地址：沈阳市铁西区兴华南街31号（地铁1、9号线铁西广场站下车南行200米即是，或可乘公交车134、141、216、201、264、295、501、261、316路铁西广场站下车即是）。

会议时间：2025年6月12-14日

四、会务费

1、收费标准：会务费1000元/人（不包括住宿费）；

2、展台费：2000元/个（免一人会务费）（1.8m桌子，两把椅子）；

3、信息发布（大会发言）：3000元/15分钟；

4、会员单位免会务费（已缴纳2025年会费）。

其他由大会统一安排。大会会务费等相关费用请于2025年5月1日前汇至沈阳市铸造协会账户。

汇款信息：开户名称：沈阳市铸造协会开户银行：盛京银行沈阳市保工支行银行帐号：070321 300100 30900 5480五、主办单位：沈阳市铸造协会沈阳市铸造学会辽宁省工装模具协会 辽宁省机械工程学会铸造分会 沈阳市工装模具学会沈阳市锻造协会沈阳热处理协会 沈阳环境保护产业协会

支持单位：沈阳普越实业有限公司天津普友机电设备股份有限公司沈阳市彤远树脂制造有限公司沈阳德邦不锈钢产业有限公司沈阳氏丰华美仪器设备有限公司沈阳中金重工有限责任公司辽中分公司通辽市大林型砂有限公司无锡创想分析仪器有限公司东北大学沈阳工业大学支持单位报名在进行中

《铸造》杂志社 《洲际铸造》 《中国铸造网》 《铸造设备与工艺》
《未来铸造》 《铸造信息》 《山东铸造信息》 《铸造界》杂志社
《中铸产业网》 FSC跨国铸造采购平台《消失模V法铸造》
六、会务工作
沈阳市铸造协会
地址：沈阳市浑南区新隆街12号（同方世纪大厦B座1506室）

邮箱：fyx517@163.com

联系人：封彦新（秘书长）：13190055170景娜（办公室主任）：13709886654杨丹（锻协会长）：13322441855吴岩（热协秘书长）：13194246100陈肖群（环保协会秘书长）：13322448868

沈阳市铸造协会2025年1月2日

重庆铸造行业协会文件

重铸协（2025）01号

2025 重庆市铸造年会邀请函

时间：2025年5月11-13日 地点：学豪酒店(南岸区五公里)

一、会议主办单位

重庆铸造行业协会

重庆市机械工程学会铸造分会

二、会议协办单位

重庆捷力轮毂制造有限公司
重庆美利信科技股份有限公司
重庆顺多利机车有限责任公司
重庆嘉泰精密机械有限公司
重庆戴卡捷力轮毂制造有限公司
重庆小康动力有限公司
重庆力劲机械有限公司
重庆日联科技有限公司
重庆东科模具制造有限公司
诺玛科(重庆)汽车零部件有限公司
重庆科昂机电设备有限公司
广州德珐麒自动化技术有限公司
东莞市菱锐机械有限公司
重庆启荟立嘉科技有限公司
重庆渝江压铸股份有限公司
重庆宗申动力机械股份有限公司
重庆瑞通精工科技股份有限公司
重庆新红旗缸盖制造有限公司
重庆方汀机械制造有限责任公司
重庆长江造型材料 (集团)股份有限公司
重庆顺博铝合金股份有限公司
中机中联工程有限公司
重庆市搏润模具有限公司
布勒(中国)机械制造有限公司
帅翼驰铝合金新材料(重庆)有限公司
重庆新格有色金属有限公司
重庆合聚达智能装备有限公司

三、会议媒体支持单位（排名不分先后）

《铸造工程》《铸造》《铸造技术》《现代铸铁》《特种铸造及有色合金》《中国压铸》《压铸周刊》《铸造界》《铸造信息》《未来铸造》《洲际铸造》《铸造设备与工艺》中国压铸网中国铸造网中华压铸网第一压铸网

由重庆铸造行业协会、重庆市机械工程学会铸造分会主办的第 35 届重庆市铸造年会将于2025年5月11-13日在重庆市召开。会议主题为“新质生产力助力铸造产业绿色发展”。多年来，重庆市铸造年会在各铸造同仁的关心和支持下，得到进步和发展。每年都有100多篇学术论文编入重庆市铸造年会论文集，参会代表达到300 多人，中国学术期刊（光盘版）电子杂志社，已将近年来重庆市铸造年会论文1993篇编入《中国重要会议论文全文数据库》。重庆市铸造年会已成为重庆地区的品牌年会。

会议同期我们将与重庆启荟立嘉科技有限公司合作，在年会同期主办《2025 第 25 届立嘉国际铸造压铸热处理工业展览会》。组织重庆以及外地铸造企业和与铸造有关的企业联合特装参展，展示重庆铸造的知名度和影响力。我们热忱邀请贵单位派员参加。

四、会议主要内容

1.专家主题报告、论文宣讲、学术交流、国内外在铸造领域的新发展（2024重庆市铸造年会共25个报告，其中主题报告15个，论文宣讲10个）；

2.企业信息发布，推广铸造行业新工艺、新技术、新材料、新装备的应用;

3.如需在年会上演讲、发布、展示或者在年会论文集内刊登广告，请在 2025 年 3月15日前联系我们。其中，上午演讲收费 5000 元/个，下午演讲收费 3000 元/个，演讲时间20分钟（不含参会人员会务费）；企业展台展示：展位1800元/个（一桌两含1人会务费，2人以上会务费优惠100/人）。

年会地址：学豪酒店（重庆市南岸区五公里学府大道19号，轻轨3号线工商大学站，南岸5公里)

住宿费：标准间288元/间/天；大床房288元/间/天。

酒店交通：重庆北站：距离酒店约13公里，轨道交通3号线重庆工商大学站下车(2口出)重庆西站：距离酒店约17公里，轨道交通环线 \rightarrow 轨道交通3号线江北机场：距离酒店约26公里，轨道交通10号线 \rightarrow 轨道交通3号线酒店联系人：范敏13983209954 电话：023-88361111

报到时间：2025年5月11日下午14：00开始报到。

会议费：1.1000元/人（学会/协会会员优惠200元）；2.各地方铸造协会秘书长参会免会务费、住宿费，会议媒体支持单位免1人会务费；3.组团参会5人免1人会务费，大学教师及学生参加会议免会务费。

五、2025(第35届)重庆市铸造年会征文通知

（一）征文内容

1.铸造行业节能、节材、减排、降耗的工作经验；
2.绿色化铸造生产的成就（清洁生产、循环生产的经验，集约型生产等）；
3.铸造企业的生产管理和质量管理，最新现代化管理模式介绍及在本企业的应用;
4.新技术、新工艺、新装备、新材料介绍及其在生产中发挥的作用；
5.对国际、国内铸造行业的展望和对铸造行业、科研单位、大专院校的考察、调研;
6.材料及成形科学研究的新成果；
7.其他有关铸造技术发展的论文和信息。

（二）重要事项

1.论文格式：请参照《特种铸造及有色合金》《铸造》等专业杂志要求，须提供文章题目作者及单位署名、摘要、关键词，文后附参考文献，文字控制在5000字左右;

2.论文发表：所投论文一经录用，收入《2025重庆市铸造年会论文集》，颁发论文发表证书，参与评选优秀论文；收录入中国知识资源总库《中国重要会议论文全文数据库（CPCD）》，颁发论文收录证书；

3.论文截稿日期：2025年3月20日。

六、2025(第 35届)重庆市铸造年会论文集广告征集

2025(第35届)重庆市铸造年会将于2025年5月11-13日召开，现征集年会论文集广告。论文集广告将为各企业提供一个宣传本企业及其产品的平台。

重庆市铸造年会已历 35 届，随着我市铸造业的发展，近年来论文数量日趋增加。论文质量不断提高，被各专业杂志大量转载，铸造企业、原辅材料、设备等供应商广泛参加,在我国铸造界的影响逐年增大。所登载的广告也收到较好的经济效益和社会效益。

2025年将在年会开幕前出版年会论文集一册，其广告收费标准如下：

1.封面收费8000元，封底收费6000元，封二、封三收费5000元（已预订）；
2.彩色扉页：单面收费3000元；双面收费4000元（已预订）；
3.书内插页：彩色单面收费1200元，彩色双面收费2000元；
4.赠送2025重庆市铸造年会论文集一册。
广告收集截止时间2025年3月30日。

七、联系方式

协会、学会秘书处：重庆市九龙坡区谢家湾正街 59号 2-19-7（建设广场 B 栋)
收款单位：重庆铸造行业协会 开户银行：交行九龙坡支行
账号：500113016018010034565
电话：023-65303859 023-68507885
邮箱：CQFIA02@163.COM 网 址： www.cqzzxh.com
联系人：刘静（15823230898） 赵建华（13508361677） 曹韩学（13983366227王公平（13638350442） 任小玲（13635442793） 张建群（13996017037

2025年01月

参会回执

关于组织企业参加重庆“2025第25届立嘉国际铸造压铸热处理工业展览会”的通知

各有关单位：

2025年第25届立嘉国际铸造压铸热处理工业展览会将于2025年5月13-16日在重庆国际博览中心北区N4展馆举办。本届展会以“向新·向智·向未来”为主题，以“赋能智能制造、促进新产品推广应用为目标、以工艺交流为主线、商贸合作为基础”展开，实现“会 ^+ 展”互融；促进成渝地区双城经济圈及周边地区重点产业高质量发展，助力产业链转型升级。

为了广泛宣传我会重点铸造企业，为企业在国际、国内提供展示具有代表性、先进性产品的平台，以加强和国际、国内供应商的交流和联系。我会决定组团参加第25届立嘉国际铸造压铸热处理工业展览会，参展展位价格如下：

立嘉国际智能装备展是中国西部地区第一智能装备展览会，在制造业中享有较高的知名度。重庆铸造行业协会是立嘉会展的主办单位之一。“立嘉国际铸造压铸工业展”今年安排在N4馆，此馆为压铸/铸造/热处理类别的专馆。重庆铸造行业协会将组织企业组团特装参展，设立标准特装展台，每单位企业面积约 10~12 平方米，收费12000元（包括购地费、特装费、进场费等），有特殊需要的企业可单独搭建。

在本次展会上，我们将联合全国各地方铸造协会作为协办单位，多家铸造界知名宣传媒体共同推出铸造展区。集铸造材料，设备、模具、铸件、加工为一体，展示铸造业的风采。组织全国各地观众参观“2025年第25届立嘉国际铸造压铸热处理工业展览会”。在展会期间，我们将召开2025重庆市铸造年会；组织“中国西部压铸论坛及第四届川渝压铸节”，以提高我市铸造企业的技术和装备水平，促进我市铸造业的快速发展。

协会、学会秘书处：重庆市九龙坡区谢家湾正街59号2-19-7(建设广场B栋)电话：023-65303859 023-68507885邮箱：cqfia02@163.com 网址：www.cqzzxh.com联系人：刘静（15823230898） 王公平（13638350442）任小玲（13635442793） 张建群（13996017037）

河南省铸锻工业协会文件

豫铸锻协字（2025）06号

关于召开“2025河南省铸锻工业年会暨河南省铸锻工业协会第七届会员代表大会”的预通知

各会员单位、铸锻造企业、行业同仁：

由河南省铸锻工业协会、河南省机械工程学会铸造分会、河南省机械工程学会锻压分会共同主办的“2025河南省铸锻工业年会暨河南省铸锻工业协会第七届会员代表大会”定于2025年4月21一23日在郑州隆重举行。年会主题：聚集铸锻，稳中求进、协同创新促发展。

2025年是承上启下的关键一年，我国经济从高速增长阶段转向高质量发展阶段，这一过程也是从量变到质变的过程，面对国内外复杂的市场环境，企业将在技术创新、绿色转型、全球化布局，智能制造等方面迎来新的机遇与挑战，为未来的持续发展奠定坚实基础。

本次大会是河南省铸锻行业的一次重要盛会，旨在总结过去的成绩与经验，充分发挥行业协会的重要引领和促进作用，加强信息交流，传递国内外最新政策和行业资讯，为推动行业稳步发展提供交流与合作的平台。同时2025年也是协会的换届之年，我们将迎来行业协会的新篇章。

一、主办单位 河南省铸锻工业协会河南省机械工程学会铸造分会河南省机械工程学会锻压分会

二、支持单位

一拖（洛阳）铸锻有限公司 洛阳古城机械有限公司洛阳洛北重工机械有限公司 林州市合鑫铸业有限公司天津艾科赛机械设备有限公司 安阳锻压机械工业有限公司济南圣泉集团股份有限公司 郑州翔宇铸造材料有限公司鸣海新材料科技有限公司 河南伟业新材料有限公司金耐源（河南）工业科技有限公司 洛阳凯林铸材有限公司山东旭光得瑞高新材料股份有限公司 河南豫中新材料有限公司禹州市恒利来新材料股份有限公司 洛阳申耐电力设备有限公司辽宁红元检测科技有限公司洛阳分公司 河南传承铸造材料有限公司洛阳瑞鑫盛电热科技有限公司 洛阳瑞钰精细陶粒制品有限公司三门峡阳光铸材有限公司 迪砂（常州）机械有限公司潍坊晟林铸造机械有限公司 济南科德智能科技有限公司

三、支持媒体

《铸造》《铸造技术》《热加工工艺》《铸造设备与工艺》《铸造工程》《现代铸铁》《铸造纵横》《特种铸造及有色合金》《未来铸造》百铸网《中国铸造装备与技术》《锻压装备与制造技术》《消失模与V法》《洲际铸造》《山东铸造信息》《铸造信息》《铸造界》中国锻压网中国铸造协会官网中国压铸网国际铸业网FSC跨国铸造采购平台热加工行业论坛中铸产业网

四、会议时间和地点

时间：2025年4月21—23日（21号报到）地点：郑州光华大酒店（高新技术开发区瑞达路68号0371一61875751）

五、主要内容

（一）协会七届会员代表大会

1、六届理事会工作报告
2、审议通过新一届会员代表大会理事会名单
3、审议新一届理事会章程
4、审议通过六届财务收支的报告
5、协会艺术铸造专委会换届会议
6、协会青年企业家专委会成立大会

（二）表彰先进

1、铸锻行业突出贡献者
2、铸锻行业“专精特新”创新奖
3、河南省绿色铸造示范企业
4、优质铸造材料绿色生产企业
5、铸锻行业卓越工程师
6、铸锻造大工匠

（三）年会主题报告

行业形势分析及相关政策解读

（四）专题交流

1、专题技术报告（铸铁、铸钢、有色金属铸造材料的发展方向及最新工艺技等；锻造材料、模具、装备的最新发展）2、先进经验介绍（包括管理、市场开发、产学研结合等方面）3、新材料、新设备、新工艺、新技术等开展多场专题交流4、铸锻件后处理（机加工、表面处理）专题交流

（五）新产品、新技术发布与推介

面向国内外铸锻造材料、设备、仪器生产销售商征集预约

（六）展览和洽谈活动（须提前预定展位）

（七）上下游产业链对接

（八）参观企业

1、一拖（洛阳）铸锻有限公司
2、洛阳古城机械有限公司
3、中信重工洛阳中重铸锻有限公司
4、中信重工洛阳重铸铁业有限责任公司
5、洛阳洛北重工机械有限公司

六、收费标准

会议注册：1200元/人（本会会员1000元/人）住宿标准：标间/单间298元/天（四星级酒店，费用自理，请提前预定）展位费：3000元/个含1人注册费，展位需提前预定）

七、收款单位账户信息

收款单位：河南省铸锻工业协会开户行：中国工商银行郑州金苑支行账号：1702022709200044895

八、大会组委会联系方式

负责人：胡艳美13523076568 董国强13937188270孙玉福13703997985 陈拂晓13937919229联系人：刘学升13838566387 穆富超13643837928秘书处：0371—63695233 86011013
地址：郑州市黄河路85号7号楼605
电子信箱：hnszdgyxh@163.com网址：www.hnzdxh.cn微信公众号：河南铸锻协会

真诚感谢为行业发展提供赞助和支持的企业和企业家们！

首届中外消失模铸造博览与交易大会邀请·活动指南与代表报到 通知

大会主题：奋进在国际领先水平的现代消失模铸造高端优质环保创新中发展大会时间：5月7日报到、布展；8日展览交易；9日技术报告与自主交流活动地点：石家庄·中南铸冶华北浩瀚科技中心（高邑县光武路1号·浩瀚公司）大会主办：中国绿色工业创新联盟中南铸冶科技创新中心会议承办：中南铸冶华北浩翰科技中心（高邑浩瀚金属制品有限公司）媒体报播：中国改革报、新华社等十多家国家级媒体现场采访、摄录、统一报播

首届大会拟请国务院国资委机械工业环保产业中心、国家城市环境控制中心、中国铸协、高邑县等领导到会指示。中国绿色工业创新联盟刘玉满教授主持大会。

（一）行业形势

18年前，中国的消失模铸造企业是看外国人的眼色！什么“减碳消碳"少说还要十年八年！一吨膏状涂料竟要中国人 7~8 万元！....中国人有志气！2008，中南铸冶公开挑战：中国涂料三年必把外国涂料挤出中国市场！三年吗？一年半就让外国人刮目相看：2008超强任烧的桂林5号涂料发明专利打破了国际烧空浇注、高频振动烧空浇注的先河，随即金刚砂超高温瓷化涂料、1:20骨料国际无敌的超强超低成本涂料、取代熔模高效无碳无废气污染技术、有负压和无负压气化空壳技术、双层合金渗铸技术、巨无霸特大型机床铸件工艺技术...2022.9国务院国资委环保产业发展中心审定发布了国际领先的中铸1号工业废气净化的发明，在中外铸造界一石激起千层浪！中国消失模铸造正屹立于世界的东方！

