科技学术论文竞赛申报书

1、第八届“雄鹰杯”大学生科技学术论文竞赛作品申报书作品名称： 我国消失模铸造技术的应用现状 作品类别： 自然科学类学术论文 作品所属学科： 社会 注：1.作品类别分为自然科学类学术论文、哲学社会科学类社会调查报告和学术论文。2.作品所属学科分为哲学、经济、社会、法律、教育、管理。b1.a2.申报者情况（集体项目）说明：1.必须由申报者本人按要求填写；2.申报者代表必须是作者中学历最高者，其余作者按学历高低排列；3.本表中的签章视为对申报者情况的确认，并由签章部门或个人承担相应连带责任；4.本表中尚无法填写的项目，请填“无”。申报者代表情况姓 名杨 跃性 别男出生年月1991年1月20日院 系材料

2、科学与工程学院专业年级成型11-1班学 历本科学 制4年入学时间2011年9月作品全称我国消失模铸造技术的应用现状毕业论文题目无通讯地址辽宁省阜新市细河区中华路47号邮政编码123000联系电作者情况姓 名性 别年 龄现学历所在院系刘雪斌男21本科材料科学与工程学院王 松男19本科材料科学与工程学院宋林轩男20本科材料科学与工程学院董金娥女19本科材料科学与工程学院 资格认定院系学籍管理意见以上作者是否为2012年7月1日前正式注册在校的全日制非成人教育、非在职的省内高等院校中国籍专科生、本科生.硕士研究生或博士研究生。是 否（院系盖章）年 月 日院系负责人或导师意见

3、本作品是否为课外学术科技或社会实践活动成果 是 否 负责人签名：年 月 日 申报作品情况（自然科学类学术论文）说明：1.必须由申报者本人填写；2.本表中的学校组织协调机构意见视为对申报者所填内容的确认；3.作品分类按作品的学术方向或所涉及的主要学科领域填写，分类错误或分类不清视为无效作品；4.硕士研究生、博士研究生作品不在此列。作品全称我国消失模铸造技术的应用现状作品分类（ e ）a.机械与控制（包括机械、仪器仪表、自动化控制、工程、交通、建筑等） b.信息技术（包括计算机、电信、通讯、电子等） c.数理（包括数学、物理、地球与空间科学等） d.生命科学（包括生物、农学、药学、医学、健康、卫生

4、、食品等） e.能源化工（包括能源、材料、石油、化学、化工、生态、环保等）作品撰写的目的和基本思路 通过对我国消失模铸造技术应用现状的了解，进一步了解我国消失模铸造技术目前的发展情况和未来的发展趋势。本文通过列举消失模铸造技术的六个主要方面来介绍消失模铸造技术的应用现状和发展趋势。作品的科学性、先进性及独特之处 本文的参考数据以及消失模铸造技术的发展和应用情况完全来自近几年的数据统计和调查， 综合了多种消失模铸造技术的发展和应用，其中应用现状的分析和前景展望也有相关的理论依据。作品的实际应用价值和现实意义 本作品综合了多种消失模铸造技术的应用和发展情况，并提供了相关的数据和资料，为消失模铸造技

5、术的了解和研究提供了便利和参考，同时对消失模铸造技术的发展趋势进行了相应的分析。学术.论文文摘 经过多年的发展，消失模铸造技术已成为国家重点推广的铸造技术之一，其中主要包括压力消失模铸造，真空低压消失模铸造和振动消失模铸造等。消失模铸造技术因其良好的经济效益以及优良的铸件性能，在航空航天、交通运输等领域得到广泛的应用，并被国内外铸造界誉为“二十一世纪的新型铸造技术”。本文从消失模铸造技术的6个主要方面介绍目前我国消失模铸造技术的应用现状及发展趋势。作品在何时、何地、何种机构举行的会议或报刊上发表及所获奖励无鉴定结果无请提供对于理解、审查、评价所申报作品具有参考价值的现有技术及技术文献的检索目录

6、 1 ashto n m c, sharman s g, br ookes a j. t he r epli cast cs( cer amic shell) process j . m aterials and de sig n, 1984, 5( 5) : 6970. 2 kohler p g. ev apo rativ e pattern pr ocess a new di mension fo r the foundr y j . modern casting s, 1981, 71( 8) : 3637. 3 沈桂荣, 黄景福, 曹 健, 等. 气化模精铸负压复合铸造工艺研究 j .

