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达 中智达ZHONGZHIDA
龍饰息
环保熔炼设备有限公司
创新是中智达公司发展的源动力和生命源泉，公司潜心研制的冲天炉设备、除尘设备、炉后配加料设备和浇注设备及V法造型设备，拥有多项目家专利，各项经济技术指标领先于国内同类行业。产品荣获高新技术产品认证、青岛市重点新产品认证，在用户中具有较高的产品声誉。
中智达公司将秉承以人为本、以智求新、以诚至达的理念，用一流的产品、一流的服务助您成就大业，携手共创铸造行业新纪元。公司总经理段金挺携全体员工热忱欢迎社会各界同仁莅临公司考察指导！
一、冲天炉及配套设备
1、冲天炉系列
1)、水冷两班制薄炉衬冲天炉2)、外热风长炉龄冲天炉（国家专利）3)、封闭叠加式热风冲天炉（国家专利）
4）、高温还原热风冲大炉（国家专利）5）、高温铁屑炉6）、热风冲大炉
2、加料机系列3、冲天炉除尘器4、冲天炉炉后配加料系统
1)、铁料翻斗（液压、气动、电机式）2)、过渡料车（侧开式、底开式、带称重翻转式）3)、双向皮带机
4)、焦碳石灰石电子称量斗5）、电机式振动给料机
二、电炉配套设备
1、电炉振动加料机2、电炉炉后微机配加料系统
3、电炉袋式除尘器，排放浓度<50mg/Nm
三、浇注设备
1、机械倾转式浇注机（浇包容量1.0\~2.0T）底注式浇注机（浇包容量1.0\~3.0T）
2、手动（电动）回转前炉（1\~15T）3、铁水包（0.5\~60T）钢水包（1\~200T）
四、V法造型生产线、V法专用砂箱
五、混砂设备、清理设备
YD型移动磁选机（L=6mB=500、650）混砂机S110、S1114C、S1118履带式抛丸清理机Q326E、Q3210C 吊钩清理机Q378E、Q3710炉料滚筒清理机
精诚服务尽显用户尊贵
全国铸造机械标准化技术委员会熔炼与浇注分技术委员会副主任单位
中智达公司所有浇注设备由中国人民财产保险股份有限公司承保产品质量责任险
青岛中智达环保熔炼设备有限公司 总经理：段金挺 地址：青岛胶州市高州路130号 邮编：266300 网络实名：冲天炉垂询热线：53821521116服线8117传真：2821118网址：www.zngidacnEmizza@odac
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http://www.fbf195.com模具、射芯机、浇铸机专业研完制造商
中彩B2
金刚石超硬系列
金刚石超硬系列拥有独特完整的配方体系和烧结工艺，进口原料和设备，稳定性好，真正达到相对耐磨又锋利的效果。广泛用于加球磨铸铁、灰铁材料的加工。
锆刚玉系列
采用优质的锆刚玉颗粒和进口的树脂结合剂，优质的原材料使得其是传统工艺材料的产品的8-10倍的工作效率。使用起来更加高效，得到使用者的一致好评。先进的绿色环保工艺使得产品对环境无污染，为绿色环保做贡献。
铸造专用角磨
拔型砂轮采用了多层增强玻璃纤维材料，优质白刚玉，具有较高的抗拉抗冲击和抗弯强度，使用线速可达70米/秒。可根据客户的要求进行特别加强处理。本产品安装在电动角向磨光机自由磨削。应用范围：可广泛使用在机械、汽车、船舶、冶金、化工等，在铸造行业表现卓越的成绩。
双网切割片
采用双层玻璃纤维网和树脂作增强结合剂材料，具有更强的抗拉抗冲击和抗弯强度，广泛用于金属和非金属的生产下料。普遍应用于大型铸造企业。
磨头
主要用于工件的磨内孔，磨棱角等不容易加工的部位，可用于内圆磨、外圆磨、无心磨、磨石油管道内壁。
河北金得宝磨料磨具有限公司始建于2000年，位于青县城北王维屯开发区，是狮城较大的磨具生产厂家。本公司是一家集研发、生产、销售、服务为一体的高科技企业。占地面积四万五千平方米，拥有职工200人，研发人员十人我公司专业生产树脂砂轮，产品主推中英文金得宝，品种规格齐全，主要用于抛光、切割、磨削等，并可对特殊规格或非标准砂轮随时商洽订做。在材质上有棕刚玉、白刚玉、锆刚玉、单晶刚玉、铬刚玉、绿碳化硅、黑碳化硅，可供客户选择。
电话TEL：0317--40712034075556
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T晋中精久恒瑞铸造机械有限公司