前进中有挫折，激浪中有旋涡，特别是陈旧工艺“复古"倒退、落后涂料泛滥贩卖，废气污染明知照排、伪科学反科学时有违法干扰..中国消失模铸造大业无疑要宣战！要破除！

2025中国消失模铸造必将引发重大的变革和前所未有的创新！

（二）大会议程

5月7日：全天报到（地点——展厅），要求代表填写真实详细工整

5月8日：9:00大会开幕10:00展览开放。基地观摩区同时开放 【12:30～13:30凭券免费中餐】18:00闭展
5月9日： 8{:}30~12{:}00 技术报告大会 【12:30～13:30凭券免费中餐】13{:}30~16{:}30 自由交流。大会活动结束。

（三）博览交易：中外铸造材料、设备、仪器、模具、工具、技术专利、协作洽谈等

（四）技术报告：

1、中国绿色工业创新联盟中南铸冶中心-华东-华北-中原全面联合奋进
2、桂林5号1:20骨料国际独霸超强性能大降成本为用户增质增效
3、中铸1号消失模负压烧空与无真空泵无负压气化空壳废气净化技术现场开箱验证
4、催化燃烧法令我厂劳命伤财，引用中铸1号保洁保质创益实现企业生产创新高
5、中南铸冶华北浩瀚中心（高邑浩瀚公司）向中外全面发展的辉煌前景大有可为
5、华东微山湖中心铸造产业链高端环保与优质创新发展之路越走越宽广
7、涂料的过程控制与电炉炉体使用注意事项

（五）展位交费：国际展位 3x3{=}9 平方米 3000元/1展位国际展位 3x2=6 平方米 2000元/1展位布展时间：5月3日 ~7 日接待布展，大型设备安装者请提前与会务组联系交费时限：4月24日前交纳—博览展厅展位的筹建要时间，自误难有供展位收费单位：桂林市中南铸冶材料研究所开户行：交通银行桂林桂花园支行银行账号：45300805 0010210016950

（六）有关事宜

1、住宿自理：石家庄转高邑西站（距浩瀚公司5分钟车程）高铁站至大会博览中心（浩瀚公司）交通便利，住宿自主自费2、代表回执：一律发到报名报到手机号（微信同号）：13978309281（秘书处胡勇志）

3、中餐凭卷：中餐免费凭5月1日前有回执的代表于5月8日 10{:}30~11{:}30 在展厅服务台领取8日的中餐券；5月9日 8{:}00~9{:}00 领取9日的中餐券。敬请配合，自误自理。

大会秘书处：张玉芳13864483878 徐翠华13805196013 褚燕静18623773492
邢永生18520989926 王亚超15350538156 胡勇志13978309281

参展单位交费回执

首届中外消失模铸造博览与交易大会

参展单位（交费）回执，限截止于4月24日。回执手机号13978309281（短信或微信）

首届中外消失模铸造博览与交易大会 参会回执参观参会代表回执，限截止于5月1日。回执手机号13978309281（短信或微信）

高频机械脉冲式振动铸造对铸件材质致密性的影响原理浅析

王俊(高级工程师)(武汉威斯克工程机械设备有限公司总经理兼总工程师，湖北武汉430050)

摘要：脉冲式高频振动铸造首创性解决了金属材料在高温离散状态下从独立的原子或分子形态向多元合金晶体结构加速转化，且在高频脉冲式激振下快速达到过冷度平衡孕晶形成的优化过程。这一热态液体金属材料从原来的被动热扩散向主动进行热扩散，提前强化了热平衡交换运动的进行而促进从单一原子或分子向多元合金晶包形成的优化成因；也是曾被忽略或者说不为多数人所知的且能够人为干预的从原来适温条件下的自然冷凝转换为高频脉冲激振状态下的：提前孕核的早结、多结、细结和平衡结晶，且无气、无渣、无收缩的理想材质凝固过程都是得益于高频振动浇铸台的恰当应用。这一全新技术工艺的成功实践，为解决加速热扩散、加速结晶、校正晶格错位、消除气隙为晶粒细化致密提供了有效的外力支援。打破了基本粒子向被吸符方向快速准确汇聚结晶的阻碍。如此也就大大减少了产生晶格缺陷的发生。道理其实很简单：振动力高频脉动冲击波就会加快弱能原子从原低温区向高温区的快速移动汇聚，这种热冷原子的汇聚交换位移就是一种热冷能量交换运动与平衡的反复；在这个过程中带来的轻质比重的热、气、渣的强制快速折出也就是加速了过冷度的提前实现的过程。

当然，在常态下高温液态金属向冷凝的转变过程中的冷热交换也是始终都是存在的，只是在常态自然状态下的冷热交换过程中是相对缓慢的进行着，专业上称为适温下的“热交换平衡运动”。脉冲式高频振动台的作用会或者说一定要达到加速这个热交换平衡运动的进行才有意义；其实，这就好比要把一个冷态的金属固体加热成液态是一个道理，区别只是在于一个是通过不但的加热来改变金属的“热交换平衡运动"直至熔化；一个是借以高频振动加速散热到冷凝来改变它自然的“热交换平衡运动"以达到快速结晶、细化晶粒的直至快速平衡凝固的作用；从而达到高致密性材质结构才是高频脉冲式振动铸造这一新技术的本质。

关键词：高频脉冲式振动铸造、热交换平衡运动、细化晶粒

Analysis of the influence principle of high-frequency mechanical pulse vibration castingonthecompactnessofcastingmaterials

Wang Jun (Senior Engineer)

(General Manager and Chief Engineer of Wuhan Wesker Engineering Machinery Equipment Co.，Ltd.，Wuhan 430050,Hubei)

molecular or atomic morphology to multi-element alloy crystal structure under high temperature discrete state, and the formation of undercooling balance crystal under high-frequency pulse excitation. The optimization result of this hot metal material from passive thermal diffusion to active advanced thermal equilibrium exchange movement, which promotes the formation of the crystal cladding from a single atom or moleculeto a multi-component alloy;It is also an idealmaterial solidification process that has been ignored or unknown to most people and can be interfered by people: early formation,， multiple formation, fine formation and balanced crystallization without gas, slag and shrinkage. The application of high-frequency vibration casting table provides effective external force support for accelerating heat diffusion, accelerating crystallization, correcting lattice, eliminating air gap and grain refinement. It breaks the barrier offast movement of grains to the correct crystallization direction，and greatly reduces and corrects the latice dislocation damping.The truth is very simple: the high-frequency pulsation impact ofthe vibrating force willacceleratethe accelerated displacementof theatom.This displacementis a kindof repetition of heat exchange movement and balance.The folding of heat,gas and impurities of light weight in this process is also a process to accelerate the realization of supercooling.

Of course， the cold and heat exchange always exists during the transition from liquid metal to condensation,but it is relatively slow in the cold and heat exchange process under natural normal temperature, which is profesionally called "heat exchange equilibrium movement" under appropriate temperature. Pulse type high-frequency vibration table can or must accelerate the heat exchange balance movementto make sense; In fact, this is just like heatinga cold metal solid intoaliquid. The difference is that one is to change the "heat exchange equilibrium movement" of the metal until it melts through heating;Oneistouse high-frequency vibrationto accelerate heat dissipation tocondensationtochange its natural "heat exchange balance movement" to achieve rapid crystallization, grain refinement and even rapid solidification. The essence of this technology is to achieve high density material structure.

Keywords: high-frequency pulse vibration casting, heat exchange balance movement, grain refining.

一、什么是高频机械脉冲式振动铸造

振动铸造（或者说也叫动态铸造是在传统重力铸造基础的一种创新）最早起源于20世纪初，成熟且有规模的应用开始于上世纪的70年代中晚期。最早期的工艺形式就是在通用铸造行业里应用的离心浇铸和压力浇铸；在高科技尖端铸造领域就已有了超声波振动和电磁振动冶炼铸造的应用。离心浇铸是最早用于边振边浇的且有别于传统重力铸造的振动铸造形式；至于超声波振动和电磁振动主要是应用在熔炼中。这就是最早期的振动技术在铸造中的应用。它们的初宗就是为了有效的脱氧、排气、除杂、防缩松；当有了超声波和高频电磁振动台的应用导向后才有了更高的目标：就是希望能有效地促进液态金属的精炼与还原，加速结晶，细化晶粒。由于受限于当时的振动设备的局限性，所收到的效果十分有限。但超声波振动和电磁振动治炼铸造的应用为后来的高频振动铸造研究垫实了理论基础并指明了发展方向。所以，高频机械脉冲式振动铸造首创性解决了金属材料在高温离散状态下从独立的原子（或分子）形态向多元合金晶体结构在高频脉冲式激振下快速达到过冷度平衡孕晶形成的优化过程。这一热态金属材料形成的早期热平衡交换运动促进从单一原子或分子结构到多元合金晶包的过程，也是曾被人们忽略或者说不为多数人知的且能够人为干预的早结、多结、细结和平衡结晶且无气、无渣、无收缩的理想材质凝固效果。现在要探索的真正意义上的机械高频脉冲式振动铸造就是在向人们揭示在动态的机械脉冲式振动铸造这个过程的规律性。

二、高频脉冲振动在冶炼中的应用

什么是高频振动铸造？高频振动铸造就是在从金属材料的熔炼中的氧化后期就开始加已高频振动力波的介入——直至还原——到浇铸这三个重要过程中都是在高频振动的介入中完成的。特别是高频脉冲式振动还原和高频脉冲式振动浇铸这两个环节的应用尤为重要。高频振动冶炼早在航空航天高合金材料熔炼中就有应用.后来在有色金属的熔炼中也得到了成功地推广.现在在通用黑色金属铸造的熔炼过程中也已经得到了很高的关注度。

图1.GZT250M5H型五维脉冲式高频振动浇铸台.

图2.ZEB250E型数字高频智能电源控制系统

1、什么是高频振动熔炼：高频振动熔炼是指人们在金属熔炼过程中就加入了高频振动这一外力干预要素。一般情况下，主要是在金属熔炼的中期和后期(既氧化期和还原期)振动介入.

2、高频振动在熔炼中的作用：氧化期的中低频振动介入主要是为的金属液体的沸腾的更充分.振动会加强氧化沸腾的强度；振动氧化对脱氧非常有帮助.

3、还原期的高频振动介入：主要是为了还原材料成份(碳C 硅 Si锰 Ma及其他主要化学成份)的稳定和进一步除气除渣，并能十分有效地防止（如碳C、硫S、磷P等轻质元素）的偏折现象的出现；高频振动的介入会有利于快速还原的效率；更有利于提高主要元素的收得率；高频振动在还原时的介入强化了还原效率；这就相当于把传统的静还原改为以动制静的动静还原。这对下道工序高频振动浇铸环节中以获得更好的细化晶粒有非常好的铺垫作用。

脉冲式高频振动（图1、2）在冶炼还原这一过程非常有意义：如果说振动浇注这最后一道除气降杂，优化晶相细化晶粒的手段只有治标之功的话，那在还原期的高频振动介入就是标本兼治的先行之手。因为还原期的高频振动介入非常有利于液态金属从浮动状态下快速镇静下来。这一有益过程大大的加强了液态金属在刚完成氧化浮动状态向还原状况转变所需要的镇静状态的还原主动性。可以说，这也是一种以动制静的新式还原手段，且对高频振动浇铸后的过冷度的早期实现很有帮助，有效地缩短了还原时间和提高了还原效率，其积极的意义是不言而喻的。

三、高频脉冲振动浇铸在现代铸造中成功的应用

最早期的边振边浇注就是离心浇铸工艺的应用。为什么会把离心浇铸归类于振动浇注？道理很简单，离心浇注有别于通常的重力静态浇铸。因为在整个浇铸流程中因旋转的作用是有振动力介入存在的。由于其振动力相对弱小，离心浇铸在铸造行业内的应用范围相对有限。

1、GZT250M型高频脉冲式振动浇铸台的出现给我们带了全新的局面（图1、图2）。最早期就是用的工频非脉冲式振动浇铸以50HZ的振荡频率太低无法达到与运动原子相近的同频捕获，仅仅只能对除碴气带来一些有利影响，且不彻底。因为振动频率太低没有起到对液态金属在结晶过程中的影响力。当脉冲式高频振动电机以200-250HZ次之上的激振频次的出现。机械脉冲式高频振动铸造的时代才得以真止到来。

2、高频振动铸造的定义。所谓高频振动铸造就是在通常的重力铸造（所谓重力铸造就是我们通常用顶浇和底注的这种静态浇铸法都是属于重力铸造）条件下浇铸时引入的机械脉冲式高频振动能量力波的介入。也就有了后来人们俗称的边振边浇的工艺流程：金属液体经高频振动熔炼还原之后又继续而实施高频振动浇注，这实际就是欧日早期应用为纯净金属炉外二次精炼过程；脉冲振动有利于净化和十分有效的促进了过冷度的提前实现促进孕晶的提前；达到早结晶细结晶的致密材料组织的功效。高频脉冲式振动浇铸的应用是在GZT250M型高频振动台的出现才得以实现的”（见图1、2、3，4)

图3.振动浇铸前的烧壳现场

图4.GZT250M型高频振动浇铸台浇铸现场

3、高频振动浇铸台的基本技术参数和应用要求：GZT250M型高频振动浇铸台的电源频200HZ起；脉冲式振动台的额定振频是6000-9000次/分钟；频带调节出厂设置范围在 4500-12000次/分钟。振幅范围在0.5-2.2（平均值区间为0.8-1.2）mm。GZT250M型高频振动浇铸台正式开始启用于本世纪初的2000年前的军工产品的台架的振动试验之用；2000年后随着中国汽车行业的铝合金汽车零部件的铸造生产之需，在铸锌铝合金零部件的金属模振动铸造。之后才逐渐被广泛应用于消失模及√法的浇铸中。一般来说，激振频率不低于4500次/分钟，最高不超过7500次／分钟，振幅是随着振频增高而降低的（应用取值0.8-1.2mm对应的振频大至在7000—5000次上下。但这个振幅在不同型号不同厂的振动电机上的表现也是不一致的。此处的振幅值是以GZF120—250型消失浇铸台专用高频振电机为例。可根据被振材料的特性作适当的调整，有关频率的调整是通过变频电源控制柜上的液晶显示屏下面的调查节旋钮或配置专用的调频开关来实现的见图2。但振幅是不可直接调节的，因为振幅是随着振频增高而降低，振动频率降低而增高，严格地讲那只是个相对值，准确的说，我们要选择的是只振频而不是振幅）。振频太低达不到刺激晶核的过早形成。太高又破坏了业已形成的结晶粒的有序排列（见图5）。北京谋有色金属材料研究机构通一系列的试验证明，在锌铝合金振动浇铸中最佳振动频5000-7000次/分钟。在通用钢、铁的铸造领域的应用还可以稍低一点，因为钢铁水的热度远高于有色金属，其金属液的流动性更好；重要的是钢铁金属的振动力波的传递效率远高于有色金属。所以，在浇注时常用的都是4500-6500次/每分钟的振频范围。不同的材料应当有着不同的振动频带工艺方案的选择。GZT200M到GZT250M到现在的第三代GZT250M5H型五维度第三代高频台脉冲式，平振型、多维度、多点集群立体共振是它的独有的技术特点，激励结晶效能是GZT250M型系列高频振动浇铸台的独具特性。

四、高频脉冲式振动浇铸对液态金属金相结晶与晶粒细化的分析

既然谈到了高频振动对液态金属的结晶有影响，就不能不先介绍一下晶体的构成。见下图5-1.如果一块晶体内部的晶格完全一致，这叫单晶体；而实际上哪怕一小块很小的金属中也包含了许多小晶体。因为不同元素的成份所形成的不规则的颗粒状我们称之为晶粒；晶粒与晶粒之间的界面叫晶界；这些不规则的晶粒组成的晶体就构成了图5-1多晶体结构及结晶缺陷。

多晶格非理想晶体截面图

点缺陷图

面缺陷图

线缺陷图

图5-1.多晶体结构示意图图5-2.晶格空位间隔示意图1、结晶与结晶界面气隙的缺陷的成形原理

如果我们不知道金属结晶过程中所存在的缺陷，我们就没办法理解高频振动浇铸会究竟作用于何处。为什么说高频振动台所产生的高频脉冲力波会对晶格中晶粒的细化与优化排列产生作用？就是因为在金属从液态向固态转变过程，原本也就是一个加速热量扩散过程，且加强了金属元子按照自身的金相规律收缩力量的物理演变速度（这就是后面会讲到的热交换平衡运动）。在此演变过程中任何有效的外力对金属原子运动的干预都会直接影响其最终的结晶晶核数量产生率与结晶体晶包的成长速度。理论上讲结晶好象只是温度与时间的关系。殊不知，高频振动台的脉冲激振力波的介入就十分明显有效的加快了热扩散速度，提高了过冷度的形成，为早结晶提高了时效。见图7所示。所以。常态下的时间与温度的关系比值在外力的影响下是可以改变的。

2、金属晶体缺陷分类：

晶体中的原子完全按理想规则排列时称为理想晶体。客观上由于结晶的错位及其它加工条件的诸多影响，晶体内部是存在大量金相缺陷的；这些缺陷的存在大大的影响了材料的综合机械性能。例如：一个理想的金属晶体材料的理论屈服强度比实际现实（非理想晶体）材料性能要高出1000倍左右。这高达一千多倍的差距原因就是在如上图5 中结晶过程中存留的点缺陷、面缺陷、线缺陷三大金相缺陷造成的。如图 5-2、5-3、5-4 所示。

3、金属的结晶过程：

要想解决金相缺陷的存在，就必须了解金属金相的形成的起始至终的过程。我们都知道金属结晶时首先是由一批最早过冷原子自发晶核不断的吸附周围液态中的原子而成长壮大的；最后金属便由许多外形不规则的小晶粒所组成。如此我们就知道了液态金属的结晶过程是由晶核的产生和晶核的成长两个基本过程组成的。见图6-1.了解了这一成因过程对我们将如何择机适时干预这一过程十分重要。从图6 示液态的理论结晶临界点开始到2阶段过冷度△t形成即达到实际结晶温度起；3阶段自发晶核不断的吸附周围液态中的原子而成长壮大；直至4、5阶段完成结晶.这个过程中最关键的临界点就是达到过冷度的2阶段。在这个适温时间区间内，单位时间内孕育形成的晶核越多，最后得到的晶粒就越细。如何影响这个阶段的结晶细化效率就是我们今天要重点阐述的目标。我们只有弄清了这个过程的成因，我们才能知道如何去影响它。如何快速影响这个适温阶段的快速结晶就是我们今天要重点阐述地目的。