7、 特种铸造及有色合金, 2002( 4) :5460. 4 米国发, 王狂飞, 刘翔宇, 等. eps 模陶瓷型精密铸造失模工艺研究 j . 铸造, 2007, 56( 8) : 828831. 5 刘子利, 潘青林. 消失模铸造技术的现状与发展 j . 铸造工程, 2006, 26( 3) : 1315. 6 袁子洲, 张劲松, 陈秀娟. 消失模精密铸造工艺研究 j . 特种铸造及有色合金, 2003( 4) : 4647.7 liu x j，bhavnani s h，overfelt r a simulation of eps foam decomposition in the lost

8、foam casting processj j mater process technol，2007，182( 1 /3) : 333 3428 liu z l，hu j y，wang q d，et al evaluation of the effect of vacuum on mold filling in the magnesium epc processj j mater process technol，2002，120( 1 /3) : 94 1009 thomson j p，xu s，sadayappan m low pressure casting of magnesium al

9、loy az91 and am50j afs transactions，2004，( 112) : 985 99410 littleton harry，miller brian，sheldon david，et al process control for precision lost foam casting-part1j foundry management technology，1996，( 12) : 37 4011 martlatt m，wweiss d j，hryn j n developments in lost foam casting of magnesiumj afs tr

10、ansactions，2003，( 111 ) : 1 053 1 06012 lessiter j m expendable pattern casting: state of the processj modern casting，1994( 1) : 36 38(13) 陶杰. 消失模铸造方法与技术 m . 南京: 江苏科技出版社, 2003. 14特种消失模铸造技术-华中科技大学材料成型及模具技术国家重点实验室15 董选普，樊自田，黄乃瑜，等j镁合金消失模铸造的优势及关键特种铸造及有色合金，2003(4)：303316 马霆，宋延沛，凝固时施加振动对a27合金组织及性能的影响，j热加工

11、工艺1989（4）；18-2117 韩富银，杨巧莲，赵浩峰，j振动对zn-27al-si合金组织性能的影响，太原理工大学学报，2004,35（3）；324-32718 胡在矶，董学武，张照军j金属球铁磨球的振动凝固，铸造技术，1996（5）；39-42申报材料清单（申报论文一篇，相关资料名称及数量） 申报书一份论文一篇学院领导小组意见（签 章） 年 月 日学校领导小组意见（签 章）年 月 日c当前国内外同类课题研究水平概述说明：1.申报者可根据作品类别和情况填写；2. 本栏目为可选项，若填写将有助于评审。d.推荐者情况及对作品的说明说明：1.由推荐者本人填写（至少一名）；2.推荐者必须具有高级

12、专业技术职称，并是与申报作品相同或相关领域的专家学者或专业技术人员（教研组集体推荐亦可）；3.推荐者填写此部分，即视为同意推荐；4.推荐者所在单位签章仅被视为对推荐者身份的确认。推荐者情况姓名 孙凯性别男年龄35职称副教授工作单位辽宁工程技术大学 创新实践学院通讯地址辽宁工程技术大学242#邮政编码123000e-mailsk_2000联系电荐者所在单位意见 （签 章） 年 月 日请对申报情况的真实性作出阐述情况属实对作品的意义、技术水平、适用范围及推广前景作出评价 本文从消失模铸造技术的6个主要方面介绍目前我国消失模铸造技术的应用现状及发展趋势。消失模铸造技术已成为