精久恒瑞
一流的质量一流的技术一流的服务
晋中精久恒瑞铸造机械有限公司座落于山西省晋中市榆次区，是国内专业从事铸造机械设备的研发，制造，安装及服务为一体的专业化制造公司，主要生产有铸造粘土砂处理设备、抛丸清理设备，浇注口破碎设备，环保除尘设备等，公司配备了技术、生产经验丰富的团队，以“以诚待人、以信立企”的态度，得到了客户的认可，以专业技术为先导，以“诚信”为立身之本，我们将不断进取和创新，紧紧把握行业脉搏，追求一流的质量、一流的技术、一流的服务，使您的生产效率和产品质量跃上新的台阶。
地址：榆次新生西街 电话：18634288551
H R丹阳市华信工业电炉有限公司X Danyang Huaxin Industrial Electric Furnace Co.Ltd
公司自2003年创建以来，坚持“向卓越同行学习向精诚用户致敬”的工作态度，不断进取，2011年以来年产值均在4500万元以上。目前，公司产品达二百余种，力求以打造高效节能、经久耐用的先进工业炉为目标。产品不仅被国内大中型企业广泛采用，而且不断走出国门，先后出口美国、俄罗斯、日本、印度、马来西亚、印度尼西亚、阿尔及利亚及沙特等国家，受到国内外朋友的一致好评。
地址：江苏省丹阳市里庄开发区网址：www.hx-dianlu.com
电话：0511-86677676 13706105281邮箱：13506103765 @ 163.com
专业中频电炉生产厂家
宁国市宏达电炉有限公司（原宇国市宏新电炉厂）是一家专业生产制造中频电炉、恒温浇注机、感应加热及附属产品生产和销售的企业，公司坐落于具有耐磨之都美称的安徽宁国。公司集国内电炉企业的技术、人才、管理等资源优势，进行合理有效的整合，并辅以现代化的管理模式、科学高效的体制制度，通过十几年的快速发展，已成为上规模企业。公司注册资金800万，年产值300万，占地面积12000平方，建筑面积6500平方。公司实施先进的人才储备战略，引进大批专业技术、管理人才，加快企业的发展进程：公司现以获得S09001-200国际标准体系认证，质量认证，并获得高新技术企业，高技术企业3A级信誉认证，安徽新产品，宣城知名商标，国家电炉质检所认证，发明专利4项，实用新型专利十余项。
公司主营产品：中频电炉(KGPS井联、串联），恒温浇注机，感应加热，冷却塔。广泛运用于治金行业，锻造行业，加工行业，工矿行业等等。本公司中频电源采用可控硅串联逆变变频，控制精度高，熔化速度快，保护措施完善。产品主要为串联12脉、24脉一托二，一托三，一托四列中频熔炼电炉。
本公司设备设计先进，外观新颖。在整个工作过程中稳定、安全，控制简单，维修便捷。KGPS-CL串联设备采用可控硅全控整流桥，早串联谐振电源中整流可控硅在任何情况下始终处于完全开放的工作状态，所保证了直流电压输出平稳，不会降低功率因素和增加谐波含量。电源在故障或报警时可控硅会立即切断主回路，对电源主要元器件进行最有效的保护。
昆山新三信机械模具有限公司
昆山新三信机械模具有限公司位于江苏省昆山市，昆山市地处中国经济最发达的长江三角洲，是上海经济圈中一个重要的新兴工商城市。
本公司是一家集开发、设计、制造于一体，专业生产铸造模具的高新技术企业，通过了ISO9001：2000质量管理体系认证。
本公司主要从事砂型铸造，重力铸造，高压铸造，低压铸造，消失模铸造，精密铸造等各类铸造模具的设计制造拥有一流的设计人员，先进的加工设备，采用CAD/CAM技术进行成套模具的设计与加工，开发了缸体、缸盖、曲轴、凸轮轴、进气歧管、排气歧管、连体排气管、转向节、刹车鼓、制动钳体、钳体支架、汽车车轮、摩托车车轮、中间壳、高镍涡壳、差壳、通用垫板、减速器壳体等各种高难度模具，深受广大铸造厂家的好评。
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南京恒瑞分析仪器有限公司
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然后大幅增压，强制空化并产生瞬时真空负压，吸引微质点轰击模面，并循环反复。高真空压铸条件下气蚀现象加剧，正是因为此过程压强交变幅度更大。
4.2相对密闭的空间