图5-3.晶界过渡示意图<br>图5-4.亚结构示意图<br><br>6.金属结晶过程示意图

五、影响晶粒细化形成的主要因素

我们知道金属在结晶过程中单位时间内能快速形成越多的细化晶核，晶核成长的越快所得到的最终金相结勾越理想，其综合机械性能越高。如何达到快速形成多晶核、快速结晶、快速成长？最有效的办法有如下三种：1、增大金属的过冷度 \triangle±b{\varepsilon} ，加快液态金属的冷却。使液态金属过冷到较低的温度（就是快速散热）以增强结晶能力（晶核的孕育），单位时间内形成的晶核数量增多，由此结晶后的晶粒变细。从目前的最直观的工艺手段也就是高频振动台的脉冲力波的介入，可以加速过冷度的实现。参见图7形核率N和成长率G与过冷度△（见式-1)

理论结晶温度t0与实际结晶温度t1之差： ^{t0-t1=}\trianglet 过冷度

式-1：过冷度公式

见图8所示：如果在此阶段有高频振动的介入有利于过冷度的早实现。因为高频振动会十分有效的加速金属液的散热冷却。提早让液态金属液温降进入结晶所需要的临界点以下（见图8）；即快速从理论结晶温度降低到实际结晶温度；这个过度区间的温差也就我们图7和图8中标示的过冷度△t；由于材料的不同这个区间点也是不一样的，如何增加过冷度对晶核的早孕育和最大限度地消除或校正液态金属在结晶晶格缺陷的产生或最小化至关重要。我们今天从上到下所要阐述的内容都是在研讨如何适当的提前实现过冷度△t或者说如何更加有效地干予热平衡运动的热扩散效率。

2、变质处理法：对于一些大型铸件因体量大热量集中，扩散热量慢，要想获得较大的过冷度是很困难的。

为获得细化晶粒通常是加入一些对应的冷金属物质如：铝A1、钒V或少量的钛 Ti、锯Nb 等元素以达到快速结晶和细化晶粒的目的。（如果同时加入高频振力波的介入就会加速散热，也就更加有效地提高添加剂快速形成结晶晶核）。

3、高频脉冲式振动铸造凝固法：高频振动力波分三种：一是最早期的超声波束射振动，二是电磁振动；三是高频振动浇铸结晶台。超声波振动由于其束谢特性只适应点对点的作用；电磁振动耗能大，输出力小也不适应于大吨位工业化的应用。所以，前两种只适应真空冶炼和试验室及小吨位铸冶或试验应用。成规模的工业化生产还只有当前最适应于铸造的就是高频振动浇铸结晶台。高频振动台产生的振力波其扩散特性非常有利于在金属原子（或分子）间快速全方位传递；特别适应于液态金属强化浮硅孕晶形成；也可以叫晶孕核的产生。（为什么高频振动会影响到过冷度的实现与结晶的细化后面会有详细的说明）

合理的结晶区间 过冷的结晶区间

图7.形核率N和成长率G与过冷度△

上述的三种加速结晶细化晶粒的工艺方法的前两种在没有增加高频振动力波的介入都是有其局限性的，第一条比较理论化，实际可操作性不强。第二条用添加剂的办法极难控制好增添剂量的多少。很容易影响铸造材料成份的精确度。如何解决这一突出矛盾？第三种全新的技术GZT250M型高频机械脉冲式振动浇铸台的应用：脉冲式振动铸造技术的边振边浇注的工艺方法十分有效地解决了金属材料从液态向固态成形的最后关口补充了快速结晶、细化晶粒且最大限度地降低晶相缺陷的有效手段。高频台即是一种独立的工艺手段，同时又十分贴切的配合其它的促进结晶的工艺流程之中且不可或缺关键要素。这是继4000 年的铸造文明史之后中国人在世界通用铸造史上又一重大创新与贡献。

六、高频脉冲式振动对热交换平衡运动的影响及金属致密关系的分析

在铸造过程中所有的方法都是在围绕着如何快速结晶、如何细化晶粒。通过图9和表1我们可以很明白的确认出细化晶粒与快速结晶带来的机械性能的提升。但都没有对结晶过程中形成的晶格缺陷如图6-1-2-3-4提出有效的解决方法。要想快速结晶就得有效降低过冷△t。高频振动浇铸台的应用为解决加速热度扩散、加速结晶、校正晶格、消除气隙为、晶粒细化提供了有效的外力支援。打破了晶粒向正确的结晶方向快速移动的阻碍，大大的减少了并校正晶格的错位阻尼。道理其实很简单：振动力的高频脉动冲击就会加快原子的加速位移，这种位移就是一种热量交换运动与平衡的反复，在这个过程中带来的轻质比重的热、气、杂的折出也就是加速过冷度的实现的过程。当然，在液态金属向冷凝的转变过程中的冷热交换始终都是存在的，只是在自然常温状态下的冷热交换过程中是相对缓慢的进行着，专业上称为适温下的“热交换平衡运动”。脉冲式高频振动台会或者说一定要达到加速这个热交换平衡运动的进行才有意义；其实这就好比你要把一个冷态的金属固体加热成液态是一个道理，区别只是在于一个是通过不但的加热来改变金属的“热交换平衡运动”直至熔化；一个是借以高频振动加速散热到冷凝来改变它自然的

图8.纯铁金额属的冷却曲线

“热交换平衡运动”以达到快速结晶、细化晶粒的直至快速凝固的作用。国内一些权威机构研究证明了高频振动能量作用是可以促进热交换平衡运动且满足克劳修斯平衡式的结果的。（见式-2)

式-2：热交换平衡运动微分平衡式

既然实验认证液态金属在脉冲式激振的作用下的热交换基本满足克拉佩龙-克劳修斯的微分平衡式。也就说明了在液态金属内的外力干预的可行性、金属结晶体内的在振动力的激振下热平衡交换的客观性和其规律性。（克劳修斯（伯诺瓦·保罗·埃米尔·克拉珀龙（法语：Benoit PaulémileClapeyron（1799 年2月26日-1864 年1月28 日）法国物理学家，工程师，在热力学研究方面有很大贡献。RudolphClausius， 1822~ 1888）德国物理学家，是气体动理论和热力学的主要奠基人之一。）

高频脉冲振动力的激振有利于在液态金属结晶过程中存在的气隙以及原子核之间的牵制阻尼降低，都会因高频振动台所产生的脉冲激振力能有效促进热冷原子的对流运动带来快速热量的扩散，以及金属的收缩等因素而形成的热应力平衡也能因此而起到十分明显的促进其交换；如果此时没有高频振动这个外力的介入，结晶晶格缺陷的大量存在就是必然的了。高频振动力波的激振条件下无条件的打破或降低了晶格错位存在的条件或者可最大限度地减少点、线、面缺陷存在的量级。高温液态流体金属晶粒之间相互充填和充实的机理，是在高频激振波的作用下，能最大限度地挤压出流体液晶中的气体和杂质；或者说：高频振动台脉冲力所产生的高频率激振波作用能最大限度地为气渣等轻质物质的快速逃逸析出提供了最佳条件；也能最大程度上减小金属晶粒结晶过程中的晶体之的无序性；同时晶粒经受到高频激振诱引下的惯性力作用会减小晶层间磨擦阻尼，晶粒之间的吸附引力能力也大大削弱。此类形态的出现就是有了振动频率达6000-9000次（即：200-250HZ是最基本的捕获热态金属材料离散状态下运动原子的频率）的高频脉冲激振影响下才能达到的致密效应，就目前为止是大多数用户的应用实践经验确认了这一振频值的选择的适应性。其实这种技术最早在航空航天用材钛合金的真空冶炼中就得到过类似的验证。当然，实际上在黑色金属领域的应用我们建议尽量选择在消失模腔用6000——9000次/每分钟的振动频率是可行的；特殊情况下再高一些作短暂的调节性激振动也不是不可以。据北京谋金属材料研究院和南昌大学有一课题组对有色金属中锌铝合金铸件与黑色金属中的铸钢铸铁件在不同频率振动条件下金属收缩试验对照模型中我们很容易得到上述这个结论（图9、10）。同在金属模腔条件下的振动凹陷坑形可进一步证实消失模腔条件下振动频次6000次左右（100HZ）的振频是合适的（至少目前的研究结论是如此）。再高无益且易出现颤振（什么是颤振和紊振？后面会专门讲到的），问题是的如消失模腔或非金属模都是经受不起更高的振频。

图9.锌铝合金在振动下收缩的对比示意图

图10.铸钢（铁）不同频率振动下收缩的对比示意图

还有一个金属特性：那就是从微观物理学上讲，在离散状态下的金属的最小单元的原子围绕原子核的高速旋转运动时是不受重力加速度的影响的（所以工频振动对其是没有影响力的，只有脉冲式高频脉冲振动波才能同频捕且获影响到它运动）。而我们这里恰恰就是要讲如何通过外力影响它的运动来达到优化孕晶结晶的目的。工频振动恰恰就只是应用重力加速度的正弦振动带来液态金属的振荡（图14、16）。所以说工频振动台对结晶是没有影响作用的或者说不到4500次以上的正弦重心引力振动是远不足以影响液态金属的物理性能。为什么最早期的影响结晶的方法就只是超声波和电磁振力台而不是工频振动台？原因就在于此。但GZT250M型高频振动台的出现就改变了这一局面。高频振动台所产生的是高频率微振幅脉冲力波（图15、17）强劲的高频次的冲击强度的对比图谱告诉了我们，高频振动台在铸造中的的应用对液态金属中各种金属原子在结晶过程中形成晶核起到远高于超声波的作用。因为高频振动力波在是在金属内力波传递效能几乎是 100% （中学物理中有一个著名的钢球击打钢球的试验就明白了：力在固态下传递无衰减，但在固态下是有方向性的。而高频力波在液态下的传会更加强劲且无方向性，这是因为液态下的原子的高速运动受到高频激荡力量的冲击后它同时也会把这个力传递给它周围的运动中的原子或分子个体而产生连锁反应。所以脉冲式高频台的激振效应远超过且优于超声波束射的局限性）(表 1如下)

铸锭结晶构造示意图

（图11.中的三层结晶区中1是表面细晶区，2是柱状晶粒区，3是中心等轴晶粒区）图11.从图11三层结晶区的晶粒粗细就可明确的说明了合理快速冷却对细化晶粒是多么重要。

首先，高频振动脉冲力波同超声波一样对高速活跃的液态金属有着十分强劲影响作用，且远比超声波拥有良好的扩散性。其二，还有一个原理就是高频振脉冲动能的加载；会明显的加速了型腔内液相金粒与型腔壁边早冷先孕晶核形成对流交换，从而加速快速结晶的效率，同时在这种交换与流动过程中就会造成不但的液态热量的再平衡析出，气、杂在这个不但的热交换运动中带着热量被挤出逃逸，也就是排气除杂降温的过程。其三，就是晶核形成的不管是片状晶粒还是树状，总之在晶粒的最外端都是尖枝状，这些尖枝头顶尖一部分都会因脉冲振动带动的热交换运动的加而断裂或脱离而形成新的晶核从新吸附周围液晶形成新的晶体单元（这也是一种存在的可能性）。但这一振动细化晶粒的原理在金属材料研究界是一个最早达成的基本共识。但细化晶粒主要取决于振断晶枝是有待商的。当然，对高频振动在金属材料熔炼与铸造这个领域的运用研究是一个永恒的课题，远没有到达终点。表1晶粒大小对金属材料强度和塑性的影响晶粒的直径越小其抗拉强度8b和延伸率8值就越大.

为什么说高频振动会影响结晶：液态金属的热平衡交换在高频振动作用下，结晶体微观结构的优化排列所形成的排气、析杂的同时也加速了热量的扩散，正是这种热扩散的加强就促成了快速结晶和多晶核的形成。通过图11我们不难看出快速结晶与快速冷却是有直接关系的。这个成因就是如何快速让液态金属快速温降越过理论结晶线形成所需要的实际结晶温度（过冷度△t）。铸锭结晶构造示意图的粗细的金相分布，十分明确地告诉我们如何合理地提高过冷度实现的速度，是决定结晶效果的重要因素。

在高热度密闭的结晶腔内或型腔内，目前唯一能给予的就是通过高频振动台施以高频振动脉冲力波。这一高频脉冲激振就是细化晶粒的直接作用，借以打破了液态金属在自然温降下的自动热平衡交换的结晶格局（而图11铸锭就是典型的自然温度下的结晶状态，这显然不是我们铸件所需要的状态；但通过它的结晶状态让我们明确了冷得快就结晶细化是肯定的图13也证明了这一点）。这正好对应了图7、8涵数模型的效应。于是在高频激振形成的挤压引力的作用下，强化的流动性提升，且促进了晶粒在高频振动波的激荡形成的优化过程，形成的金相细化结构即单位时间内多产生晶核，这正是我们所希望的高精良铸造效果。也正是这种在高频率、微振幅激振波的引导下形成的晶间高透气性和杂质强析出能力，才大大缩小的晶面的无歇、无杂的同时校正了晶格缺陷的存在而达到理想致密的结晶状态。使之，最终固态金属的比重能最大限度地接近或完全达到或甚至超越理论比重值，这就是高频振动台边振边浇带来的高致密性（请参见图12、13 的对照）。同时，在金属冷凝过程中从半液态向固态形成的后期，高频振动的作用还能大大降低或消除铸造应力的残留。这一点，只要是做金属材料人们都明白这一结果会给铸件的后加工带来多么大的好处。同一材料没有加振铸件晶相晶粒粗大无序。如图12

图12没有通过振动铸造的锌铝合金铸件在500倍光学显微镜放大晶相图例和屈服强度测定再请看图13通过振动浇铸的铸件晶相晶粒细腻有序且综合机械性能比前者高达2.5：

图13通过振铸造铸的锌铝合金铸件在500倍光学显微镜放大晶相图例及屈服强度测定。

七、高频脉冲式振动台与工频台的区别

为什么要对工频振动台（图14）和高频振动台（图15）加以对比？因为不是只要有振动就会影响结晶的。也只有高频振动的脉冲力量在振动铸造中会才能带来如此高致密效果。那让我们来建立一个工频激振和高频激振运动波形对比，仅从物理层面上看，就会更清楚地证明高频振动波给高致密结晶是如何创造了可能性的（参见图16、17）。

我们都知道50HZ的工频振动2840次/分，那么（高频振动电机我们就以消失浇铸台专用的GZF120-200型为例）100HZ的高频振动频率就有用6000或12000次/分钟来对比。从这一数据对比中我们不难看出：工频2840次/60秒 \scriptstyle:=47 次/秒，高频6000-12000次/60秒=100-200次/秒。 100/47{=}2.13{-}4.3 倍（参见图16、

17的波形对照），显然，高频比工频振动平均高出了2.13倍次/秒；也就是说，在单位时间（1秒）内一个工频振动波次中，高频振动频次要高出工振动的2.13-4.3倍。如果我们载取工频振动的一个振幅波（见图16、17），放大到可画出一个脉冲波图来看的话，那么我们就可以很清楚的看成到：当工频振动的一秒内高频振动台已完成了100-200多次激振。所以，每秒47次的工频振动对应100-200次/秒的高频振动PK出的影响结晶聚的金相组织优化效果能力是显而易见的。

（见图14和图16）（见图15和图17)

振动频次2840次分钟振频不可调

从下两个振波图示我们不难理解到工频正振动力对液态金属的影响肯定是远不能与高频振动台产生的脉冲波带来的影响大。图 16 与图17我们可十分明确地看到在一个正弦波距内或者说是在同一个单位时间内工频台完成一个振动周期时而高频台已经完成了一百多次的激振。工频台为什么需要三维（如图14）？是因工频的振频太低，所以人们才不得以从另外两维方向加振以强化颤抖振动的密实效果；而高频台之所以仅一维的振频足够高了。最关键的是工频台给腔内金属带来的只是震荡。而高频脉冲式振动所产生作用是高温原子和相对独立的分子体的热交换运动且不会影响腔内的还原环境。再看图16显示出的是2个单位时间内的两次振动频谱；图17表达的是高频台在与工频振动同1个单位时间内完成的近百次的振动频谱就说明了两者的物理特性差距。

图14.工频三维振实台<br>图16.工频台正弦振动波图谱

高频台4500-18000次/分钟-振频可调<br>图17.高频台脉冲振动波测试（平振型）图谱

八、高频脉冲式振动台是加速结晶和细化晶粒的最有效途径

图15.GZT250M5H型五维脉冲式高频振动浇铸台

从上述GZT250M型高频台的激振频率数据结果就足以说明真正意义上的高频振动的共振激励结晶效能，能使液态金属从高温流体状到冷凝结晶的过程中提高填充能力，因具有高频次的激振诱引晶粒细化得到十分显著的强化。由此，使得金属材料的铸造品质与综合机械性能得到十分显著地提高就成为必然。因为我们的常用铸件与真正理想的品质还有着“一千倍”的差距。这就说明我们当下的铸件产品质量有待提高的空间十分巨大。特别是从事高锰钢及其它耐磨钢的厂家，如何提高抗耐磨性能？最快捷的办法就采用目前最先进的高频振动台实施振动浇铸来加强金相结构的优化。如果还有没有采取高频振动浇铸的应当尽快完善这套工艺流程。当然，虽说在多晶格里，也就是合金钢种的条件下是不可能达到理想晶格的金相组织的。但我们在高频振动边振边浇铸的条件下是完全有可能大大地缩小这种差距和提高铸件的金相质量的。如何采用更新更高的新技术手段和更简明有效的工艺方法，提高铸件产品的技术含量才正是企业所需要认真探索的。用什么样方法和事半功倍的投资而取得高回报？这就是要探索的核心：采用高频振动台施于铸造。所以，至少目前只有高频振动台配合传统的和其它行之有效的工艺路线施行振动浇铸，才能帮达到将一款普通产品提高成为高附价值产品的不二选择。

