及未来对市场的开拓能力。
值得一提的是沈阳铸造研究所不仅获得授权专利数量连年提高,专利质量更是获得了社会的广泛认可与好评,沈阳铸造研究所的发明专利曾先后六次荣获“中国专利优秀奖”。见表1。
"中国专利奖"是我国唯一的专门对授予专利权的发明创造给予奖励的***府部门奖,得到联合国世界知识产权组织(WIPO)的认可,在国际上有一定的影响。其评奖标准不仅强调项目的专利技术水平和创新高度,也注重其在市场转化过程中的运用情况,同时还对其保护状况和管理情况提出很高的要求。
能够六次获得这一殊榮,充分证明了沈阳铸造研究所的科技创新实力,也是对我所多年来致力于开发国家和国防重点工程中亟需的先进铸造技术能力的一种强有力的注解。
多年来,沈阳铸造研究所利用自主开发的先进铸造工艺技术,为我国***工新型武器系统的开发、航天装备的配套及国内外大型水电站的建设,提供了大量的优质铸件和产品,其中大型、复杂及高强度铝合金和钛合金优质铸件在我国航空、航天等领域的市场占有率达30%,特种铸钢铸件在水电行业占有率达25%,创造了良好的经济和社会效益(***2)。
在辽宁省知识产权局对知识产权优势企业的评审中,沈阳铸造研究所凭借技术创新和知识产权工作取得的优异成绩,在强手如林的企业中脱颖而出,实至名归地当选2016年度辽宁省知识产权优势企业!
2 强化知识产权管理,激励科技人员的创新活力
建立健全科技体制和运行机制是促进科技发展和加强科技创新的必要条件和重要保障。沈阳铸造研究所以科技为本,依靠科技发展,紧紧围绕“创新”这一科研工作的第一要务,不断建立并完善科研管理制度,制定了知识产权管理制度及激励***策,加强对有形资产和无形资产的管理,强化技术成果转化运作规则,增强知识产权保护意识和管控能力。
强化知识产权管理工作,能够保证企业研发投入的安全。本所策划申报国家重点项目前或实施中要求项目负责人写出项目领域立项知识产权分析报告,通过对项目研究内容有关的知识产权布局情况、重点专利、技术趋势情况和主要申请人等情况进行分析,了解国内外相关的论文、专利,阐述创新性和侵权风险,并提出应对策略,分析对本课题的影响。
采用多种检索方式或者工具对拟研究的关键技术或创新点的国内文献和专利进行检索,同时,在项目进行过程中,课题组将采取有效措施,避免在科研进行过程中发生侵权行为,造成“无效”研发,浪费人力、物力和财力,保证了研发的科研成果与申请的专利具有前瞻性和先进性,最终实现课题自主研发和自主知识产权。
为了保护发明专利的创新性和新颖性不被破坏,在对全所科技前的审查中,将是否影响今后的专利申报与授权作为一项重要的验证指标,保护了科技创新成果,增强了企业的核心竞争力。
在强化知识产权管理的基础上,沈阳铸造研究所不断加大对科技人员表彰的力度,激励科技人员的创新积极性和创造性,对获得科技成果、专利授权的科研人员给予一次性8000元奖励。对获得专利奖的科技人员一次性奖励3-7万元。这些对科技人员的激励举措,极大的鼓舞了广大科技人员的创新热情与创新活力,促进了科技创新的快速发展,保障了本所在国内、国际竞争中的坚实基础和有力地位,为国家装备制造业的发展与进步做出了巨大的贡献。
3 实施知识产权战略,铸就企业核心竞争力
知识产权战略已成为沈阳铸造研究所发展战略的核心,是企业实现突破与跨跃的利器,“十二五”期间,沈阳铸造研究所通过自主创新、技术积累,围绕国家在航空、航天、汽车、电力及国防***工建设等重大领域的装备国产化,高端装备系列化升级,先后攻克了百余项核心技术难题。