如果气泡聚集在一个有逃气通道的空间内，压铸正压和气泡空化产生的真空负压能通过这些通道得到快速补偿，正负压交变幅度就会大大降低，不仅对型腔壁的作用力减弱，对质点的加速作用也同等递减，损害随之减弱。气蚀在电极腐蚀区域发生较明显，是因为大多数尖角处本身就是通道死角，更容易形成密闭空间。
4.3铝液中的可气化组分
包括铝液中的溶融气体，压铸条件下可气液转化的夹杂物等。对这些组分的管控，仅具有理论上的可行性，在实际操作中成本高、工艺繁琐，通常不采用。
5气蚀的设计预防要点及后期的修复改善方法
从气蚀的形成机理可知，气蚀伤害过程既包含高低压交变的应力疲劳，也包含微粒子的冲击效应，因此影响冲蚀损害的因素，大多也影响气蚀损害，但在此讨论中，我们侧重关注气蚀形成的特定因素。在压铸过程中，高低压交变是压铸的基础工艺条件，大幅变更会影响压铸过程；铝液成分的调整在实际中操作空间有限。所以，压铸过程气蚀预防的最佳途径，就是尽量减弱乃至消除可能产生气蚀的密闭空间。据此，本文按开发过程的不同阶段，分为如下两部分讲述。
5.1气蚀的设计预防
设计过程中的预防分成两块，产品设计阶段和模具设计阶段，这两个阶段相互关联。在产品设计阶段，除了规避产品尖端结构，还应尽量减少无通孔深腔柱位、筯位、挂台位等结构(见图11)，在类似结构无法规避时，穴腔深端表面就不宜规定成精密原生铸面，为后续模具上对端面的分体成型创造条件。后期模具设计中，针对这些部位，在模具上优先排布溢流井(见图12）逃气道、顶针、盲孔镶针、平头镶件等。在压铸过程中高低压交变时，这些分体配件间的细小间隙可以极大地补偿压差。此外，设计产品时尽量减少料流填充方向上的转角、死角、夹心区，并在模具设计时调整浇口位置及方向，增加排溢通道等，能预先规避气蚀聚集密闭区域，降低乃至消灭气蚀滋生场所。
特别要提到真空溢流道的设计，很多设计者为了加工工艺简化和所谓的排布美观，将真空流道设计成直线加 9 0 ^ { \circ } 转角通道，并在转角处加上一段缓冲回料区，如图13中的三个标注区域3，这个缓冲回料区绝对是气蚀高发区，也是导致真空流道粘模，造成自动压铸单元停机的祸害之一，要从结构上根本改善如图14中的标注区域。
5.2气蚀缺陷的后期改善
在产品先期策划及设计过程中的相关预防，不
（下转第37页）
·应用研究·
柔性打磨系统在大型发动机铸件清理作业的应用
王辉，王季叶，汪继革（潍柴重机股份有限公司，山东潍坊261001）
摘要：通过打磨机器人、翻转设备、定位工装、打磨刀具及辅助设备的设计选型组建一套柔性打磨系统，可完成大型船用发动机机体上下料、定位、翻转、精清等动作，实现精清作业的自动化和柔性化，提高质量和效率，降低成本和劳动强度，为大型铸件的自动打磨提供参考。
关键字：柔性打磨系统；机器人；船用发动机；缸体；自动化
中图分类号：TG23 文献标识码：A 文章编号：1674-6694(2021)05-0034-04
Application of Flexible Grinding System inLarge Engine Castings Cleaning Operation WANG Hui,WANG Ji-ye,WANG Ji-ge
(Weichai Heavy Machinery Co.,Ltd.,Weifang Shandong 261oo1,China)
Abstract:Throughthedesignandselectionofgrindingrobots,urningequipment,ositioningtoling，grindingtlsandauiliay equipment,aflexiblegrindingsystemcanbeestablishedtoompletetheloadingandunloading,postioning,tuing,cleaningofthe largemarineenginebodytorealizetheautomationoffinecleaningoperations.Improvequalityandeficiencyeducecostandlabor intensity,provide areference forautomatic grinding of large castings.