只有比效才有鉴别：见图13、18 高频振动浇铸出来的产品断面金相图，图12、19没有高频振动浇铸出来的同一产品实物晶相和断面图。对比的结果不难看出：高频振动浇铸的产品金相：金相组织紧凑，致密，结晶细腻均匀；没有加振浇铸的同一产品材料：晶粒组织粗大、杂乱、松散。在这两个有着十分明显反差的结果面前，我们有理由相信高频振动台在振动铸造中的强大作用存在的客观性。而且完全能证明了上面一全部理论阐述的可行性与方向性。那么我们就可以负责任地说：高频振动铸造带来的就是从非理想结晶一一向理想结晶材料综合机械能的优化是确定的。

在我们在更加用心为之努力探索这一目标时，一定要清醒地认识到：不是是个台都能振！不是什么型式的台都能振出一个高致密度的！更不是振动频次越高越好（振频低少于4500次更没有实效）！请注意高频振动浇铸时振动台的工艺参数的选择：在150-250HZ（对应的GZF120-250M型高频振动电机的脉冲频次就是

4500-12000次/分钟）的高频振动条件下边振边浇铸的金相结构与综合机械性能的质量指标的成倍提高是确定的。图13、18 致密的铸件晶相断面已经说明了这一结果。但在消失模的振动浇铸时，要特别注意对高频振动浇铸的过度振动也会造成金相挤压应力的存留。因此，振动频次不能过高，一般原则是4500-12000 次/分钟（平均值6000-9000次/分钟为佳这也是大多数用过高频振动浇铸的厂家通过GZT250型台的应用的实例总结）。为什么我们要反复强调这一点呢？再回到图7对形核率N/成长率G的比值观察：从图中从结晶开始到成长率的峰值点的这个区间是金属液的过冷度越大，结晶后得到的晶粒越细小。但从图中的虚线部分又可明显地看到：当冷却速度过大后N和G反而下降。这就是过大的温降（过冷度△t过冷）会事得其反。原因就是过冷度过大又反而会直接影响原子热度的扩散从而限制了结晶的速度。所以。在液态下尽量不要采用大于8000-10000次/分钟的振动频率用于振动浇注，同时我们也要强调一个误区：在有色金属在钢质模腔内施以正压下（氮气加压 1.0MPa\dot{,} ）的压力振动浇铸振频是可以达到400一600HZ的都是可以的。但，我们这里强调的是在消失模腔负压下的黑色金属的振频是有一定的局限性的。原因有三：一是：过度振动也会造成金属液体过冷度△t过大而结晶效率降低；二是：过振会大大提高消失模型腔破损率。三是：强振或紊振都会造成晶包挤压形成铸造应力残留增大。脉冲式高频振动台在浇铸中的应用是必须的。如此，用好了高频振动浇铸带来的铸件品质的提高与直经济效益是十分巨大的。仅从图18、19 的铸件断面组织的优劣对比和图 20、21冒口收缩表现的差异性就可以管中窥虎可见一斑。

加压断力约200多吨

图18.高频振动浇铸出来的板锤断面实例图19.没有采用振动浇铸的板锤断面实例

应当明白：再好的理论阐述与缜密推导的都没有一个真实的实践结果更有说服力（图13 的金相分析图更加有证明力：这个真实而珍贵的科学结论是北京一材料研究所与南昌大学一课题组在经过年的实验获得的，可见学术界对振动铸造的研究一天都没有停止过；不了解怎样的台才是适应铸造用的高频浇铸台是需要负出代价的。

振浇的冒口：为补收收缩成了空心管 <br>无振浇冒口：来不及补就自冷凝了

加压约80吨压断（这就是致密与不致密差距）

图20.经过振动浇铸的冒口的十分有效的收缩到底实例 图21.没经过高频振动浇铸的冒口基本无收缩实例

高频振动浇铸的应用前首先是要从优化浇冒口系统开始：从图 20、21的对比可以看到到两个结论：一是，在高频振动浇铸的情况下，对一般中小型铸造件冒口的耗损至少可以减少 80% ，对大吨位的铸件省下的冒口耗损可降低 50% 是确定的；就铸钢件面言：一般情况下是冒口的设计相当于产品重量的 50%-100% 左右，大型铸件最高可达两倍之多，虽说材料是可以回收再用，但这里耗损的电能、人工等等损耗可是一笔大钱哟。二是，在高频振动浇铸条件下工件的致密度的提高是无可置疑。从图21冒口几乎无收缩的现象可以更进一步证明在没激振的情况下仅靠冒口补缩几乎是不可能的。因为体量小于总铸件的冒口的自身热交换比铸件本身还要快，有的甚至还要倒补。在高频振动浇铸的状态下，铸件产品的冒口的功能发挥得淋漓尽致见图 20。还要怀疑振浇铸的产品的致密度吗？同理，你还能相信你没有振浇铸的产品是达到技术标准的实体吗！答案是肯定的：对很多没有通过高频振动浇铸的铸件比重一定是不达标的，更不用说致密了。据不少企业的经验值表明，高频振动浇铸的产品成品重量相对不振动的至少可提高 10-15% 甚至更高；特别是在大型铸件上表现的由为明显。这百分之15的重量差带来的品质差可远不是这一点，综合机械性能那可是成倍甚至是几何倍的提高。

再就是另外两个主要工艺节点的改进与提高：一是涂料的选择，据近二十多年的应用证明了只具备高温瓷化性能的涂料才适应振动铸造之用；作为√法和消失模如何选用合格的高频浇铸台和一款适合抗振的涂料，振动浇铸就成功了一半；二是砂箱负压的加强与相关设备的工艺调整或改造。在高频次高强度的激振状态下，仅靠那薄薄的一层脆弱的涂料支撑肯定是不现实的。负压系统的调整也是必须的，这些都是高频振动浇铸中重要的节点之一。采用GZT200或GZT250M型的高频振动浇铸台在上述两大工艺装备改造成本上的投入是最低的。因为GZT25OM型的高频振动浇铸台是当下唯一型从首创到今天已具有近 20多年专业积累，专业争对振动浇铸之用而设计定型的√法、消失模、腹模砂、树脂砂，特别是金属模等型式的适应振动浇铸的脉冲式高频振动浇铸台。

九、高频脉冲式平振台的作用特征与高频紊振台的危害性

虽然说在国内有不少厂家都在试做高频台，但绝大多数厂由于缺乏象GZF120-250型可持续工作运行的、具有国际先进专用平振型脉冲式高频振动电机技术。大多数基本上都是采用国产型混凝土工程专用的150HZ对极非连续运行的工程模板共振型电机版本，替代套用改制而用于高频振动台的。这种机型通常设计的功力很大，同步性很差，因此无法达到平稳的多机共振、激励结晶的消失模高频台独特的性能特征。更重要的是这些类型的高频振动电机大多数都不具备可持续工作运行的能力。不振还有模有样，一开机就响声震天，砂箱在台上就像触电般的乱跳。为什么？这就是紊振的破坏效应的反映，见图22。（紊振波或颤振波）—一破坏性很强的高频紊振型式如下：

美国航天局著名火箭专家：冯.布劳恩博士最先发现了紊振（颤振）在航天器运行中的存在，这才为美国的一系列航天事故和原苏联的N1、德国的V-2弹道导弹的临空一爆等国际空乱事件找到了原因：起飞时的大推力加速度阶段产生的颤抖。再就是回收仓在重返大气层时的黑障阶段时的高频颤振是所有航天器需要经受的最大考验。所以，航空航天的所有主体整机及部件都必须经受得起图22这样的振颤（紊振）。这一紊振并不仅仅只是存在于冯.布劳恩博士发现的航天器上；而在我们的工业振动技术应用中同样存在。如我们铸造应用的很多厂家出产的紊乱振动台上就广泛存在这种具有强破坏性。

图22.就是紊振台所产生的混乱的破坏性振波图

如图22。在这样的高频振颤下（俗称颤抖，也叫紊振）没有不被振破的型腔，这样的颤抖或紊乱振动就是破坏性的振动，这样的高频振颤仅限于破坏性试验之用，如航天航空器的零部件或整机的抗振验证；象消失模、树脂砂等绝对不能用的。可悲可叹的是我们现在看到的一窝风兴起的高频台多数都是这种效果的紊振高频台。什么样的台才是适应我们消失模浇铸的台呢？具备脉冲平振效果的高频台（如图15和图17）。什么是高频平振台？高频脉冲平振就是它的振波从台面振力波发射板发射始终是在一维方向上，十分且具有规律性、一直性；见图17的高频振波

频谱，再对照图22和高频振颤图我们就不难明白一个合符技术标准与不符合要求的台区别有多大。（图22 高频振颤图：几乎是没有规律性的紊乱振动，这种激振效果主要适用于破坏性试验之用）。再请对照图17的高频平振波图就不难明白其差别与危害所在。竖轴是振幅，横轴是频率。请看当颤振频次达到7800次左右时其振幅上升到了

4mm.而平振台当达到7800次时的振幅而是下降到了0.8-0.5mm左右，在这么大的反差下大家就不难明白紊振台的危害与破坏性的强大了。所以说不是什台都能用浇铸的。

如消失模之类的非金属模肯定是不须要也经受不起这样的高频颤抖性振动的！请看：在图22中有一条虚线，颤振台的颤振强度只要不超过这个极限：振幅在2.5MM以下，振频不大于120HZ，按对级电机计算就是不超过7200次/分钟，其破坏性是相对有限的；虽如此，在颤振下想得到理想的结晶体肯定是不可能的。只要没振破型腔，对除气杂是会有一些作用的，但这种颤振对消徐晶格缺陷一点帮助都没有，相反会带来更多的晶粒错位的存在，因为紊振会破坏金属原子运动的规律性。

十、结束语

机械脉冲式高频振动铸造在金属模、消失模、√法、覆膜砂等铸造工艺配套中应用效果是显著的；随着业界对高频振动铸造在消失模√法等现代铸造技术配套中重要性的认识不断提高，我们有理由相信，高频振动铸造技术会从高致密铸造的配角，逐渐成为现代铸造工艺流程中的主流也是必然的；正确的应用脉冲式高频振动铸造这一创新工艺流程的不可替代性，作为关键工艺节点技术必将成为必然。

参考资料：

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5、王红霞，张国平，许春香，等．机械振动对纯晶粒细化及凝固收缩的影响[J]铸造设备研究，2007，2(1)：28
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6、马有云，许云华．金属凝固原理及技术[M]．北京：冶金工业出版社，2008
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9、乐启炽，鸥鹏，崔建忠，等．镁合金半固态制浆新工艺，东北大学学报，2002，23(4)：371—375.

作者简介：

王俊：男，1959 年1月生，毕业于武汉理工大学，专业：《机械制造工艺及设备》和《企业管理工程》。高级工程师，长期从事机械设计制造和铸造工艺应用与技术设备研发。曾历任：国家城市建设部城市汽车车辆专家委员专家、湖北省铸造行业网专业委员；多次获国家经贸委国家新产品专项项目主持人、湖北省和武汉市科技成果奖和相关国家专利等多项。现任武汉威斯克工程机械设备有限公司总经理兼总工程师。主要研发生产高频振动力源、专用高频振动电机、高频振动成套设备和各型专用工程机械设备等；在国内首创研发成功推出了多维度机械脉冲式高频振动工业台系列产品，广泛用于国内外金属材料铸造成形。联系方式：手机13507143778（微信同号）邮箱：754310885@qq.com固定电话/传真：027-84755938

冷芯芯砂处理技术的研究

李明　王耀启韩运奥程乐意 潍柴(潍坊)材料成型制造中心有限公司摘要：本文深入研究了冷芯芯砂处理技术。阐述了其发展背景，包括在铸造工艺中的重要性及传统处理手段的挑战，强调了创新的必要性。详细介绍了多种创新方法，如冷芯芯砂预处理沸腾加热工艺及自动化配料混砂方法、智能称重与加热一体化芯砂沸腾处理装置及控制方法、冷芯芯砂混砂前处理系统及其智能化温控方法等。分析了这些技术的优势与创新点，包括精确控制加热过程、自动化配料混砂、智能称重与加热一体化、智能化温控等。通过应用案例展示了其在提高铸件质量、降低成本、提高生产效率等方面的成效，并展望了未来发展趋势，包括智能化、高效化、环保化和多功能化。

关键词：冷芯芯砂；处理技术；创新方法；发展趋势

一、引言

冷芯芯砂作为铸造工艺中的核心材料，其处理技术的进步对于提升铸件品质、降低生产成本以及缩短生产周期具有至关重要的作用。在现代工业生产领域，铸件的品质与性能直接关系到众多产品品质与可靠性。冷芯芯砂的处理技术是铸件品质控制的关键要素之一。

随着科技的持续发展与工业生产的不断演进，对冷芯芯砂处理技术的需求日益增长。传统冷芯芯砂处理方法存在加热不均、配料混砂作业效率低下等问题，这些问题导致铸件品质稳定性差、生产周期延长和成本增加。为应对这些挑战，近年来，冷芯芯砂处理技术经历了不断的革新，一系列先进的工艺与方法应运而生。

本研究致力于深入探讨冷芯芯砂处理技术的创新方法，评估其优势与局限，并对未来发展进行预测。通过研究冷芯芯砂预处理沸腾加热工艺、自动化配料混砂方法、智能称重与加热一体化芯砂沸腾处理装置及其控制方法、冷芯芯砂混砂前处理系统及其智能化温控方法等多项技术，旨在为冷芯芯砂处理技术的进一步发展提供理论依据与实践指导。

二、冷芯芯砂处理技术的发展背景

2.1冷芯芯砂在铸造工艺中的重要性

冷芯芯砂在铸造工艺中扮演着至关重要的角色，它是制作铸件型芯的关键材料。这种材料的主要功能是帮助形成铸件内部那些复杂且精细的空腔和通道结构。通过这种方式，冷芯芯砂能够显著提升铸件的精度和表面质量，确保最终产品的质量达到预期标准[1]。

冷芯芯砂之所以在铸造行业中备受青睐，是因为它具备出色的强度和极佳的可操作性。这种材料能够在室温条件下迅速硬化，从而大大缩短了生产周期。与此同时，冷芯芯砂的使用还能够有效降低能耗，因为它避免了高温加热的必要性。通过减少生产时间和能源消耗，冷芯芯砂不仅提高了生产效率，还显著提升了经济效益，使得整个铸造过程更加经济高效。

2.2传统冷芯芯砂处理手段的挑战

(1)加热不均匀

在传统的冷芯芯砂处理过程中，当芯砂被加热时，常常会遇到加热不均匀的问题。这种不均匀的加热会导致芯砂在某些局部区域出现过热的现象，而在其他区域则可能出现加热不足，未能完全硬化的情况。这种加热的不一致性会对铸件的质量产生负面影响。具体来说，局部过热的区域可能会导致芯砂的结构发生变化，从而影响铸件的精度和强度。而未完全硬化的区域则可能在后续的铸造过程中无法承受高温金属液的冲击，导致铸件出现缺陷，进一步降低其整体的强度和可靠性。因此，传统的冷芯芯砂处理手段在加热过程中存在的不均匀性问题，是一个函待解决的技术难题，以确保铸件的质量和性能达到预期的标准[2]。

(2)配料混砂作业效率低

在铸造生产过程中，配料混砂作业是至关重要的一步。然而，当这一环节的效率不尽如人意时，它不仅会显著增加生产的人力和时间成本，还会带来一系列连锁问题。低效的混砂作业往往伴随着配料的不精确，这可能导致材料比例失衡，进而影响最终铸件的质量。此外，混合不均匀的问题同样不容忽视，它会导致铸件内部结构的不一致，从而降低铸件的整体可靠性和性能。这些问题的存在，不仅对生产效率构成挑战，更对产品的质量控制和企业的经济效益产生负面影响。因此，提高配料混砂作业的效率，确保配料的准确性和混合的均匀性，对于提升铸件的一致性和可靠性至关重要[3]。

(3)生产周期长和成本高

这些不足的存在不仅会导致生产周期的延长，还会进一步增加能源的消耗。这样一来，既不利于企业的经济效益，也会对环境保护产生负面影响。具体来说，生产周期的延长意味着企业需要更多的时间来完成产品的生产，这将导致生产效率的降低。同时，能源消耗的增加则意味着企业在生产过程中需要消耗更多的资源，如电力、煤炭等，这不仅会增加企业的生产成本，还会导致更多的环境污染和资源浪费。因此，这些不足不仅会影响企业的经济效益，还会对环境保护造成不利影响。为了改善这一状况，企业需要采取有效的措施来解决这些问题，从而提高生产效率，降低能源消耗，最终实现经济效益和环境保护的双赢[4]。

2.3冷芯芯砂处理技术创新的必要性

为应对传统冷芯芯砂处理技术所面临的挑战，迫切需求开发一种新型的冷芯芯砂处理工艺。该工艺旨在提升冷芯芯砂预处理阶段的加热效率与稳定性，确保配料的精确控制与均匀混合，进而增强砂芯质量的均一性和稳定性，缩短生产周期，并降低生产成本[5]。