13、国家重点推广的铸造技术之一，消失模铸造技术因其良好的经济效益以及优良的铸件性能，在航空航天、交通运输等领域得到广泛的应用，并被国内外铸造界誉为“二十一世纪的新型铸造技术”。其它说明e参赛作品打印处我国消失模铸造技术的应用现状 杨跃 王松 刘雪斌 宋林轩 董金娥辽宁工程技术大学材料科学与工程学院，辽宁 阜新 123000摘要：经过多年的发展，消失模铸造技术已成为国家重点推广的铸造技术之一，其中主要包括压力消失模铸造，真空低压消失模铸造和振动消失模铸造等。消失模铸造技术因其良好的经济效益以及优良的铸件性能，在航空航天、交通运输等领域得到广泛的应用，并被国内外铸造界誉为“二十一世纪的新型铸造技术”。

14、本文从消失模铸造技术的6个主要方面介绍目前我国消失模铸造技术的应用现状及发展趋势。关键词：消失模铸造；应用现状；发展趋势application present situation of lost foam casting technologyyang yue,wang song,liu xue-bin,song lin-xuan,dong jin-e(college of material science and engineering,liaoning technical university,fuxin liaoning 123000)abstract:after years of dev

15、elopment,the lost foam casting has become one of the key states to promote the casting technology, which mainly comprises pressure die casting, vacuum low-pressure casting,vibration of casting and so on. casting technology for its good economic benefit and good casting properties has a wide range of

16、 applications in the aerospace, transportation and other fields. and it is awarded as twenty-first century new casting technology by domestic and international casting industry. the article introduces application present situation of our countries lost foam casting technology from the 6 main aspects

17、 of the lost foam casting technology.key words:lost foam casting(lfc);present situation;development trend.1、消失模壳铸造技术消失模-型壳复合铸造是消失模铸造与溶模铸造相结合发展而来的一种新的复合铸造工艺（如图1）。该工艺有诸多优点；（1）:泡沫塑料模样结构设计灵活，尺寸稳定，收缩小，成本低，能够产生中大型复杂紧密铸件。（2）:浇铸前脱去泡沫模样，可避免消失模铸件易出现的皱皮，夹杂等缺陷。（3）:铸件具有溶模铸造精铸件的质量，且克服了溶模铸造不能用于大件及成本高的不足。自20 世纪50 年

18、代消失模铸造技术发明以来，它已取得了相当大的发展，在汽车行业中，如发动机的缸体、缸盖、电机壳体等复杂零件的铸造中已获得了广泛应用。消失模型-壳铸造应用最广泛的金属材料主要集中在铸铁、铸钢等黑色合金上，其相关技术的理论研究和实际应用已经非常成熟，而al、mg 合金的消失模铸造技术发展相对较慢，al 合金消失模铸件受到一些缺陷的困扰，废品率居高不下，应用推广受阻，而mg 合金消失模铸造技术还未能在工业中获得实际应用，仍有许多问题亟待解决。因此，开展al、mg合金消失模铸造技术方面的研究对于扩大消失模铸造技术的应用和推广具有重大的理论价值和实际意义。图1 消失模壳型精密铸造技术方案相比其发达国家，我

19、国消失模-型壳铸造产品的形状和品种基本类似，不过复杂程度和质量水平还相差很大。所生产的铸件从早期的磨球，衬板，管状铸件逐步发展到曲轴，箱体，缸体类零件。在消失模铸造技术的合金种类上，铸铁件的消失模铸造技术在我国已是基本成熟。铸钢件的消失模铸造技术在我国也基本掌握。据统计，2007年中国消失模铸件生产总量达64.8万吨，位居世界第一，2011年我国消失模铸件更是达到了150吨，但是在这些铸件中由特种铸造技术铸造成的铸件占有量却不到一半，特种铸造与传统铸造相比，不论从技术，规模，专用设备，自动化等方面都明显落后。在我国这些技术都明显的落后于国外，而且从国外引进的设备技术还没有发挥其相应效益。近年来