先后开发出航空、航天轻合金关键部件;汽车及新能源汽车轻量化铝、镁合金铸件;先进航空发动机和重型燃氣轮机高温合金铸件;新型核电项目用大型铸钢件;大型水力发电用高品质特种钢铸件等多种高端装备铸件。如授权专利“铸造铝合金熔炼方法”,是一种短流程、绿色、经济、技术先进的铸造铝合金熔炼技术,有效地把铝合金精炼、变质、细化三个相互***的过程变为相互促进和互补的过程,成功地开发出铝合金的精炼、变质、细化三位一体的短流程、一步熔体处理技术。改变了传统的精炼、变质、细化分步处理工艺,解决了由于合金处理时间长、处理温度高、合金氧化、吸气严重,变质、细化衰退等原因,导致的合金力学性能普遍难以达到较高水平的问题,以及浪费能源、污染环境、增加合金烧损等问题。本专利发明了一种SR-1复合精炼变质细化剂,使得精炼、变质、细化可以在同一工艺参数下一步有效进行并相互促进,同时克服了变质、细化衰退问题,合金力学性能显著提高。
利用这项专利技术,我所建立了7000平米的高强韧国家大型铝合金铸造生产基地,已进行铝硅、铝铜、铝镁、铝锌等四大系列十余种牌号铸造铝合金的熔炼及铸件的生产。开发了航天、航空、兵器、高铁等领域市场,产品用于导弹、飞船、直升机、战车等三十余项重点项目,以及民用领域的机器人、医疗设备、高压输变电设备、高速列车等重大装备。此外,产品还远销到中东及美国波音公司(***3,***4)。
为了解决我国高端装备对高品质大型铸锻件的需求和技术瓶颈问题,沈阳铸造研究所牵头承担了“大型电渣熔铸设备”和“电渣熔铸大型铸锻件工艺技术研究”二项高档数控机床与基础制造装备科技重大专项,成功研发了电渣熔铸大型变曲面异形件制造成套技术,将电渣纯净化冶金、电渣焊接和模锻精密成形有机结合,发明了一种新的大型铸锻件制造方法,替代了传统砂型铸造工艺,解决了纯净化冶金和异形件精密成形等关键技术难点,具有内部组织致密(接近锻件),表面质量好、尺寸精度高,无废砂等固废排放,是一种优质、高效的绿色制造技术。
目前,研究成果已取得了10项授权发明专利、1项技术秘密,取得2项国际领先、1项国际先进成果,制定1项行业标准,形成了具有自主知识产权的成套技术。项目成果已在3类典型材料(水轮机不锈钢、高强钢、高硼钢)、5种典型铸件(水轮机铸件、阀体、曲轴、连杆、环形件)、以及专用电渣设备等领域实现了应用,通过进一步推广应用,将满足我国水电、风电、核电、矿山机械、武器装备等领域对优质铸件的迫切需求,为我国装备制造行业提供一些共性技术(***5,***6)。
项目主导产品水轮机铸件已在天生桥、向家坝、三峡等国内40余个电站、约160台机组获得到应用,并且出口到法国、美国、巴西、日本、印度、加拿大等国家的20余个电站的约60台机组。近三年新增销售额3.9亿元,近十年累计约12亿元。铸就了企业的核心竞争力。
沈阳铸造研究所在实施知识产权战略进程中,通过对自有专利和成果的转化,采用国内、国际先进的生产技术,为我国***工新型武器系统的开发;大飞机、神舟飞船、嫦娥探月等航空航天装备配套及三峡、溪洛渡等大型电站的建设,提供了大量的优质铸件和产品。这些骄人业绩的取得,受益于企业创新驱动发展的战略部署,得力于知识产权战略的全面实施。
“十三五”期间,沈阳铸造研究所将进一步加强创新方法的理论学习和实际应用,深入实施知识产权战略,丰富原始专利技术成果,引领铸造行业发展进步,打破国外技术壁垒,助力国家重大领域高端装备的快速发展,通过自主创新能力的提升,铸就企业的核心竞争力。
参考文献
[1]冯晓青.企业知识产权战略、市场竞争优势与自主创新能力培养研究.中国***法大学学报[J]. 2012.03.10.