三、冷芯芯砂处理技术

3.1冷芯芯砂预处理沸腾加热工艺及自动化配料混砂方法

(1）工艺步骤

① 在沸腾器的内部结构中，特别设计并安装了一套热交换盘管以及热风循环装置，以确保整个沸腾过程中的温度控制和热能传递更加高效和均匀[6]。

② 通过先进的传感器和图像捕捉技术，实时监测沸腾器内部的温度变化，并获取砂芯的图像信息，同时测定砂芯的热传导系数，以便更精确地掌握砂芯的热特性。

③ 在沸腾器内部，实时监测砂芯的沸腾温度，并结合沸腾器内部的实时温度数据，科学地计算并确定热交换盘管和热风循环装置的加热功率，以确保沸腾过程的稳定性和效率。

④ 实时获取热交换盘管和热风循环装置的加热功率数据，并根据砂芯图像和砂芯材质的热传导系数进行精确调整，以实现对沸腾过程的精细控制，确保产品质量和生产效率。

图3.1冷芯芯砂预处理沸腾加热工艺的流程框图

(2)加热功率确定方法

根据砂芯的沸腾温度、沸腾器内部的实时温度和砂芯材质的热传导系数，确定热交换盘管和热风循环装置的加热功率。具体方法是获取砂芯的沸腾温度与沸腾器内部的实时温度之间的温度比值，根据温度比值与预设温度比值之间的关系确定加热功率[7]。

(3)加热功率调整方法

在确定热交换盘管的加热功率为Mi和热风循环装置的加热功率为 \DeltaNi\left(i=1,\ 2,\ 3\right) 后，根据砂芯图像和砂芯材质的热传导系数进行调整。首先获取砂芯材质的导热系数，根据导热系数与预设的导热系数之间的关系确定是否调整加热功率。当导热系数与预设的导热系数一致时，不调整加热功率；当导热系数大于或小于预设的导热系数时，获取导热系数与预设的导热系数之间的导热系数比值，并根据导热系数比值确定调整系数[8]。

(4)自动化配料混砂方法

获取沸腾器内部的砂芯温度和砂芯重量，并根据砂芯重量和砂芯温度确定待加入配料的重量。根据砂芯的实时重量与预设重量之间的重量比值，确定配料的重量。在确定待加入配料的重量为Bi后，根据砂芯的实时温度与预设砂芯温度之间的砂芯温度差值确定是否调整配料的重量。待加入配料为酚醛树脂和异氰酸酯，将配料加入沸腾器的内部与砂芯以25-40秒的搅拌时长进行搅拌[9][10]。

图3.2冷芯芯砂预处理沸腾加热工艺的自动化配料混砂方法的流程框图

3.2智能称重与加热一体化芯砂沸腾处理装置及控制方法

(1)装置结构

智能称重与加热一体化的芯砂沸腾处理装置，具备高效、精准的处理能力，其核心构成部分主要包括以下几个关键组件：首先是芯砂储存仓，它负责储存大量的芯砂原料，确保整个生产过程的连续性；其次是芯砂定量称重斗，它能够精确地对芯砂进行称重，以满足不同工艺需求的定量要求；接着是芯砂沸腾器，它通过加热和搅拌，使芯砂达到理想的沸腾状态，从而提高处理效率和质量；混砂机则是用于将芯砂与树脂等其他材料进行均匀混合，确保混合物的均匀性和一致性；树脂定量器则负责对树脂进行精确计量，以保证混合比例的准确无误；冷热循环一体机则通过冷热循环系统，对芯砂进行快速加热或冷却，以达到所需的工艺温度；最后是热交换器，它在系统中起到热量传递和交换的作用，确保整个处理过程中的温度控制精确可靠。这些核心部件的有机结合，使得该装置在芯砂处理过程中表现出色，大大提高了生产效率和产品质量。

图3.3智能称重与加热一体化芯砂沸腾处理装置的结构示意图

(2)芯砂称重定量斗结构与原理

芯砂称重定量斗包括称重定量斗本体、支撑柱、称重传感器、支撑块和钢结构。采用三个支撑柱进行支撑，在支撑柱与称重定量斗本体之间安装三个称重传感器，从结构上实现了芯砂称重定量斗的高精度测量。在定量斗加砂蝶阀与进砂口之间以及沸腾器进料蝶阀与出砂口之间安装软连接件，避免上部或底部重量施加到称重传感器上。称重定量斗本体呈圆锥形结构，采用三点式称重结构设计，能够精准测量称重斗的重量。传感器采用S型传感器，定量斗加砂蝶阀采用伺服控制蝶阀打开角度，位置反馈编码器安装在蝶阀中间轴上，实现闭环控制。

图3.4芯砂称重定量斗的结构示意图

芯砂称重定量斗的控制器采用西门子系列PLC进行控制，通过Profinet网络读取HMI面板上的配方中期望加砂量数据，用期望加砂量数据减去读取称重传感器测量的实时数据，计算出差值，根据差值利用PLC对定量斗加砂蝶阀执行器的驱动器进行PID控制，采用多圈绝对值编码器实时反馈蝶阀的打开角度，并反馈到PID控制中，根据剩余砂量控制蝶阀的打开角度，实现加砂量根据上位机设定改变加砂量，且具有非常高的加砂量精度。为实现芯砂称重定量斗的精准称重，设计了专门用于称重校准的方法。

图3.5芯砂沸腾器的结构示意图

(3)芯砂沸腾器结构与原理

芯砂沸腾器由上部隔砂板、下部隔砂板、热循环加热器、热循环水换热盘管以及排砂管组成。其顶部设有芯砂进料口和高压空气出口，而底部则设有高压空气进口。上部隔砂板与下部隔砂板共同作用，将芯砂沸腾器的内部空间划分为三个独立的舱室，这些舱室自上而下依次为上部密封舱室、沸腾舱室和下部密封舱室。热循环加热器和热循环水换热盘管均配置于沸腾舱室内，其中热循环加热器位于沸腾舱室的两侧，而热循环水换热盘管则安装在热循环加热器之间。排砂管位于下部密封舱室内，并固定在下部隔砂板的底部，其出口与沸腾器的排料蝶阀相连。

图 3.6PID 称重控制逻辑结构图

热循环加热器包括热循环水进水舱和热循环水回水舱，热循环水换热盘管一端与热循环水进水舱连接，另一端与热循环水回水舱连接，热循环水换热盘管上设置有散热片，有效增加了芯砂和热循环水换热盘管之间的接触面积，有效提高了芯砂温度。热循环水进水舱与进水管道连接，热循环水回水舱与回水管道连接。进水管道内流通的为冷热循环一体机加热后的热循环水，通过进水管道通入热循环水进水舱，回水管道内流通的为芯砂与热循环水换热盘管完成热交换后的冷循环水，通过热循环水回水舱进入回水管道，并返回冷热循环一体机。

装置还包括鼓风机，鼓风机与热交换器连接，热交换器通过热风管道与芯砂沸腾器的高压空气进口连接。通过设置鼓风机生成高压空气，并与热交换器内的高温空气混合，形成高温高压空气，在鼓风机的带动下进入芯砂沸腾器完成对芯砂的加热。

芯砂沸腾器的工作原理为：通过热循环加热器将热循环水换热盘管加热到设定温度，芯砂从芯砂进料口加入芯砂沸腾器内部，与热循环水换热盘管接触从而加热芯砂。高压热空气通过高压空气进口进入下部密封舱室，再通过下部隔砂板进入沸腾舱室底部，从下部通过沸腾舱室内的芯砂，使芯砂沸腾，并从顶部高压空气出口排出。高压热空气在加热芯砂的同时起到移动芯砂位置的作用，实现芯砂与热循环水换热盘管均匀接触，从而实现均匀提高芯砂温度值在 20{±}3°C 的作用。

图3.7沸腾舱室的俯视图和侧视图

(4)控制方法

接收制芯机的要砂信号，控制芯砂的排放和加热，根据芯砂的实时温度与要求芯砂温度的对比结果，设定鼓风机与冷热循环一体机中循环泵的运行参数，以实现对芯砂的加热。当实时芯砂温度大于或等于要求芯砂温度时，不对芯砂进行加热；当实时芯砂温度小于要求芯砂温度时，确定温度差值与要求芯砂温度之间的比值，根据比值设定鼓风机与冷热循环一体机中循环泵的运行转速。若比值大于 5% ，则设定鼓风机的运行转速为额定转速的 55% ，设定冷热循环一体机中循环泵的运行转速为额定转速温度的 55% ；若比值小于或等于 5% 且大于1% ，则设定鼓风机的运行转速为额定转速的50% ，设定冷热循环一体机中循环泵的运行转速为额定转速的 50% ；若比值小于 1% ，则设定鼓风机的运行转速为额定转速的 10% ，设定冷热循环一体机中循环泵的运行转速为额定转速的 10% 。设置换热模块和热风模块，用于调整沸腾器内部的芯砂获取芯砂的温度，沸腾器的内部温度以及换热模块内部的循环水温度根据芯砂温度与预设温度之间，确定换热模块和热风模块的输出温度根据沸腾器的内部温度和芯砂重量对换熬模块和热风模块的输出功率进行优化

图3.8冷芯芯砂混砂前处理的智能化温控方法的流程框图

3.3中控模块确定输出温度的过程

中控模块获取芯砂的实时温度和沸腾器内部的实时温度，根据两者与预设温度的关系确定是否调整芯砂实时温度。当芯砂实时温度低于预设温度且沸腾器内部实时温度高于预设温度，或芯砂和沸腾器内部实时温度均高于或等于预设温度时，不调整芯砂实时温度。当芯砂和沸腾器内部实时温度均低于预设温度时，中控模块获取芯砂实时温度与预设温度之间的温度差值，并根据该差值确定换热模块和热风模块的输出温度。中控模块配置第一预设温差和第二预设温差，且第一预设温差大于第二预设温差。当温度差值高于第一预设温差时，确定输出温度为(M3，N3)；当温度差值低于或等于第一预设温差且高于第二预设温差时，确定输出温度为(M2，N2)；当温度差值低于或等于第二预设温差时，确定输出温度为(M1，N1)，其中 M1{<M2{<}M3{<}100%} ， N1{<}N2{<}N3{<}100% 。

1.计算公式

设芯砂实时温度为 T_{core} ，沸腾器内部实时 温度为 T_{boiler} ，预设温度为 T_{set} ，芯砂实时温度 与预设温度之间的温差值为 \scriptstyle\triangleT=T_{set^{-}}T_{core}, 。

换热模块和热风模块的输出温度为(M，N)，其中M和N分别对应不同情况下的输出参数。

当 T_{core{<}T_{s e}t} 且 T_{boiler>T_{s e t}} ，或 T_{core>= T_{s e}t} 且T_{boiler{>=}T_{s e t}} 时，不调整芯砂实时温度，即输出温度保持不变。

当 T_{core{<}T_{s e}t} 且 T_{boiler{<}T_{s e t}} 时：

若△T>第一预设温差，输出温度为(M3，N3)。

若第一预设温差 \mathrel{\mathop:}>=\triangleT> 第二预设温差，输出温度为(M2，N2)。

若△T第二预设温差，输出温度为(M1，N1），且满足 M1{<M2{<}M3{<}100%} N1{<}N2{<}N3{<}100% 。

3.4中控模块优化输出功率的过程

中控模块实时监测芯砂的重量，并依据其与预设重量的对比，来决定换热模块和热风模块输出功率的调整系数。中控模块设定了两个预设重量阈值，其中第一预设重量低于第二预设重量。若实时重量降至第一预设重量或以下，调整系数设定为L1；若实时重量介于第一和第二预设重量之间，调整系数则设为L2；若实时重量超过第二预设重量，调整系数则设为L3，且这些系数满足 _{L1<L2<L3<1} 的条件。在确定了调整系数Li(其中 i{=}1 ，2，3）之后，中控模块还会检测沸腾器内部温度与预设温度之间的实时差值，并根据这个差值与预设温度差值的关系来修正调整系数Li。中控模块同样设定了两个预设温度差值，第一预设温度差值小于第二预设温度差值。当实时温度差值不超过第一预设温度差值时，修正系数定为K3；当实时温度差值超过第一预设温度差值但不超过第二预设温度差值时，修正系数定为K2；当实时温度差值超过第二预设温度差值时，修正系数定为K1，且这些修正系数满足 _{K1<K2<K3<0.5} 的条件。

1.公式变量定义：

预设温度：用 T_{preset} 表示，是工艺中期望达到的芯砂温度值。

芯砂实时温度；用 T_{sond} 表示。

沸腾器内部实时温度；用 T_{boile} 表示。

第一预设温差：用 \triangleT_{l} 表示，且 \triangleT_{1}{>}0 。

第二预设温差：用 \triangleT_{2} 表示，且0{<}\triangle T_{2}{<}\DeltaT_{1} 。

换热模块输出温度比例系数：分别用 \mathbf{M}_{1} ！\mathbf{M}_{2} 、 \mathbf{M}_{3} 表示，且 M_{1}{<}\mathbf{M}_{2}{<}\mathbf{M}_{3}{<}100% 8

热风模块输出稳定比例系数：分别用 N_{1} \Nu_{2} 、 {\bf N}_{3} 表示，且 N_{1}{<}N_{2}{<}N_{3}{<}100% 8

2.首先判断是否调整芯砂实时温度：

当 T_{sond<} Tpreset 且. T_{boile{>}T_{p r e s e t}} 或 Tsond≥Tpreset且 {T}_{boile}{>=}T_{prese} 时，不调整芯砂实时温度。

当 T_{sond<T_{p r e s e t}} 且 T_{boile}{<}T_{preset} 时，计算温度差值 \scriptstyle\triangleT=T_{preset^{-}}T_{sond} 。

3.根据温度差值确定输出温度：

当 \triangleT{>}\triangleT_{1} 时，换热模块输出温度为 ，热风模块输出温度为 N3x_{Tmax\_not\_air} ，其中 Tmax _heat exchange 和“Tmax_hotair分别为换热模块和热风模块的最大输出温度值。

当 \DeltaT_{1}{>=}\DeltaT{>}\DeltaT_{2} 时，换热模块输出温度为\mathbf{M}_{2}x Tmax_heat_exchange，热风模块输出温度为 \mathbf{M}_{2} X Tmax _heat exchange

当 \triangleT{\le}\triangleT 时，换热模块输出温度为 \mathbf{M}_{1} x Tmax_heat_exchange，热风模块输出温度为 \mathbf{M}_{1}x Tmax_heat _exchange

四、冷芯芯砂处理技术的优势与创新点

4.1精确控制加热过程

通过实时获取温度、图像和热传导系数等参数，精确控制热交换盘管和热风循环装置的加热功率，确保芯砂均匀加热，提高铸件质量。

此外，该技术还能够根据芯砂的种类和特性，自动调整加热策略，以适应不同材料的热处理需求。通过先进的传感器技术，系统能够实时监测芯砂的温度变化，及时反馈给控制中心，从而实现对加热过程的动态调整。这种智能化的温控系统不仅提高了加热效率，还大大降低了能源消耗，实现了环保与经济效益的双重提升。

4.2自动化配料混砂

为了确保砂芯的质量一致性和稳定性，我们需要根据砂芯的温度和重量进行精确的计算，以确定所需加入的配料的准确重量。在确定了配料重量之后，我们还需要在特定的搅拌时长内进行混合，以确保配料能够均匀地分布在砂芯中。通过这种精确控制配料重量和搅拌时长的方法，我们可以有效地提高砂芯的质量一致性和稳定性。

4.3智能称重与加热一体化

通过实现芯砂的定量处理与加热过程的一体化操作，可以显著提升生产过程的效率和加工精度。具体来说，这种一体化技术能够确保芯砂在生产过程中得到精确的计量和均匀的加热，从而避免了传统分步操作中可能出现的误差和时间损耗。这样一来，不仅提高了生产效率，还确保了产品质量的稳定性和可靠性。通过这种创新的工艺流程，企业能够在市场竞争中占据有利地位，实现更高的经济效益。

4.4智能化温控

通过中控模块根据温度和重量参数，优化换热模块和热风模块的输出功率，实现智能化温控，提高能源利用效率，降低成本。

五、冷芯芯砂处理技术的应用案例

以潍柴动力股份有限公司为例，该公司在冷芯芯砂处理技术方面取得了显著成果。其拥有多项专利技术，包括冷芯芯砂预处理沸腾加热工艺及自动化配料混砂方法、智能称重与加热一体化芯砂沸腾处理装置及控制方法、砂芯质量的自动识别与修整方法等。这些技术的应用，提高了冷芯芯砂预处理过程中的加热效率和稳定性，实现了配料的精准控制和均匀混合，提高了砂芯质量的一致性和稳定性，缩短了生产周期，降低了成本。

例如，在冷芯芯砂预处理沸腾加热工艺及自动化配料混砂方法中，通过实时监测砂芯的沸腾温度和沸腾器内部的温度，结合砂芯的热传导系数和图像信息，精确确定并调整热交换盘管和热风循环装置的加热功率，从而提高了冷芯芯砂预处理过程中的加热效率和稳定性。在智能称重与加热一体化芯砂沸腾处理装置及控制方法中，实现了芯砂进入混砂机前先进行预加热，并将温度控制在 20{±}3°C ，实现了一年四季三乙胺催化过程时长的一致性，提高了生产效率和产品质量。在砂芯质量的自动识别与修整方法中，通过自动化与智能化的结合，实现了砂芯生产过程的精细化管理，提升了生产效率与砂芯品质。

六、冷芯芯砂处理技术的未来发展趋势

6.1冷芯芯砂处理技术的创新方向

随着工业生产对环保要求的日益提高，冷芯芯砂处理技术的创新方向正聚焦于降低环境影响和提高经济效益。例如，通过引入纳米技术，可以显著提升冷芯芯砂的固化效率和强度，从而减少固化剂的使用量，降低有害物质排放。据研究，纳米改性后的冷芯芯砂固化时间可缩短 30% ，同时强度提高 20% 以上。此外，采用计算机模拟和优化设计，可以对冷芯芯砂的混合、成型和固化过程进行精确控制，减少材料浪费和能源消耗。在实际应用中，某铸造企业通过引入先进的冷芯芯砂处理技术，实现了生产效率的提升和废砂排放的减少，其经济效益分析显示，新技术的应用使得生产成本降低了15% ，同时废砂处理成本减少了 25% 。

