材料成型工艺学上可能重复的ffff

金属液态成形过程铸件性能：

合金性能铸型性能工艺控制凝固方式：

重力场凝固

非重力场凝固压力铸造离心铸造挤压铸造电磁场快速凝固金属液态成形过程铸型种类：

砂型金属型陶瓷型石膏型壳型三、金属液态成形工艺的新技术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体的纯净化、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及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，铸造机器人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与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、快捷华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

快速成形技术精确成形技术半固态铸造、喷铸技术、复合材料铸造及复合铸造液态成形工装模具CAD/CAM一体化液态成形过程宏观模拟及工艺优化铸件组织微观模拟及性能寿命预测液态成形过程数据库和专家系统铸件电子商务绿色铸造2、金属液态成形的新技术加强铸造基础理论研究发展铸造新工艺及新设备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积极实现铸造生产过程的机械化、自动化减少公害，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艺相竞争的少余量、无余量成形工艺（净终成形工艺）。

3、金属液态成形工艺技术发展趋势第二章金属液态成形工艺原理§2.1液态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充型过程的运动规律和特性非常必要。

§2.1液态金属充型过程的水力学特点

研究方法：研究液态金属充型过程的运动规律和特性非常必要。

物理模拟计算机数值模拟工业试验经验总结§2.1液态金属充型过程的水力学特点

液态金属中存在夹杂物（固相）和气体（气相）

1、多相黏性流动

夹杂物（非金属化合物）：（尺寸<50μm

）

氧化物——

Al2O3,SiO2,MnO,FeO,TiO2,MgO等

氮化物——AlN,ZrN,TiN等硫化物——Ni3S2,CeS,Cu2S等气体：（总量<4X10-4%）

CO,CO2,H2,N2,O2等

例如连铸的钢水中：§2.1液态金属充型过程的水力学特点

金属由固态转变成液态，金属键被部分破坏，原子之间仍然保持一定的结合力，因此液态金属在流动过程中有内摩擦阻力，呈现粘性流动的水利学特点。

影响因素：温度

合金成分金属液纯净度1、多相黏性流动

§2.1液态金属充型过程的水力学特点

充型过程中液态金属的流速、流态在不断变化。

2、非稳定流动

流路截面变化流路方向变化流路温度变化§2.1液态金属充型过程的水力学特点

3、紊流流动

液体的流动可分为层流和紊流两种状态，并可用雷诺数Re来判断。（流速×管路直径/流体运动粘度）Re临=2300大于Re临为紊流小于Re临为层流例如，某钢种在连铸工艺过程中结晶器的管道直径为0.15m，如果结晶器有电磁搅拌的条件下钢水的平均旋转周向速度为0.12m/s，浇注温度为1535℃，运动粘度为0.407×10-6m2/s，计算出：

对于某些合金，在浇注温度下（高于液相线温度50~100℃）有：铸件材质铸铁铸钢铝合金γ（m2/s）0.55×10-60.4×10-60.6×10-6在浇注系统中，即使D很小（如取0.4cm），在保证充型的最低流速下，其雷诺数也大于Re临。所以：金属液在浇注系统中的流动为紊流流动。又由于浇注系统流路回转，使紊流程度加重。§2.1液态金属充型过程的水力学特点

4、在“多孔管”中流动

浇注系统及铸型的型腔都具有一定的透气性§2.1液态金属充型过程的水力学特点

综上所述液态金属在充型过程中的水力学特点与理想液体相比有明显的区别。但是，液态金属在充型时间较短的过程中，一些水力学的规律在一定程度上也适用于液态金属的流动过程。

§2.2液态金属充型过程的水力学计算

一、浇注系统的结构

浇注系统：引导金属液进入和充满型腔的一系列通道。§2.2液态金属充型过程的水力学计算

一、浇注系统的结构

浇注系统的构成（基本组元）：浇口杯直浇道直浇道窝横浇道内浇道§2.2液态金属充型过程的水力学计算

连续铸钢浇注系统的构成：钢水包长水口中间包浸入式水口结晶器一、浇注系统的结构

§2.2液态金属充型过程的水力学计算

一、浇注系统的结构

根据浇注系统基本组元截面积比例关系分为：

开放式浇注系统

F直<F横

<F内

封闭式浇注系统

F直

>F横

>F内

F直、F横、F内分别为直、横、内浇道截面积之和。§2.2液态金属充型过程的水力学计算

二、计算模型

液态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：直浇道要有一定高度（提供充型压头）；浇道要有合适的截面积。§2.2液态金属充型过程的水力学计算

三、计算公式计算条件：浇注系统为充满流动

封闭式浇注系统；对于开放式的型腔液面要淹过内浇道。浇口杯液面保持不变计算公式（2-7）式中

这就是奥赞（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。平均静压头H均的确定

液态金属充型过程计算模型：H0—