铸造技术篇10
关键词:高真空压铸;汽车轻量化;真空度
中***分类号:TG249 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2017)07-0052-01
1 高真空压铸工艺概述
压铸工业史上,真空压铸的首次尝试出现在1872年,由于条件不成熟,实际应用效果不大,没有几年就停止了。1932年,L.Fromer归纳了两种基本方案,一个是直接从模具排气道抽气,另一种是将模具直接置于真空箱内部,但最终都因真空系统难于实现而放弃。50年代,真空压铸出现复苏迹象。各国竞相研发,取得一些技术的突破,但是因一些技术难题以及高昂的成本又步入低潮。
高真空压铸是指压铸模型腔内的真空度达到90kPa以上的压铸方法,其实现方法有三种:一是Vacural法,由德国Muller-Weingarten公司和Vaw公司联合研发;二是MFT法,由德国的Alcan-BDW公司推出,还有一种Vacuum Golve Box法,由日本雅马哈公司开发。
Vacural法是通过升液管将压室和熔化炉直接连通,金属铝液通过抽真空的方式被吸入到压室内,当真空度达到预定值时再压射成形。Vacural法缺点是需要专用压铸机,且价格昂贵,加上受专利技术的保护,应用受到限制。
MFT(Minimum Fill Time)法只需要采用普通的压铸机,其工作原理首先抽取压铸模型腔中的空气,使型腔内真空度到90kPa以上,然后利用多浇道以及大面积的内浇口迅速将金属铝液充填型腔。
Vacuum Golve Box法是将整个模具放置在一个密封罩里面,并设置几个抽气回路来抽取密封罩内模具中的空气,确保压铸模型腔中的高真空度。
2 高真空压铸技术的应用
近年来,中国汽车工业迅速崛起,据统计2014年国内汽车产量达到2389万辆,2015年突破2450万辆。由于压铸产业与汽车工业的高度关联,再加上电梯梯级、摩托车、五金、建筑、电子通信等行业对压铸件的需求不断增加,使得国内压铸产业也获得了蓬勃发展。但从全球经济发展趋势看,全球资源的日趋紧张和全球气候变暖对汽车行业提出了更高的要求,低碳环保的理念更加深入人心,因此汽车的节能减排是实现汽车工业可持续发展的重要目标。
汽车轻量化是汽车实现节能减排的重要方法之一,目前以铝代钢的轻量化技术是汽车发展的一个重要方向。从2010年的统计数据看,全世界汽车工业的用铝量占总的铝消费量的30%以上,居于首位,就中国而言,汽车工业用铝量占比达到28%,仅次于建筑行业用铝量。而压铸作为铝合金的主要成形方法之一,如何充分发挥压铸的技术、效率及成本优势,特别是利用压铸方法生产高性能、高质量的铝合金压铸件是工业发达国家竞相研发和推广应用的技术领域之一。
3 高真空压铸技术的优势
虽然压铸技术具有效率、性能、成本的综合优势,但压铸成形过程中由于金属液高速喷射填充型腔,型腔中的气体来不及排出,不可避免会卷入到金属液中,并以气孔的形式残留到铸件中,所以普通压铸件的性能不是特别高,铸件也不能通过固溶热处理进一步强化其性能,从而在重要和复杂受力部件如汽车、摩托车保安零部件上的应用受到限制。
长期以来,人们为降低压铸件内部气孔缺陷,提升压铸件内部质量,提高压铸件力学性能,研发了许多新的特殊褐方法,如层流充填法或超低速压铸法、充氧压铸法、真空压铸法等。上述方法都力争减少高速金属液在充填过程中的包裹气体现象,从而达到提高铸件内部质量的目的。由于层流充填法存在生产效率低,对铸件结构有特定要求;充氧压铸法操作工序复杂,工艺参数不易控制等缺点,所以实际生产中这两种方法应用甚少。真空压铸法则是先将型腔中的气体抽出,然后金属液在真空状态下充填型腔,因而卷入的气体少,铸件的内部质量好。真空压铸法不仅继承了普通压铸方法的优点,且大大改善了普通压铸工艺的气孔缺陷。而采用高真空压铸技术生产的铸件可以进行焊接,热处理加工,例如由高真空压铸技术制造的汽车重要受力件:底盘悬挂梁、三角臂、转向臂等。所以真空压铸法自出现以来,表现出强大的生命力,成为提升压铸件质量和性能的首选工艺,得到压铸企业越来越多的重视和应用。
4 结语
基于高真空压铸技术的工艺特点和优势,德、美、日等国对高真空压铸技术进行了大量的研发,并获得了产业化应用。而由于技术、观念以及管理等方面的原因,国内对高真空压铸技术领域的研发及应用明显落后于工业化国家,己成为制约国内压铸企业产品质量提升和汽车轻量化发展的共性技术瓶颈。因此国内压铸企业迫切需要进行高真空压铸技术的开发,大力提高铸件质量,缩短国内外的技术和产品质量差距。
参考文献