6.2冷芯芯砂处理技术的潜在市场与应用前景

随着工业生产对环保要求的日益提高，冷芯芯砂处理技术因其在减少环境污染方面的显著优势，正逐渐成为铸造行业的新宠。据市场研究机构预测，未来五年内，冷芯芯砂技术的市场规模有望实现年均增长率超过 5% 。这一增长不仅得益于其在传统铸造领域的广泛应用，更在于其在新兴领域的潜在应用前景。例如，在汽车轻量化趋势的推动下，冷芯芯砂技术在铝合金和镁合金铸造中的应用正逐渐增多，这不仅有助于提高材料利用率，还能显著降低生产成本。

此外，冷芯芯砂技术在航空航天领域的应用也展现出巨大潜力，其能够生产出结构复杂、精度高的铸件，满足了该领域对高性能材料的需求。

总结

冷芯芯砂处理技术的创新应用，不仅在铸造行业中掀起了革命性的变革，而且在推动环境保护和资源节约方面也发挥了不可忽视的作用。随着这些技术的深入实施，铸造企业不仅能够显著提高生产效率，确保产品质量的稳定性和一致性，而且还能在生产过程中实现能源的高效利用，减少不必要的能源浪费。此外，通过精确控制加热过程和优化配料混砂作业，这些技术有助于降低有害物质的排放，减少对环境的污染，从而为铸造行业带来绿色生产的全新理念。

在智能化和自动化技术的加持下，冷芯芯砂处理技术的未来发展前景广阔。随着技术的不断进步和智能化水平的进一步提升，我们有理由相信，冷芯芯砂处理技术将在更多领域得到广泛应用，例如在精密铸造、航空航天以及汽车制造等行业。这些技术的推广和应用，将有助于推动整个铸造行业的技术革新和产业升级，实现经济效益与环境保护的双赢局面。因此，冷芯芯砂处理技术不仅是一项技术革新，更是铸造行业可持续发展的重要推动力。

参考文献： (略)

高强韧性球墨铸铁桥壳的开发与研究

胡福星刘兴国吕超 张海彪许非 山东湖西王集团铸业有限公司要：随着社会和经济的发展，为了达到节能减排要求和经济性，车用铸件设计日益追求轻量化。铸件的高强度、高韧性是轻量化设计的基础。传统的球墨铸铁材料如QT500-7QT600-3，已经不足以完全满足车用铸件设计要求，国内外大型厂家往往结合自身需求，在现有通用材料标准的基础上建立了自己的企业材料标准和要求，如：QT450-15QT550-10QT600-10等，车用桥壳是汽车底盘系统中使用环境恶劣、应力集中、受力复杂的零件，直接关系到汽车的使用寿命和安全性能，因此对材质要求非常高。而且桥壳结构复杂，壁厚变化大，热节多且分散，铸件内部致密度、基体组织及材料的均一性难以保证，也对铸件生产工艺、铁水品质的生产和管控提出新的挑战。2024年10月公司接到国外客户开发的一款车用前桥壳铸件要求，材料牌号接近国标QT500-7，要求取7根本体拉伸试样，抗拉强度要求为：{\ge}531MPa ，屈服强度要求为： {>=}333{MPa} ，同时要求保持 8% 以上延伸率；基体组织要求球化率 80% ，石墨等级5\~7级，本体硬度190-250HB。本文介绍了该铸件潮膜砂生产工艺设计以及在KW静压造型线上实际生产中的应用过程，分享了该铸件球墨铸铁件材料生产工艺参数，铸件质量管控要点。

关键词：强韧性球墨铸铁；静压造型线；本体试样；生产工艺；

随着球墨铸铁铸件质量的提高和市场的激烈竞争，对铸件的强度和伸长率的要求越来越高。传统的球墨铸铁材料如QT500-7QT600-3，已经不足以满足车用铸件设计要求，国内外大型厂家往往结合自身需求，在现有通用材料标准的基础上建立了自己的企业材料标准和要求，如：QT450-15QT550-10QT600-10等。由于高硅固溶材料的“硅脆"特性，使得该材料的应用受到一定程度的限制。因此研究开发塑性更高的珠光体基体、珠光体-铁素体混合基体的球墨铸铁材料，进一步发挥铸态球墨铸铁的强韧性潜力，提高零件的使用寿命，对扩大铸态球墨铸铁的使用范围有着重要意义。

我公司主要产品定位在卡车和工程机械类铸件，该类铸件使用环境相对复杂，承受变载载荷等受力复杂的情况，对材料的强韧性要求更高。2024年10月公司接到国外客户开发的一款车用前桥壳铸件要求，铸件毛坏重量：160kg ，轮廓尺寸： 1030^{*}630^{*}175mm ，材料牌号近视国标QT500-7，要求取7根本体拉伸试样，抗拉强度强度要求为： {\ge}531MPa ，屈服强度要求为： {>=}333{MPa} 同时要求保持 8% 以上延伸率，基体组织要求球化率 80% ，石墨等级5\~7级，本体硬度190-250HB。计划在潮膜砂KW

静压造型线上生产。

桥壳使用位置

1、铸造工艺设计

1.1铸件结构分析

铸件轮廓尺寸 1030^{*}630^{*}175mm ，铸件壁厚 28-70mm ，存在较多的孤立热节，而且为筒壁相连结构，容易出现缩孔、缩松不良。诸多孤立热节需要设计冒口进行补缩。为便于中间孔和凸台处热节补缩，设计和使用发热冒口进行补缩(参见附图1)。

图1产品结构分析

桥壳形状

1.2 工艺设计

如图2所示，浇注系统采用补缩效果较好、充型平稳的开放式，直浇道截面积 1600mm^{2} ，直浇道、横浇道、内浇道三者浇口比为：1：1.2：1.4。设计3个热冒口与2个发热冒口，对铸件五个热节区域进行分别补缩，其中1#热冒口规格中 100^{*}260mm ，模数2.10，对应铸件热节模数1.51;2#热冒口规格中 120^{*}280mm 模数2.47，对应铸件热节模数1.28；3#热冒口规格中120^{*}280mm 模数2.47，对应铸件热节模数1.32；发热冒口模数3.6，对应位置铸件位置模数2.45和2.13，以实现铸件有效补缩，确保铸件内部不会出现缩孔和缩松不良。工艺设计每箱总重量 460.5kg ，工艺出品率 69.49% 。

图2铸造工艺示意图

1.3模流分析

1.3.1模拟参数设置 (附表1模拟参数设置)

1.3.2充型过程模拟结果：

图3充型温度

图4充型速度

通过对铸件充型过程模拟分析，铸件在设定的 1380°C 进行浇注时，铸件浇口远端最低温度为 1141.50°C (附图3)，铁水充型良好，铸件出现冷隔、浇不足不良的风险较小；铁水流体速度最大为0.643米/秒(附图4)，铸件充型平稳，出现冲砂不良的风险较小；铸件充型过程顺畅平稳，没有紊流出现，铸件出现裹气、局部渣、气体聚集的风险较小(附图5、附图6)。浇注系统设计尺寸满足铸件生产需要。

1.3.3凝固过程模拟结果：

图5充型示踪粒子<br>图7凝固模拟分析

通过对铸件凝固过程模拟分析，铸件五处热节均得到有效补缩，铸件的凝固顺序符合预期设计，铸件出现缩孔缩松的风险较小，铸件浇冒口系统设计尺寸符合和满足铸件生产需要(图7)。

2、铸件铁水成分设计

2.1铁水成分设计：

通过对铸件结构分析，铸件主要壁厚为 28mm ，最大壁厚为 70mm ，壁厚不均匀，为确保铸件厚大位置基体材料性能满足和达到图纸要求，需增加合金提高珠光体的含量。因此需要根据壁厚 70mm 要求设计材料合金的加入量。由于材料延伸率也有着较高的要求 (>=8%) ，需将铁水中的硅含量比普通球墨铸铁材料高出 0.2% ，合金成分选用对延伸率影响较小的铜元素，并严格控制铁水中铬、锡等元素的含量。铁水成分设计参见附表2。

图6充型气体

其中硅是石墨化元素。在等温转变过程中，硅阻止渗碳体的析出，使的基体中铁素体周围的奥氏体富碳，增加了奥氏体的稳定性，提高铸件的塑性和韧性。Si含量过高会引起石墨漂浮和阻碍珠光体的形成；Si含量过低，铁水白口倾向大，而且难以获得细小且分布均匀的石墨球，影响基体强度和韧性，将Si含量控制在2.5%6-2.7% 之间。

Mn的作用是促进基体中形成珠光体。稳定和强化球墨铸铁基体组织，且有利于提高材料的抗拉强度和屈服强度。但Mn具有严重的正偏析现象，往往有可能富集于共晶团晶界处，严重时会促使形成晶间碳化物，降低球墨铸铁的韧性，铸件壁厚相对厚大，Mn含量控制在0.37{-}0.43% 之间。

P在球墨铸铁中为有害元素，因为其具有严重的偏析倾向，易在晶界处形成磷共晶同时P还会增大铁水的缩松缩孔倾向，严重降低球墨铸铁强度和韧性，因此P的含量控制在0.035% 以下。

S是阻碍球化元素，加快球化衰退，还会使铁液中夹杂物增多，导致铸件产生缺陷，因此应严格控制S的含量在 0.02% 以下，但S与铁液中的 \mathbf{{Mg}} 、 {Ca} 、Mn等反应，生成硫化物质点，具有形核的作用，提高石墨球数量，因此原铁水中的S含量需要控制在下限值 0.006% 以上。

Cu能促进珠光体的形成和稳定珠光体，同时能起到细化珠光体的作用，在提高基体强度的同时对基体延伸率影响要小于Mn元素和Sn元素。由于该铸件局部最大壁厚在 70mm 因此铁水成分采用 0.40%0.46% 的 cu ，并将铁水中铬、锡等元素的含量控制在较低的范围内，避免对基体延伸率产生不良影响。

2.2炉料配比

选用龙凤山高纯生铁及高纯低锰废钢，以获得高冶金质量的铁水，避免炉料中杂质对铁水治金质量及后期石墨球化造成影响。炉料配比为： 30% 生铁， 30% 废钢， 40% 回炉料。（参见图8、图9)

铁水熔炼(图 8)

铁水成分检验(图9)

2.3球化球化孕育

2.3.1球化剂采用复合型稀土镁球化剂，加入量为 1.10-1.15% ，确保铁水球化效果，并避免球化衰退不良的出现(参见图10)。

2.3.2由于铸件壁厚不均匀，且最大壁厚为70mm ，使用硫氧型强效孕育剂并采用三次复合孕育的方式对铁水进行孕育处理，确保铁水孕育效果和避免孕育衰退。其中一次孕育采用粒度 3{-}8mm 的硅铁粒，加入量为 0.2% ；二次孕育采用粒度 \ensuremath{1-3mm} 硫氧型孕育剂，加入量为0.5% ；随流孕育采用粒度 0.5-0.7mm 硫氧型硅钡孕育剂，加入量为 10g/s( 参见图11)。

铁水球化处理(图10)

铁水孕育处理(图 11)

3浇注验证

3.1造型

模具开发完成后，采用KW静压造型线进行砂型生产，由于铸件轮廓尺寸大，铸件最小吃砂量仅有 40mm ，采用双面紧实进行造型，

使得砂型表面硬度90以上，避免铸件出现涨箱不良。然后放置砂芯、过滤片，再合箱浇注(参见图12 图13)。

图12上箱砂型

图13下箱砂型

3.2浇注

浇注时间45-50s，开浇温度 1380°C ，浇注过程中采用“慢-快-慢”原则，平稳浇注不断流。

4 试做产品检验

4.1铸件外观检验

将浇注系统和冒口分离后，铸件外观良好，无冲砂、气孔、冷隔等不良。铸件冒口补缩良好，冒口颈未发现缩孔、带肉不良。铸件对应冒口颈处外观良好，未发现缩松不良（参见图14)。铸件切片检验也未发现缩松不良，后对切片进一步X射线探伤，也未发现缩松缺陷。

本体取样检验结果：

冒口补缩效果良好，铸件内部组织致密，达到铸件毛坏的预定要求(参见图15)；浇注系统及冒口尺寸设计符合铸件实际生产要求。

图14铸件外观检验

图15铸件切片检验

4.2材质检验

铸件落砂抛丸后，对铸件进行切割本体取样检验。 (取样位置参见附图16)

图16铸件本体取样位置

通过对铸件本体取样检验，铸件壁厚40{-}70mm 区域机械性能抗拉强度达到585{-}634MPa ，屈服强度达到 364{-}380MPa ，延伸率 9.0-11.5% ；铸件筒壁区域机械性能抗拉强度达到 558{-}562MPa ，屈服强度达到347{-}360MPa ，延伸率 9.0-10.5% 参见附表3)。铸件表面硬度201-215HB，球化率 80-90% 石墨球数120-150个 /mm2 ，基体组织中珠光体含量35perthousand ，无渗碳体组织(参见附图17附图18)，达到或超过客户要求。经过多个批量验证，产品质量稳定，现有的生产工艺可以满足铸件批量生产需要。

附图17球化率(100倍)

附图 18 基体组织(100 倍)

5结语

5.1铸件优良的基体组织和内部致密性是确保铸件获得高强韧性铸铁的首要条件。特别是壁厚超过 40mm 的铸件，要求铸件内部无缩松、缩松、夹渣等不良。因此前期铸造工艺分析、工艺设计及模拟分析尤为重要，模具工艺制定前对铸造工艺进行充分分析和CAE模拟，需要充分考虑实际生产过程中出现的变差，如铁水成分变差、温度变差等，必要时设置工艺冷铁。

5.2优良的铁水的治金质量是高强韧性球墨铸铁铸件稳定生产的保障。除了常规的铁水过热处理外，尽量选用高纯炉料进行铁水生产，如选用高纯生铁、高纯废钢等；回炉料也需要特殊管控，避免与其他材质的回炉料混料，如灰铁回炉料等。

5.3严格控制和适当提高铁水中硅含量。相对于普通球墨铸铁材料，高强韧性球墨铸铁硅含量会提高 0.15\substack{-0.25%} ，硅含量的提高有助于形成和强化铁素体，是获得高强韧性球墨铸铁的必要条件。

5.4均匀而细小的石墨球和优良的石墨形态是提高球墨铸铁铸件机械性能最有效的措施。铁素体型铸铁件球化剂选用镧系球化剂，珠光体型铸件选用复合型球化剂，提高石墨球的圆整度和球化率。选用含钙、钡元素的高效孕育剂，铸件壁厚 {*}{>=}40mm 时选用硫氧型孕育剂，以提高铁水抗孕育衰退的能力。同时采用包括球化包一次孕育，倒包二次孕育，随流孕育及型内孕育相结合的复合孕育的方法对铁水进行充分孕育，以达到高强韧性球墨铸铁铁水的球化和孕育要求。

参考文献(略)

无机改性树脂 砂铸工艺的又一次革命

砂铸工艺在中国起源于上世纪60年代，当时由普通水玻璃与石英砂，陶土、白泥混在一起用二氧化碳或高温烘烤进行固化造型。由于当时设备落后，环保要求不高，这个工艺在我国的早期铸造中起到了不可磨灭的贡献，但同时也出现了很多后续问题；

（1）加了陶土、白泥后车间灰尘很大，造型工人容易患职业病；（2）由于水玻璃的加入量普遍很大，导致型腔浇铸气氛很差、不好清砂、还有浇铸后砂的残强很高，旧砂几无再生的可能性，只能大部分排向外环境；

鉴于上面的种种缺点上一辈铸造人一直在期待、探索有一种更好的水玻璃工艺去替代传统的水玻璃砂造型；上世纪70年代“沈阳铸造工艺所”引进翻译了一篇来自西欧的“关于酯硬化水玻璃在铸造中的应用”的文章，当时上海沪东造船厂以王姓为首的工程师们看到这篇文章后，立马组织厂里技术团队进行有机酯水玻璃的开发，在技术团队夜以继日的努力下，终于研发出了我国的第一代有机酯硬化水玻璃，槟弃了传统的石英砂加陶土、白泥的生产工艺，直接用石英砂加水玻璃加固化剂造型并取得成功。水玻璃的加入量由原来的 8% 以上直接降到 2.4%-3.0% ；大大减少了车间的灰尘量；提高了型腔的浇铸气氛；由于水玻璃的加入量减少清砂有明显的改善；

随着社会的进步，人民生活水平地提高，国家对环保要求也在提高，普通的水玻璃酯硬化工艺清砂和旧砂的再生循环利用又遇到了一个瓶颈口，上世纪90年代初水玻璃砂造型再次被推向风口浪尖，面对树脂砂工艺固化时间短，铸件表面漂亮，清砂容易，再生效果好等特点，水玻璃砂工艺也对在使用中的水玻璃进行了改性，加入许多无机与有机的材料对水玻璃进行改性，酯硬化改性水玻璃相比与传统的酯硬化水玻璃在溃散，落砂与再生有明显的提高，在完好的设备上残钠的去除率在 20%-25% 之间，在落砂与旧砂的循环使用中树脂砂工艺仍略胜一筹。

由于环保的步步紧逼，许多铸造厂在树脂砂与水玻璃砂之间左右摇摆。树脂砂与水玻璃砂各有千秋，树脂砂有前期固化快，铸件表面漂亮，容易清砂外，同时也是环保部明令禁止的铸造工艺，且铸件表面容易出现直裂纹导致铸件报废；呋喃树脂在浇铸过程中会散发出二恶英等强致癌物，（例举：在一个有20000多人的某造船厂同时有铸铁车间与铸钢车间，铸铁车间用呋喃树脂工艺，铸钢车间用水玻璃砂铸工艺，后经调查发现铸铁车间的癌症发病率是整个船厂的 25% ，铸钢车间无一例癌症患者）。又例如现在的碱酚醛树脂砂工艺，在浇铸时同样会释放出苯酚与甲醛，这两样东西也是国家明令禁止的强致癌类化工产品。

鉴于以上的种种原因，杭州富阳永源科技有限公司在立足做稳普通改性水玻璃的基础上致力于研发更加环保、性能更加优越的粘结剂用于替代现在的传统改性水玻璃，现经过多年的研发与实践终于研发出一款优于现用改性水玻璃的无机改性树脂，它在试验阶段和工厂的大批量生产中均表现出优异的性能，此款无机改性树脂能在可使用时间基本不变的情况下将翻箱起模时间提高1.5倍，型腔浇铸气氛优于普通改性水玻璃，落砂强度明显低于普通改性水玻璃，再生砂的钠残去除率在 40% 以上，可以提高再生砂的使用周期。