20、我国在消失模-型壳铸造技术方面做了很多的研究，而且清华大学，上海交通大学，华中科技大学等高校率先对消失模-型壳铸造等几个特种铸造技术方面进行了研究，并取得了一批国际水平的研究成果。对促进我国的航天，航空，汽车，军工，电子等方面做了巨大的贡献。而且我们也应该致力于这方面的研究，使消失模-型壳铸造技术真正的成为21世纪的绿色铸造技术。2、消失模悬浮铸造技术 消失模悬浮铸造技术是消失模铸造工艺与悬浮铸造结合起来的一种新型实用铸造技术。该技术工艺过程是金属液浇入铸型后, 泡沫塑料模样气化, 夹杂在冒口模型的悬浮剂( 或将悬浮剂放置在模样某特定位置或将悬浮剂与eps 一起制成泡沫模样) 与金属液发生物化

21、反应从而提高铸件整体( 或部分) 组织性能。该方法发明于前苏联, 发展和成熟于美国和日本。表1 是主要悬浮剂的种类和作用。目前主要应用范围是型内局部合金化、型内孕育与球化、成形金属基复合材料等。型内局部合金化是在铸型内某些有特殊要求的部位设法改变合金的局部成分而不改变其他部位的成分, 如制备抗磨铸件/ 普通铸铁材料复合、a-l cu/ al 合金和zznal11-1/ zznal4-1 等。型内孕育与球化是在型内房子孕育剂和球化剂而使金属液变质和球化, 如生产qt500-5/ ht200-40复合铸铁等。制备金属基复合材料方法( mmc) 目前已能制备很多金属及复合材料, 如a l2o3( p

22、) / al、al2o3( p) /zn、s ic( p) / zn、不锈钢纤维/ al 复合材料。/现在在国内该型技术还没成熟。就是在我国起步最早的铝镁合金特种铸造技术上，该技术也是不成熟。但是该技术作为近无余量、精确成形的新技术，适合生产复杂零件。对我国的航天及军工产业都是有很大的推动作用。而且进入21世纪以来资源对人类来说是一个十分重要的话题，这不仅关系到我们的子孙，也关乎人文明的发展。消失模悬浮铸造作为21世纪的“铸造中的绿色工程”，自然被各国所重视。1 63、半固态消失模铸造半固态消失模铸造技术是消失模铸造技术与半固态技术结合的新铸造技术，由于该工艺的特点在于控制液固相的相对比例，也

23、称转变控制半固态成型技术。相对比普通铸造半固态消失模铸造具有成型温度低、模具寿命长、节约能源、铸件性能好、尺寸精度高等优点。很适用于铝镁合金的铸造成型。 目前半固态消失模铸造技术主要在铝镁合金的铸造上面，很多工厂已经建成投产的全自动生产epc生产线，该生产线很大提高了我国的生产效率。但是对其他领域仍然缺乏很好的生产技术。在汽车生产领域半固态铸造生产用于汽车铝轮毂，提高了强度和伸长率。镁合金压铸进一步发展，并取代重力铸造，其性能提高，成本降低。我国半固态金属加工技术起图二 流程图步较晚，始于20世纪70年代后期。与国外相比，我国在半固态金属成形技术领域的研究还很落后。就目前我国的研究现状来看，该

24、技术发展动向是金属触变成形技术已经基本成熟，而流变成形技术的发展缓慢。因此，今后将有更多的研究人员转向流变成形理论和应用方面的研究。目前，半固态金属成形技术主要应用于铝、镁、铅等低熔点金属的成形，对高熔点黑色金属的应用较少，这是今后研究的方向。目前，国内外学者已经开发出了半固态成形过程数值模拟软件，但是还有不足，需要加强应用计算机技术。虽然半固态消失模铸造可以节省大量时间，提高铸造的生产效率，但是目前zl101铝合金半固态热处理技术还不成熟。国家对其投入大量的财力和物力，相信我国的发展会很快4、振动消失模技术振动消失模技术是在消失模铸造过程中施加一定频率和振幅的振动，使铸件在振动场下凝固，由于

