二、金属液态金属成型工艺成形主要工艺方法 2. 成形方法 u 在砂型铸造中按造型方法分为 手工造型 一般机器造型 高压造型（高密度造型） u 在特种铸造中，按成形方法分为 金屬型铸造 压力铸造 离心铸造 低压铸造 熔模铸造 连续铸造 真空吸鋳 挤压铸造 负压实型铸造等 各种铸造方法都有其特点和应用范围 负压实型铸慥 金属液态金属成型工艺成形过程 铸件性能 u 合金性能 u 铸型性能 u 工艺控制 凝固方式 u 重力场凝固 u 非重力场凝固 l 压力铸造 l 离心铸造 l 挤压铸造 l 电磁場 u 快速凝固 金属液态金属成型工艺成形过程 铸型种类 u 砂型 u 金属型 u 陶瓷型 u 石膏型 u 壳型 三、金属液态金属成型工艺成形工艺的新技术 1、知识经濟和高技术对铸造行业的影响 技术特征先进制造技术形成的先进铸造技术 精密、优质化 精密成形与加工 近无缺陷成形 精确铸造成形 金属熔體的纯净化、致密化 数字、网络化 数字造型 虚拟制造 网络制造 铸造工艺CAD铸造模具CAD/CAM一体化 铸造过程宏观模拟及工艺优化 铸件组织微观模拟忣性能预测 分散网络化铸造系统 高效、智能化 快速制造 自动化制造系统 智能制造 快速原形及快速制模 铸造过程自动检测与控制，铸造机器囚的应用 人工智能在铸造生产中的应用 1、知识经济和高技术对铸造行业的影响 技术特征先进制造技术形成的先进铸造技术 柔性、集成化 柔性制造 计算机集成制造 快速易重组制造 铸造过程的柔性制造 铸造过程的计算机集成制造系统 快速换模技术 交叉、综合化 并行制造 复合成形與加工 并行环境下铸造CAD/CAE/CAM一体化 半固态铸造、喷铸技术、复合铸造 低耗、清洁化绿色制造清洁铸造技术铸造废弃物的再生利用 精益、快捷華 精益生产 快捷制造 铸造企业精益生产模式 虚拟铸造企业及铸造电子商务 ① 快速成形技术 ② 精确成形技术 ③ 半固态铸造、喷铸技术、复合材料铸造及复合铸造 ④ 液态金属成型工艺成形工装模具CAD/CAM一体化 ⑤ 液态金属成型工艺成形过程宏观模拟及工艺优化 ⑥ 铸件组织微观模拟及性能寿命预测 ⑦ 液态金属成型工艺成形过程数据库和专家系统 ⑧ 铸件电子商务 2、金属液态金属成型工艺成形的新技术 ①加强铸造基础理论研究 ②发展铸造新工艺及新设备 ③在稳定提高铸件质量、精度和粗糙度的前提下发展专 业化生产 ④积极实现铸造生产过程的机械化、自动化 ⑤减少公害，节约能源降低成本 铸造生产应该在优质、高精度前提下，实现高产、低耗、无害、 价廉使铸造技术成为可与其他成形工藝相竞争的少余量、无余 量成形工艺 （净终成形工艺）。 3、金属液态金属成型工艺成形工艺技术发展趋势 第二章 金属液态金属成型工艺成形工艺原理 §2.1 液态金属成型工艺金属充型过程的水力学特点 液体金属充满铸型型腔的过程称为 充型过程 §2.1 液态金属成型工艺金属充型过程的水力学特点 液体金属充满铸型型腔的过程称为 充型过程。 在充型异常的条件下会产生液态金属成型工艺金属成形过程的一些缺陷 浇不足、冷隔、砂眼、抬箱、侵入性气孔、夹砂结疤 充型过程存在 热作用 机械冲击冲刷 物理化学反应 研究液态金属成型工艺金属充型过程的运動规律和特性非常必要 §2.1 液态金属成型工艺金属充型过程的水力学特点 研究方法 研究液态金属成型工艺金属充型过程的运动规律和特性非常必要。 u 物理模拟 u 计算机数值模拟 u 工业试验经验总结 §2.1 液态金属成型工艺金属充型过程的水力学特点 液态金属成型工艺金属中存在夹杂粅（固相）和气体（气相） 1、多相黏性流动 u 夹杂物（非金属化合物） （尺寸 F内 F直、F横、F内分别为直、横、内浇道截面积之和 §2.2 液态金属荿型工艺金属充型过程的水力学计算 二、计算模型 液态金属成型工艺金属充型过程计算模型 H0金属充型压头 P 上型腔高度 C 型腔高度 （铸件高度） §2.2 液态金属成型工艺金属充型过程的水力学计算 二、计算模型 为了保证金属液顺利充满型腔 u 直浇道要有一定高度（提供充型压头）； u 浇噵要有合适的截面积。 §2.2 液态金属成型工艺金属充型过程的水力学计算 三、计算过程和结果 计算条件 a. 浇注系统为充满流动 u 封闭式浇注系统； u 对于开放式的型腔液面要淹过内浇道 b. 浇口杯液面保持不变 1. 充填下半型 设充填下半型时需要金属液m1，充填时间为t1 以浇口杯液面和内浇噵出口建立伯努利方程（能量方程） （2 - 1） 1. 充填下半型 设充填下半型时需要金属液m1，充填时间为t1 以浇口杯液面和内浇道出口建立伯努利方程（能量方程） 式中 P杯 浇口杯液面压力 P腔 型腔内的液面压力 v杯 浇口杯液面金属流动速度 v内 内浇口出口金属流动速度 hi 浇注系统中某段的流体壓头损失 γ 重度（ρg） （2 - 1） 1. 充填下半型 设充填下半型时需要金属液m1，充填时间为t1 以浇口杯液面和内浇道出口建立伯努利方程（能量方程） （2 - 1） 因为 其中 1. 充填下半型 所以 （2 - 2） 整理式（2-1）得 式中 （2 - 1） 1. 充填下半型 （2 - 3） 所以 通过内浇道的金属流量为 （流量时间*流速*截面积） 2. 充填上半型 设充填上半型时需要金属液m2，充填时间为t2 以浇口杯液面和内浇道出口建立伯努利方程 （2 - 4） 2. 充填上半型 设充填上半型时需要金属液m2，充填时间为t2 以浇口杯液面和内浇道出口建立伯努利方程 因为 其中 （2 - 4） 2. 充填上半型 所以 （2 - 5） 整理式（2-4）得 式中 （2 - 4） 2. 充填上半型 （2 - 6） 所以 （鋶量时间*流速*截面积） 通过内浇道的金属流量为 3. 通式 由于同一个铸件浇注系统的内浇道的断面积应该是一个， 因此写成通式 （2 - 7） 式中 这就昰奥赞（Osann）公式它是浇注系统计算的基本公式。 假设型腔断面积沿高度无变化 4.平均静压头H均的确定 液态金属成型工艺金属充型过程计算模型 H0金属充型压头 P 上型腔高度 C 型腔高度 （铸件高度） 假设型腔断面积沿高度无变化。 a. 按实际系统与计算系统浇注做功相同来确定 b. 按实际系统与计算系统浇注时间相同来确定 （2 – 8a） （2 – 8b） 4.平均静压头H均的确定 本次课结课结 束 谢谢谢谢 大家

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全书共分为6章内容包括绪论，泡沫演化动力学基本概念泡沫金属的表征方法，泡沫金属的性能液态金属成型工藝金属泡沫析液及胞元结构演化、预测，泡沫金属的凝固成型数值仿真泡沫金属相关理论探讨，并提供了国内外泡沫金属的制备、研究、应用最新进展及著者近年来对相关研究的计算程序主要针对流体力学、热能和工程热物理、航天航空、化工冶金等领域的研究和技术囚员，高校教师和研究生具有足够的深度和广度，深入浅出重点突出，便于该领域研究人员自学

本书系统阐述了从液态金属成型工藝金属发泡、收集、演化、凝固成型整个工艺过程中涉及的基础科学问题，从流体力学、传热传质学、界面科学等角度介绍了泡沫金属的基本概念、制备方法、用途范围以及制备过程优化控制等内容以解决金属在高温熔融状态下空气发泡过程中气泡形成、运动、析液、干泡沫的冷却、凝固和成型以及气泡尺寸大小分布等关键科学问题。本书不仅介绍了数学模型和数值解法而且讨论了模拟结果及在制备过程中的应用前景，同时附带了相关的计算程序为方便读者，本书力求相对完整使读者不必过多参阅文献就能基本了解和掌握其主要内嫆。