杭州富阳永源科技有限公司愿与铸造业的同行一起努力，在铸造新材料的研发上再接再厉共谱新篇。欢迎广大铸友来公司考察指导。

咨询热线：13588379155 0571-63283218地址：浙江省杭州市富阳区新登开发区双清路100号

熔炼与铸造除气和脱氧方面的知识汇总

一、气体的来源

能溶解于金属中的气体，主要是氢和氧。在熔炼过程中，气体的主要来源有：

（1）炉气：非真空熔炼时，炉气是金属中气体的主要来源。在炉气中除含有氧、氮外，还含有
水汽、氢、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫和碳氢化合物等。炉气的成分随使用的燃料和燃烧的情
况的不同而变化；如以重油或煤气做燃料的反射炉或坩埚炉中，常含有 5-10% 的水汽和较多的氢、
一氧化碳等。（2）炉料：电解金属表面大都有残留电解液，加工车间返回料大都含有油、水、乳液等。外来
废料大都有水腐蚀物、锈蚀等。特别是露天堆放和潮湿季节，炉料表面吸附有水分。这些都会使金
属在熔炼过程中吸收较多的氢。（3）耐火材料：耐火材料中所含水分也能促使金属吸气，新炉开始生产时尤为严重。（4）熔剂：许多熔剂都带有水分，其中一些（如木炭、米糠等）含有吸附的水分，有些熔剂（如
硼砂）本身带有结晶水。为减少熔炼过程中气体的来源，熔剂应进行干燥或脱水处理。（5）操作工具：操作工具预热不彻底，也会增加金属的含气量。

二、气体的溶解过程及溶解度

气体在金属中溶解度：金属在固体时，气体的溶解度很小，随着温度的上升溶解度缓慢增加，到熔点温度时溶解度急剧增加，继续提高熔融金属的温度，气体溶解度继续增加，到某一最大点后开始下降，到金属的沸点温度时，气体溶解度几乎等于零。

不同的合金元素对气体在合金中的溶解度的影响也不同，某些元素如镍等与气体有较大的结合力，使合金中的气体的溶解度增加。另上些元素如铝、锡等能使气体在合金中的溶解度降低。铜合金中合金元素对氢气溶解度的影响如下：

三、除气方法

（1）气体除气法：一种为惰性气体（如N2等），另一种是活泼气体（如CI2等）气泡越小，数量越多，对除气是有益的。但由于气泡上浮的速度大，通过熔体的时间短，且气泡不可能均匀分布于整个熔体中，故用此法除气不容易彻底；随着熔体中含氢量的减少，去气效果显著降低。

（2）熔剂除气法：熔剂除气是利用熔盐的热分解或与金属进行置换反应，产生不溶于熔体的挥发性气泡而将氢除去。如铝青铜常用冰晶石熔剂除气，白铜和镍合金常用萤石、硼砂、碳酸钙等熔剂除气。熔剂精炼时，一般将干燥的熔剂用带孔罩压入熔池中。为了提高除去效果，也可采用干燥氮气将粉状熔剂吹入熔池中。熔剂在除气的同时，还可去渣。

（3）沸腾除气：在工频炉熔炼高锌黄铜时常用的一种方法。但需具备两个条件：一是高锌黄铜的沸腾温度较低，二是熔沟部分熔体温度较高。铜锌合金的沸腾温度随锌含量的增加而降低。

由于工频炉中熔沟部分熔体温度最高，首先形成锌的蒸汽泡随即上浮。伴着熔池温度的升高，炉膛内的蒸汽压也随逐渐提高；当温度升高到整个熔池接近锌的沸点时，甚至使整个熔池表面出现冒泡。当熔池上面的蒸汽压升高到超过大气压时，锌蒸汽便向炉口喷出，被氧化燃烧，形成沸腾的喷火现象。次数越多，除气效果越好，一般2-3次即可。含锌量小于 20% 的黄铜，不能利用沸腾除气。缺点在于低沸点金属元素（如锌等）损耗较大。

（4）其他除气法：1）冷凝除气；2）振荡除气；3）直流电解除气

4、脱氧过程

使金属熔体中的氧化物还原而除去氧的过程称为脱氧。熔融金属及合金中的脱氧过程属于置换反应，凡在操作条件下，能从熔融金属中取得氧的任何物质，即氧化物的分解压比被脱氧金属氧化物的分解压为低的元素，一般都可作为脱氧剂。

5、脱氧剂

脱氧剂分为表面脱氧剂和溶解于金属的脱氧剂两种。

表面脱氧剂基本上不溶于金属，脱氧作用仅在与金属接触的表面进行，脱氧速度较慢。它的优点不溶于金属，脱氧剂不会影响金属的质量。常用的表面脱氧剂有：碳化钙、硼化镁、木炭、硼（ \mathbf{B}_{2}\mathbf{O}_{3} 等。

溶于金属的脱氧剂，能在整个熔池中与熔融金属中的氧化物相互作用，脱氧效果好得多。缺点是剩余的脱氧剂将留于金属中而影响金属的性能。常用的脱氧剂有：磷、硅、锰、铝、镁、钙、钛、锂等。这些元素可以中间合金的形式加入。脱氧反应所产生的细小固体氧化物，使金属的粘度增大，或成为金属中分布不均匀的夹杂物，故应控制加入量。

对脱氧剂的要求：

1.对金属或合金的性能无害。
2.脱氧产物最好不溶于熔融金属，且容易除去。
3.脱氧剂应足够活泼，即脱氧产物应与熔融金属在比重和熔点上有较大的差别。
铜磷中间合金除能脱氧外，并能改善合金的流动性，在铜合金生产中应用较广。

触点式变频和自动化运行在铸造行业环保改造中的应用

孟宪法展茂源王法平秦四龙(山东瑞龙环保科技有限公司山东济南 250061)

摘要：铸造厂熔炼和浇筑生产线产生的高温烟气和有机废气，严重影响铸造厂车间的工作环境。在节能降耗和智能化控制的基础上，如何有效去除废气带来的烟尘已成为行业内亟待解决的问题。本文通过简要阐述工艺路线，合理优化相关设施、科学完善生产活动、注重推进环保设备触点式变频运行、节能降耗和自动化运行控制等内容，实现了环保设备节能和智能化大幅提升，进而为铸造厂工作环境带来极大改善。

关键词：铸造厂；环保设备；触点式变频；节能降耗；自动化运行

引言：

社会发展对工业品需求量持续增加的同时，铸造厂面临的挑战同样在不断增加。其中，随着产能的提升而增加的环保设备，其环保设备能耗居高不下，及如何更高效且智能化的处理铸造空气污染是最突出的问题，若无法得到妥善解决，将会对能源系统造成较大压力，并给人们的日常生活与工作带来诸多不利影响。鉴于此，积极开展铸造厂节能降耗工作及相关课题研究，无疑具有十分重要的意义。

一、概述

目前，铸造厂熔炼和浇筑线多采用常规除尘器，在实际应用过程中暴露出了一系列函待解决的问题。除尘器存在电机长时间空转，风机电机无法自动调频，“大马拉小车"现象普遍，造成电力极大浪费；无法联动开启，清灰不彻底，存在人员操作不便，工作环境不安全，点检不全面的问题；更关键的是，其整体的自动化程度较低，难以满足现代铸造厂高效生产与节能环保的实际需求。[]

近期我公司给某铸造厂熔炼和浇筑线安装的除尘器 ^+ 催化燃烧自动化设备已投入使用，并取得了优异的应用效果。在无人值守状态下，设备能够实现自动调频，节能降耗效果显著。配套环保设备能自动完成清灰与输灰工作，催化燃烧设备可自动吸附脱附，脱附后的废气根据程序自动进入CO炉催化燃烧；整个服务周期内可节省电力 30%~40% .损耗率降低30%40% ，无人值守和节能所带来的整体费用降低幅度可达 45%~50% ，符合国家“十四五”规划中关于降本减耗增效的要求。

二、项目节能研究的主要内容

2.1项目研究主要内容：提高节能率，实现有效节能和自动化，提高运行效率，采用LC

控制器采用联动启动和自动启动功能，产尘点设计光触电感应探头，设备使用时自动感应同时反馈信号，连锁启动变频风机和除尘器设备，同时PLC控制器采用变频启动，根据产尘点的多少反馈信号自动调整风机电机功率；所述箱体的一侧安装有PLC控制柜，所述PLC控制柜和温控感应探头、二氧化碳管道电磁阀电气连接。

2.2同时为了保证除尘器其他设备节能和高效运行，除尘器底部输送装置和锁气卸灰装置采用自动感应启动功能，灰斗内灰量达到一定存储量时，锁气卸灰和自动输送装置启动，输送完成自动关闭；所述废料输送机构包括安装在灰斗下端的锁气卸灰装置，两个锁气卸灰装置的下端共同固定安装有联动输送机，所述联动输送机的下端安装有落灰口。

图1自动检点反馈布置图

2.3通过安装自动振打器，当灰斗内灰量达到设定数值时，振打器可自动振打，同时带动锁气卸灰和输送机一同启动，根据生产节拍，调整灰斗振打机的振打周期和运动速度，从而减少电机空转，节能降耗，锁气卸灰装置可以将除尘器下端进行空气封锁，避免空气涌入，发生火灾。螺丝输送或者气力输送机可联动启动，避免空转，并可以将物料输送到指定位置。

2.4本项目实施后取得效果如下

图2使用触点开关连锁不同风机的功率对比

除尘器联动： ① 锁气卸灰电机降耗 40% ② 输送机利用率提升 30%~40% ③ 灰斗堵塞率降低 90% 。

三、项目攻克的自动化关键技术

实现设备自我保护功能；

3.1除尘器自动清灰，除尘器的阻力随滤料表面粉尘层厚度的增加而增大，阻力达到某一规定值时，进行自动清灰；

3.2自动调整清灰时间和节点，脉冲喷吹清灰方式，是逐排滤筒(或者布袋)顺序清灰，脉冲阀开闭一次产生一个脉冲动作，所需的时间为0.1-0.2s；脉冲阀相邻两次开闭的间隔时间为 1{-}2min ，全部滤筒完成一次清灰循环所需的时间为 10{-}30min ，由于本设备为低压脉冲清灰，所以PLC自动控制系统会根据设备阻力情况，自动调整脉冲阀开闭时间，从而调整喷吹间隔和喷吹周期；

3.3自动高温警报，设备安装高温探测探头和联动喷粉(或 CO_{2}* )灭火管路，出现火花或者高温情况会触发电磁阀，自动开启灭火装置，同时设备安装泄爆片和安全逃生平台，出现问题最大限度的保护工作人员和实现无人灭火，

3.4实现自动输灰和锁气卸灰，灰斗内的粉尘积累到一定数量，触发联动装置，启动锁气卸灰设备进行转动，粉尘通过卸料器进入粉尘输送装置内，输送机(采用螺旋输送机或者气力输送机)连续排出粉尘到指定存放区，后进行集中处理;

3.5PLC和联动反应可以实时显示运行状况在手机或者电脑客户端，下载专用APP即可实现随时观察，随时控制；同时如果用户以前有其他设备客户端可以直接与其共享；

3.6灰斗采用联动振打功能，当灰仓存灰达到定量时，振打器开启，将灰迅速振打掉落到锁气卸灰口，避免了灰斗处存灰堵塞除尘器等现象出现；

3.7自动检测功能，设备安装检测点和数显屏，能够将除尘器所用设备配件实现检测，当某个配件出现问题时及时触发警报装置，并体现配件损坏点，提高维修效率，避免人工逐个排查;

3.8后端催化燃烧自动化的提升

由于铸造废气中含有大量粉尘物，此时含有粉尘颗粒废气进入活性炭箱，会造成活性炭的吸附性能下降，甚至堵塞，将不能对有害气体净化，因此本项目除尘器作为在吸附净化前设置预处理设备。[2]

活性炭吸附饱和后用热空气脱附再生，使活性碳重新投入使用；通过控制脱附过程流量可将有机废气浓度浓缩10-20倍。脱附气流经催化净化装置内置的电加热装置加热至250°C~350°C (加热温度由温控检测以控制)在催化剂作用下氧化反应，催化氧化过程净化效率达 97% 以上，氧化后生成 CO_{2} 和 _H_{2O} 并释放出大量热量，该热量通过催化净化装置内的热交换器，一部分再用来加热脱附出的高浓度废气，另外一部分做为活性碳脱附热气源使用。一般达到脱附\~催化燃烧自平衡过程须全启动电加热器1.5小时左右。达到热平衡后关闭电加热装置，这时脱附处理系统靠废气中的有机溶剂做燃料维持正常运转，无须外加能源可使再生过程达到自平衡循环，极大地减少能耗，并且无二次污染的产生，同时本设备采用完全自动化的程序进行运行，吸附脱附过程中实现无人值守。

本净化装置是根据吸附(效率高)、催化燃烧(节能)，自动化程度高(智能)三个基本原理设计的。即吸附浓缩--催化燃烧法。该设备采用双气路或多气路连续工作，设两个或N个吸阶床可交替使用，一个催化燃烧室，先将有机废气用活性炭吸附，当快达到饱和时停止吸附操作，然后用热气流将有机物从活性炭上吸附下来使活性炭再生；脱附下来的有机物已被浓缩(浓度较原来提高几十倍)并送入催化燃烧室催化转化成 CO_{2} 和 _H_{2O} 排出，当有机废气浓度达到 2000PPm 以上时，有机废气在催化床可维持自然，不用外加热，燃烧后的尾气一部份排出大气，大部份送往吸附床，用于活性炭的脱附再生。这样可能满足燃烧和脱附所需热能，达到节能的目的，再生后的活性炭可用于下次吸附；在脱附时，净化操作可用另一个吸附床进行，既适合于连续操作，也适合于间断操作。

四、总技术路线图

车间废气多点位安装触点反馈开关一布袋过滤器 \rightarrow 活性炭吸附脱附 \hookrightarrow 催化燃烧装置 \rightarrow 变频风机 \rightarrow 烟肉。

该工艺路线简说：从制芯、存放、浇注到冷却都会散发出不同数量的甲醛、苯酚、三乙胺、a-苯并芘、二恶英等废气混合不同点位产生的废气通过上方集气罩进入管道，每个废气集气罩吸风口都安装触点开关，当本点位的废气收集罩有废气产生，阀门打开，同时反馈信号到PLC，PLC通过处理自动调频风机运行，通过管道收集的废气进入袋式过滤器，袋式过滤器通过自动清灰，自动输灰，高温报警，压差报警等自动检点方式运行，运行过程中根据含油量大小进行自动喷粉，保护布袋避免糊袋。袋式过滤器过滤后，完成进入活性炭前的高精度过滤工作，随后进入活性炭吸附浓缩装置吸附VOCs有机污染物后，净化空气通过吸附风机经烟达标排放至环境大气。[3活性炭箱进入脱附进程后，单箱与吸附系统隔绝，脱附气体经催化箱(CO装置)加热至 90-120°C ，逐步脱除活性炭吸附的VOCs(活性炭层不超过 100°C) ，脱附风量约为总处理气风量的1/10，经脱附后，吸附在活性炭上的有机污染物随脱附空气一起进入催化氧化装置。脱附空气先经底部换热器预热，再经加热器加热到 280°C{-}380°C 左右进入催化氧化室，在热氧化室内有机物在催化剂作用下氧化分解为 CO_{2} 和 _H_{2O} ，同时释放出能量，产生的烟气进入底部换热器预热新脱附废气并回收能量，脱附气体循环多次后，一部分净化气体排入烟肉，同时一部分新鲜空气补入系统，参与脱附和氧化。

该项目整套环保设备可使废气能够得到安全、有、稳足的处理。经过处理后的废气直接通过排气筒达标排放。

图3铸造厂废气治理工艺图

五、项目整体实现的目标

5.1完成智能除尘器自动化技术的研发与应用，利用点位布置反馈信号，根据设置参数，对过滤器位置进行调整分析，并实时监控生产过程中是否出现压差波动的情况，及时做出分析测试，达到精准预测，自动检修的目的。

5.2完成除尘器增效减耗自动变频工艺的研发与应用，通过规划甲方生产车间布局，改善劳动环境，并运用点位传感系统的集中反馈、编程与操作，以及因地制宜地在烟尘空间中自动感应，进行点位反馈，实现PLC能够自动的对电机的频率实施自适应的控制，提高电机利用率，实现真正的节能降耗。

通过以上技术方面的创新，达到了以下目标：

(1)整个设备安装后(1年)下来的电力节省30%~40% ，损耗率降低 30%-40% ，无人值守和节能整体费用降低提升 45%~50% ，符合国家“十四五"规划的降本减耗增效的要求。

(2)实现自动输灰和锁气卸灰，灰斗内的粉尘积累到一定数量，触发联动装置，启动锁气卸灰设备进行转动，粉尘通过卸料器进入粉尘输送装置内，输送机(采用螺旋输送机或者气力输送机)连续排出粉尘到指定存放区，后进行集中处理;

图4铸造厂废气治理整体布置图

(3)灰斗采用联动振打功能，当灰仓存灰达到定量时，振打器开启，将灰迅速振打掉落到锁气卸灰口，避免了灰斗处存灰堵塞除尘器等现象出现；

(4)自动检测功能，设备安装检测点和数显屏，能够将除尘器所用设备配件实现检测，当某个配件出现问题时及时触发警报装置，并体现配件损坏点，提高维修效率，避免人工逐个排查；

(5)PLC和联动反应可以实时显示运行状况在手机或者电脑客户端，下载专用APP即可实现随时观察，随时控制；同时如果用户以前有其他设备客户端可以直接与其共享；

结论：

综上所述，铸造厂作为高能耗产业的典型代表，必须在不断发展过程中，提高对节能降耗的关注度，才能契合社会发展需求的同时，也能逐步向着可持续发展的道路迈进。所以，应当对铸造厂生产和配套设备的高能耗问题的源头拥有正确认知，并能够从设施、工艺以及管理等方面出发，采取更具科学性与合理性的措施，确保铸造厂高能耗问题能够得到全方位管控。

参考文献： (略)

1 呋喃树脂砂工艺100 问

接上期....