25、在消失模铸造凝固过程中对金属液施加了一定时间的振动，使枝晶破碎，增加液相内结晶核心，使铸件最终凝固组织细化，补缩提高，力学性能改变。另外，利用振动机产生振动使组织细化的目的达到，是一种操作简单，成本低廉，无环境污染的方法。在国外，早在1868年chemov就在用振动方法获得铸件了，在中国，虽然利用的有些晚，但是现在也有一定的发展。洛阳工学院的马霆等早在1989年研究了凝固时施加振动对za27合金的密度、显微组织及机械性能的影响，认可振动对消失模铸造的优点，从而是合金的韧性、塑性大幅提高。韩富银等研究了振动对zn-27al-si合金组织性能的影响。在变质zn-27al-si合金液的凝固过程中给予

26、振动，是生长在初晶硅球表面的条状共晶硅机械碎断而形成为短杆状和蠕点状，从而减少了对基体的割裂，使合金的力学性能明显提高。胡在矶等在研究金属球铁磨球的振动凝固工艺过程中进行试验，实验结果表明振动对金属的硬度得到强化。 单缸缸盖零件的结构特点。13 18 现在在国内对合金振动方面的研究产生了很多专利。综上所述，在国内振动消失模的应用很广泛，不论是机械振动、电磁振动、声波振动还是超声波振动对消失模铸造都有显著的作用。5、真空低压消失模铸造真空低压消失模铸造技术是将负压消失模铸造方法和低压反重力浇注方法复合而发展的一种新铸造技术。真空低压消失模铸造技术是将负压消失模铸造方法和低压反重力浇注方法复合而发

27、展的一种新铸造技术。真空低压消失模铸造技术的特点是：综合了低压铸造与真空消失模铸造的技术优势，在可控的气压下完成充型过程，大大提高了合金的铸造充型能力；与压铸相比，设备投资小、铸件成本低、铸件可热处理强化；而与砂型铸造相比，铸件的精度高、表面粗糙度小、生产率高、性能好；反重力作用下，直浇口成为补缩短通道，浇注温度的损失小，液态合金在可控的压力下进行补缩凝固，合金铸件的浇注系统简单有效、成品率高、组织致密；真空低压消失模铸造的浇注温度低，适合于多种有色合金。该项目现状: 我国从五十年代开始进行低压铸造的研究,经过儿十年的发展,目前低压铸造已经在很多方面得到广泛应用。北京内燃机总厂采用此工艺生产了

28、q492发动机铝缸盖。广州本田、长安汽车和沈阳三菱等纷纷采取低压铸造工艺用于生产缸体缸盖等铸件；六丰机械、扶顺轮毅、秦皇岛戴卡轮毅公司以及广东中南铝合金轮毅公司等企业均采用低压铸造工艺生产铝合金轮毅。易有福等利用金属型低压铸造技术浇注出了a356铝合金轮毅,研究了铸件组织和性能,得出组织中a一al基体呈树枝状,共晶si呈细小颗粒状分布于晶界处,轮毅的t6态抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到了303mpa、225mpa、14.3%。李梅娥等研究了低压铸造薄壁件从充型到凝固过程的温度场变化,指出充型形态对温度分布影响较大,壁厚2mm平板的温度分布特征从上到下、从两边到中间均呈现正温度梯度分布,为顺