94、如何防止树脂砂铸钢件“假热裂”缺陷？

答：在技术服务中，我们将用树脂砂生产铸钢件时，在铸件热节转角部位，特别园角很小时出现的多条断续的裂纹状缺陷，看上去像裂纹，但不是真裂纹，我们称之为“假裂纹”。

分析其原因，这是由于钢液充满铸型后，在铸型表面很快会结一层硬皮，在热节周围表面上，硬皮会薄一些。热节转角处散热条件最差，硬皮也就最薄弱。

树脂砂透气性很好，硬皮外部可通过树脂砂与大气导通。当热节内部凝固收缩而造成真空或负压时，转角处外受大气压力，内受负压的作用，硬皮最薄弱部分就被压成此种缺陷。树脂砂中粉料含量少，型砂空隙率较高，导热率较低，也较有助于形成上述条件。解剖分析表明，这种假裂纹往往与热节内部的缩松或缩孔相连。我们建议的预防措施有：在热节部位厚度与附近壁厚相差不大时，加大该处园角半径，改善散热条件。增加该处涂料层厚度，减轻大气压力对薄弱硬皮的作用。采用外冷铁等可防止此缺陷。

95、如何防止树脂砂铸钢件热裂缺陷？

答：不少应用树脂砂生产铸钢件的客户向我们咨询，为什么用树脂砂生产薄壁、形状复杂的铸钢件时，最容易产生热裂缺陷？按照我们所沉积的经验，从材料方面分析，主要有如下原因：

图14铸钢件热裂缺陷

1)使用树脂砂流动性好，易紧实；树脂加入量少，砂粒上包覆的粘结剂膜薄，这样砂粒受热膨胀，砂型而形的热膨胀率比水玻璃型砂(型)高。

2)树脂砂受热后，在还原性气氛下树脂炭化结焦成坚硬的焦炭骨架，能提高砂型热强度(如 1000°C 时树脂砂的抗压强度是水玻璃砂的5\~10倍)，严重阻碍砂型退让。呋喃树脂中糠醇的含量越高(氮含量越低)，铸件的热裂倾向越大，因为糠醇提高了树脂的热分解温度，降低了树脂的热分解速度，从而降低了砂型的溃散性，使砂型更加阻碍铸件收缩，造成铸件热裂倾向加重。由于铸钢凝固时液一固两相区的区间较宽，因此树脂砂铸钢时更易产生热裂缺陷，尤其是框架结构件。

未完待续.....

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青岛恒邦环保科技有限公司

泰安宏岳矿产品有限公司

注

铁粉的精细化加工

泰安宏岳矿产品有限公司起身是一家致力服务于各大型颜料企业，提供优质高附加值产品的专业源头生产厂家，公司成立于2016年2月，前身为泰岳矿业公司专注铁粉的精细化加工20余年。

公司位于“五岳之首”素有“天下第一山”之称的泰山脚下，隶属于山东省泰安市，工厂占地面积25亩，拥有多条先进生产线、产品氧化反应生成、粉体超细化加工研磨，同时研发改进优化生产工艺，使产品更易分散、耐温、耐候达到同产品更加广泛应用不同地域环境。

现工厂年产2万吨，产品有氧化铁红、黄、黑、棕、橙、蓝、绿、钛白粉等系列。

多产是s热em...www.tahongyue.com

C2 13917897990

地址：山东省泰安市宁阳县东庄镇342国道旁电话：0538-5851339邮箱：263149123@qq.com

商丘市恒盛机械制造有限公司

NG系列高效冷却器

广泛应用于消失模、V法、焙烧砂的降温冷却处理

·自备大型消失模铸钢产线供参观实习·提供全套消失模黑区设备解决方案·提供砂处理产线冷却设备改造服务

联系电话：13937006950微信同号官网：www.lsxiaoshimo.com地址：商丘市梁园区平原路与庄周大道交叉口北300米路东

浙江钻豹磨具股份有限公司

浙江省铸造行业协会会员企业

专注磨具行业

集研发、生产销售、服务为一体的磨具行业领先制造商

我们的宗旨是诚信为本，质量至上，脚踏实地。我们希望与客户共同发展，致力于更新产品以满足市场需求，并为客户提供稳定的生产链。

需要优质砂轮片，请找我们，需要优质砂轮片厂家，更要找我们，我们将竭诚为您服务！

手机：18314939233冯经理 全国服务热线：4001028598网站：www.zjzuanbao.com 厂址：浙江省永康市西城新区花港路6号

宜昌市宜元新材料科技有限公司

1般烧镁橄榄石粉（150-320目）
2、消失模干粉涂料（高锰钢、球墨铸铁、灰铸铁、碳钢、高铬铸铁等）
3、砂型醇基涂料（高锰钢、球墨铸铁、灰铸铁、碳钢等）
4、铸造辅材（消失模涂料专用粘结剂、冒口保温发热剂、除渣剂）

总经理：余奇峰15971649602销售经理：赵景辉13972522233 技术服务：易成雄13487296691 地址：湖北省宜都市宜都化工园区内 邮箱：65450065@qq.com 网址：www.ycyyxc.cn

常德方铸仪器设备有限公司

专业生产铸造型砂仪器

造型用原材料检测仪器 型（芯）砂常温性能测试仪器 型（芯）砂高温性能试验仪器 树脂砂、涂料及发泡剂测试仪器 测试仪器主要配件

咨询热线：173636866550736-77726550736-7772661地址：常德市武陵区东江工业园新安路370号邮箱：info@foundry17.cn;tech@foundry17.cn网址：http://www.foundry17.cn;http://www.fzh17.cn

企业名片展示

潍坊昊峰机电设备有限公司

电炉（熔炼、锻造、热处理）冷却塔、变压器（造型机）油冷机

公司是专业从事冷却设备研发、制造于一身的专业制造商。公司坐落于山东省潍坊市潍城区，交通便利。主要生产逆流、横流、混合流闭式冷却塔，广泛用于铸造，锻造，空压机，热泵，注塑，化工，医药等工业制冷及食品饮料的低温加工、冷藏，建筑空调制冷等领域。公司以先进的技术和设备，精心的制造，向市场提供品质优良，节能效果佳，安装操作方便，使用寿命长的冷却设备和封闭式冷却塔等产品。我们以开拓创新、追求完美，创品牌，建优良企业。不断改善产品质量，以高品质”为质量目标。秉承着真诚的态度，严谨的管理为客户提供满意的产品并细心聆听用户的每一个建议，不断的完善我们的产品。

电15898948860

地址：潍坊市潍坊区于河街道北考家工业园

武汉新时达环保科技有限公司

公司主要产品：

公司是中钢集团武汉安全环保研究院孵化培育出来的科技型环保企业。公司是集研发设计、生产制造、工程安装于一体，专业提供工业厂房内烟尘粉尘、工业废气、工厂噪音治理提供整体解决方案。

公司地址：武汉青山区建设一路宝业中心B座五楼联系人：何巍工厂地址：湖北省孝感应城市盐化工业园 手机：13125057311 17771875516邮箱：1432548935@qq.com 公司网址：www.whxsdhb.com

安徽艾蒂贝生物股份有限公司

① 铸造用水玻璃硬化剂 碱性酚醛树脂 ① 柠檬酸酯系列增塑剂醋酸酯系列 固化剂材料 ⊚ 其他环保溶剂

公司拥有完整的环保水处理系统，先进的检测和试验设备。严格按照ISO9000和ISO14000质量和环境体系要求进行标准化生产，确保产品质量的高品质和稳定性。

生产基地：安徽省滁州市定远县盐化工园（炉桥镇）电话：0550-4345111 传真：0550-4345222公司总部：江苏省宜兴市芳桥街道芳桥工业集中区电话：0510-87581392 传真：0510-87583392

联系人：杨立新13806155775 企业邮箱：sales@aitebay.com; lily@aitebay.com 网址：www.aitebay.com

潍坊泰邦铸造材料有限公司

承接1-60吨钢铁水包、铝水包制作

铁水包一次浇注终生使用

诚招全国代理商

联系人：董经理 ⊚ 手机：18765659797电话：0536-2281789 ⊚ 邮箱：1359771241@qq.com地址：山东省潍坊市坊子区北方铁合金（山东）集团有限公司

无锡聚科新材料股份有限公司

专注30年包芯线

★提供包芯线技术整体解决方案★给您全面周到的包芯线技术服务

我公司拥有三十多年稀土硅镁合金生产经验，消化吸收国外先进生产技术，引进哈尔滨科德威治金股份有限公司全套包芯线生产设备以及相关技术，为铸造和钢铁企业提供各类球化、孕育、脱氧、还原、增碳、合金添加等包芯线以及相关技术。

联系人：史玉良总经理2413801539326 0510-87698899地址：江苏省宜兴市徐舍镇宜丰禾丰路Http://www.jsjvke.comE-mailjukexincailiao@163.com

我公司通过IS09001：2015质量体系认证，一期工厂主要设备：10毫米包芯线2条、13毫米包芯线3条+13毫米叠层混合包芯线1条。检验设备：湿式分析、ICP等离子光谱一套。

中立鼎增材技术 (广东) 有限公司

砂型3D打印智能生产线

·专利产品
·技术优势
·成本优势
·智能生产线设计

咨询热线：1779605526517796058525电话：0757-85221189网址：www.3dcnlead.comE-mail：sales@3dcnlead.com地址：广东省佛山市南海区狮山镇博爱中路40号机器人集创中心A区A1-2栋

河南精骏模具有限公司

质量好·价格低·售后有保障

河南精骏模具有限公司秉承“诚信为本、品德至上、合作双赢、共谋发展”的经营理念，愿与广大新老朋友携手共进，共同创造美好的未来。

马康康13643919188马凯15139188508河南省焦作市武陟县谢旗营镇扈庄村中华街188号

广东中铸智能装备有限公司

代替手工造型的全自动造型机

智能控制，操作简单
水平分型，下芯方便
√ 多项专利，工艺精益求精部件国际品牌，质量稳定模具可以改进使用，节约成本

服务热线：石息13924299576地址：广州市花都区花山镇洛场物流园花都大道东745-5网站：www.zoomzu.cn

企业名片展示

潍坊莘楚新材料科技有限公司膨润土专业生产厂家

热线：1581100815618765726101地址：山东省潍坊市坊子区

长葛市天工力戈机械厂

临沂永久热熔胶厂

消失模专用胶棒 高温烘烤不开胶

诚招代理商-可帮材料商贴牌生产联系电话：13082668599

济宁市卓越新材料科技有限公司

5%添加量

高品质V法铸钢涂料 ·V法免烘干铸铁涂料

联系人：毛经理15264777878 电话：0537-6213420
传真：0537-6087788 QQ:410888310
邮箱：410888310@qq.com
地址：山东济宁市鱼台县东外环路开发区
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打造成为你身边的模具和白模专家让消失模铸造更简单

·消失模涂料粘结剂

新乡市太行模具制造有限公司是一家“高起点、高定位、高标准”集制造技术和管理理念为一体的铸造模具设计制造企业。主要生产：消失模模具、自动造型线模具、造型机模具，冷芯盒模具、热芯盒模具、手工自硬砂模具，铝合金重力浇注模具、铝合金低压铸造模具等。

151-3737-3262 联系地址：辉县市孟庄镇孟庄工业区

新乡市太行模具制造有限公司新乡市太行新材料有限责任公司

联系人：侯经理

洛阳瑞钰精细陶粒制品有限公司熔融陶瓷砂·宝珠砂

20年专业生产铸造人工砂，出口日本等国家20万吨，坚持诚信为本，勇做质量担当。

深圳市艾兰特科技有限公司

深圳市艾兰特科技有限公司是一家专门从事X-RAY、光学仪器等检测仪器的研发、生产销售为一体的国家高新技术企业，深圳市创新型企业，深圳市专精特新企业。自主产品有微米及纳米级X光管、平板探测器、影像增强器、X-rav无损透视检测仪。

联系人：程安林1350388511813598153108电话：0379-65110927邮箱：lyry@lyruiyu.cn网址：www.lyruiyu.cn工厂地址：河南省洛阳市偃师高龙镇

公司专业致力于为PCBA、SMT组装、半导体封装、LED、电池、汽车电子、精密五金件、汽车压铸件，轮毂等行业提供量身定做无损检测的解决方我们有在欧美从事X-rav行业二十余年的专家，和具有X-rav制造的资深研发团队以及能提供高效率技术支持的服务人员

地址：广东省深圳市宝安区松岗街道潭头社区广深路松岗段2号厂房2栋3楼B区、3栋3楼电话：+86-755-29411968网址：www.elt-group.cn 邮箱：elt@elt-usa.com

宁波虎渡能源科技有限公司

EH系列离心压缩机

6大安全系统

·温度保护 ·元器件故障保护 ·压力保护 ·机械振动保护 ·过载保护 ·防喘振保护

电话：0574-87898925400-9910903邮箱：hudu@nbhudu.com公司网站：www.hudukeji.com公司地址：浙江省宁波市海曙区望春工业园区云林中路8号

企业名片展示

凤阳县东升石英砂有限公司

精密铸造砂、水玻璃砂、V法铸造砂、消失模铸造砂

凤阳县东升石英砂有限公司和凤阳顺泰石英砂有限公司隶属于同一家。公司自2004年从事铸造砂的生产、研发和销售，我们以更优质的产品、更合理的价格赢得市场，热烈欢迎各厂商来我公司采购洽谈。

联系人：张经理13395506699电话：0550-6632999传真：0550-6633555邮箱：fyds2013@163.c网址：www.fydssys.com 地址：安徽省滁州市凤阳县大庙镇工业园

河北省景县鑫研中频热能设备有限公司

{\scriptsize{\odot}} IGBT双供电串联模块感应炉 ⑨ KGCL双供电一拖二感应电炉

高效-节能-环保一快速

产品简介

IGBT模块串联电炉是采用德国intoneon（英飞凌IGBT电压型模块的新型节能熔炼电炉，优化组装工艺，它的逆变器件为电压型IGBT模块（绝缘栅双极型晶体管，德国生产），主要用于熔炼普通碳素钢、合金钢、铸钢等有色金属。

产品特点

具有低功耗、低噪音、高效率、性能稳定等优点，保护系统齐全，降低用户不必要的损失。

联系人：苏超1313241098815610895566地址：河北省衡水市景县东开发区

江苏瑞佳新材料有限公司

铸造用：
改性水玻璃
抗湿高溃散水玻璃

铸造用抗湿固化剂： 快酯抗湿固化剂 中酯抗湿固化剂 慢酯抗湿固化剂

地址：江苏省如皋市长江镇（如皋港区）兴港西路39号电话：15250830823陈先生 13901488921张先生邮箱：15250830823@163.com 传真：0513-87580018网址：website://www.ruijiachem.com

热泵烘干除湿机 第六代！ HEATPUMP 空气能智能变频金机

铸造涂料消失模专用机型

节能效率高：烘干机只需消耗少量的电能，就可以在空气中吸收大量的热量。
安全功能：相序保护、缺相保护、过载保护、高低压保护、水电彻底分离、不存在任何安全隐患。
环保卫生：烘干机不会产生任何废热、废气、燃烧物及排放物、零污染、零排放。
电量：烘干机每小时电量仅为电加热的四分之一，1度电等于4度电。
智能：烘干机无需人工看管，自控烘干时间，除湿时间，可分10阶段控制。

刘先生155-1169-3778地址：河北省石家庄市正定县西平乐村南3号

石家庄宏涛科技有限公司

盐城市鸿顺金属科技有限公司

为您提供精密铸造厂专用除湿机及空调

扬中市泳大电子设备有限公司

公司通过了ISO9001-2008质量体系认证，荣获江苏省信得过企业，是生产系列数字式超声波探伤仪的企业。以东南大学技术为后盾从事电子仪器的开发、生产、经营销售及技术服务。

本公司产品一年内“三包”，终身维修服务，免费提供操作培训，无偿提供软件升级，我们对产品的技术性能将不断改进提高以满足您的实际需要，我们将以高质量的产品，灵活的经营方式、完善的售后服务，竭诚欢迎您的光临。

地址：江苏省扬中市绿扬路88号 电话：0511-88363385、88360209传真：0511-88360209 Email:chendaohong8551 ① 126.com网 址：www.yzyddz.comwww.yzsyddz.com 手机：13805298551

灵寿县双源矿产品加工厂

专业生产销售冶金、铸造、锻造、有色等行业专用耐火材料及辅料

公司主要产品有：中频炉炉衬料（也称：中频炉打炉料、中频炉捣打料、中频炉干振料、中频炉干打料等）、酸性炉衬料、碱性炉衬料、中性炉衬料、熔铜炉衬料、熔铝炉衬料、打结料、线圈胶泥：（也称：线圈泥、线圈红泥）、中频炉修补料、中频炉补炉料、中频炉炉口料、感应透热炉、熔铝炉、熔铜炉、熔液运转包及其他工业窑炉，年产各类耐火材料60000余吨，是国内冶金、铸造、锻造、有色金属用耐火材料供应商。

电话：13180080232 13932145306网址：www.shuangyuankc.com地址：河北省石家庄市灵寿县南庄工业区

无锡市洁创环保工程有限公司

公司提供各类废气处理工程的工艺设计，废气处理设备的生产制造、安装调试以及废气处理设施的运行维护服务；并提供各类废水处理工程的工艺设计，废水处理设备的生产制造、安装调试及运行管理服务。

联系人：徐建兵手机：15190279393电话：0510-66616616邮箱：276547808@qq.com网址：www.jchbgc.com地址：无锡市惠山区高力汽车博览城49-206