29、序凝固方式。fu ph和luo alan a等研究了成形工艺参数包括充型时间、保压时间、模具温度、压力和浇注温度对低压铸造am50镁合金的组织、力学性能和密度的影响规律,获得优化的工艺参数,最终得到铸件的屈服强度达到57.5mpa,拉伸强度为193.8mpa,延伸率为9.1%。fan z t等将普通消失模铸造和低压铸造相结合开发出了一种新的真空低压消失模铸造技术用来生产复杂薄壁铝(镁)合金精密铸件,金属液在真空和压力的双重作用下充型和凝固,液态金属的充型能力较重力消失模铸造大为提高,基本克服了普通铝(镁)合金消失模铸造中常见的浇不足和冷隔等缺陷, 且不需太高的浇注温度。董选普开发了一种真空差压

30、铸造方法,它具有真空吸铸和低压铸造的特点,可用来生产高性能复杂薄壁铸件。7 12由以上可知,低压铸造是一种生产复杂薄壁有色合金铸件的理想成形工艺,随着对铸件轻量化、复杂化、薄壁化要求的提高,低压铸造工艺将在实际生产中得到更加广泛的应用。6、 压力消失模铸造 压力消失模铸造技术是消失模铸造技术与压力凝固结晶技术相结合，其原理是在带砂箱的压力罐中，浇注金属液使泡沫模气化消失后，迅速密封压力罐，并通入一定压力的气体，使金属液在压力下凝固结晶成形的铸造方法。这种铸造技术的特点是能够显著减少铸件中的缩孔、缩松、气孔等铸造缺陷，提高铸件致密度，改善铸件力学性能。压力下凝固，外力对枝晶间液相金属的挤滤作用以

31、及使初凝枝晶发生显微变形，可大幅提高冒口补缩能力，使铸件内部缩松得到改善；加压凝固还会使氢析出需更高的内压力才能形核形成气泡，抑制针孔的形成，同时压力增加了气体在固相合金中的溶解度，使可能析出的气泡减少。在国内各向气体压力下凝固的研究集中在“真空浇注加压凝固”的一种新工艺上。另外还有其他的压力凝固工艺，比如，钱瑞书利用熔模铸造压力结晶方法改善硅黄铜铸件性能。董选普利用真空差压铸造法生产复杂薄壁铝合金铸件，使铸件强度得到了提高，铸件组织更加致密。一种典型的卧式-反复式增压筒压力凝固工艺为:在浇注后los内迅速关闭浇注口，然后在10-15s内，使筒内压力迅速增至0.45 -0.6mpa，保压20-

32、30min至合金凝固结束。7.结语：消失模铸造技术具有工序简单，生产周期短，效率高，铸件精度高等优点。以上是我国在消失模铸造技术6个主要发展方向的现状，从中可以看出:我国消失模铸造技术在过去10年内得到了跨越性发展。在应用上已经与国际接轨，并推动国民经济快速前进，但在技术，管理及自动化水平上与国外还有一定差距。就目前来看，消失模铸造技术是一项非常具有市场前景的铸造技术，在以后很长的一段时间都会成为铸造行业的主流。我相信在科研人员的不懈努力下，我国消失模铸造技术一定会取得骄人的成绩。参考文献： 1 ashto n m c, sharman s g, br ookes a j. t he r ep

33、li cast cs( cer amic shell) process j . m aterials and de sig n, 1984, 5( 5) : 6970. 2 kohler p g. ev apo rativ e pattern pr ocess a new di mension fo r the foundr y j . modern casting s, 1981, 71( 8) : 3637. 3 沈桂荣, 黄景福, 曹 健, 等. 气化模精铸负压复合铸造工艺研究 j . 特种铸造及有色合金, 2002( 4) :5460. 4 米国发, 王狂飞, 刘翔宇, 等. eps 模陶瓷型精密铸造失模工艺研究 j . 铸造, 2007, 56( 8) : 828831. 5 刘子利, 潘青林. 消失模铸造技术的现状与发展 j . 铸造工程, 2006, 26( 3) : 1315. 6 袁子洲, 张劲松, 陈秀娟. 消失模精密铸造工艺研究 j . 特种铸造及有色合金, 2003( 4