Keywords:flexible grinding system,robots,marine engine,cylinder,automation
1目前我国铸造行业清理作业的现状
铸件清理作业是指将铸件从砂型取出后，对铸件本体以外的多余部分(冒口、浇道、批缝等)进行去除，并打磨精整铸件内外表面以满足要求。目前铸造行业清理作业中主要存在以下两个问题：1)作业环境恶劣，有大量的噪音、粉尘，危害身体健康；2)操作工劳动强度大，人员需求有空缺，用工成本逐年增高。随着工业自动化的发展，通过端面磨床或机器人等设备的应用，部分铸造行业(像潍柴、一汽等)已实现机械化或自动化打磨。其产品有以下几点共性：体积小、数量大、结构简单分型面单一，比如小型发动机曲轴、差速器壳体、汽车轮毂等。但是，在大型发动机缸体等复杂毛坏铸件行业中，清理工序仍处于手持砂轮、风镐、扁铲等工具进行作业的水准。大型铸件清理还有其他特点：数量少，种类多、重量尺寸大等。针对船用发动机系列缸体大型等铸件清理作业的生产特点，我们设计了一套自动化的柔性打磨系统，并取得较好的应用效果。
2典型产品参数及打磨质量的要求
笔者公司主要生产船用、陆用发电设备发动机毛坯，发动机的功率覆盖30-12000马力，产品种类包括170系列、180系列、200系列、MAN机系列以及博杜安系列，几种典型发动机缸体铸件参数如表1所示。
| 序号 | 名称 | 材质 | 重量/kg | 尺寸/mm |
| 1 | WP17缸体 | HT | 430 | 824×858×568 |
| 2 | 8170缸体 | HT | 879 | 1871×510×750 |
| 3 | 16M33缸体 | HT | 1582 | 1981 × 703 ×602.5 |
| 4 | WH20缸体 | RuT | 3380 | 2 169× 990×1 278.2 |
| 5 | 180缸体 | RuT | 2600 | 1914×1088×1005 |
缸体铸件为发动机中关键的铸造零件，对精清作业后的毛坏的表面质量要求为：加工面批缝、冒□等残根 < 1 \ {mm } ，非加工面残根 < 0 . 5 \ {mm } ，不得出现过磨、损失、带肉等问题，且对表面质量的一致性有较高的要求。尺寸和重量范围大，铸件采用常规的自动化打磨系统困难，为此选择适应范围广的自动化柔性打磨系统。
3柔性打磨系统
柔性打磨系统是指一套独立的、可用于多种型号规格尺寸铸件的清理作业。本系统主要包括机器人及其控制系统、工装夹具、输送设备、翻转变位设备、刀具刀具库及检测设备等。
根据以上系统配置，首先根据铸件毛坏重量确定选用机器人手持刀具对铸件进行精清的作业方式；其次，为提高系统的利用率减少物料等待的时间，采用一条输送轨道，双工位作业。作业顺序为1号上料一输送打磨一输送翻转 2 号上料 \xrightarrow { \xrightarrow { } } 输送打磨 \stackrel { \left. } { \right. } 输送翻转，双工位的方式可以降低成本，满足生产节拍。打磨系统布置如图2所示，下面简述一下各组成部分的设计或选型。
3.1机器人的选型
引入工业机器人是实现柔性打磨系统应用的核心，机器人的应用具有以下特点：
1)有效降低制造成本，提高生产效率，能够在严苛和高危环境下作业，适合高强度的重复性劳动，从而改善工人工作条件和安全性；
2)占地面积小，生产设施紧凑，重复定位精度与一致性俱优，能够长期确保优质稳定的产品质量和容易控制；
3)生产变柔性，能根据市场需求的波动零活增减产量,并能快速转换产品。
在精清作业中，机器人的防护等级和抗震能力至关重要，作业过程中频繁的力的变化、高频振动对机器人有较强的本体刚性要求，以确保运行的稳定性。
根据毛坏参数表，最大毛坏尺寸为 2 ~ 1 6 9 ~ {mm } x 1 \ 0 8 8 \ {mm } x 1 \ 2 7 8 \ {mm } ，最大重量为 3 3 8 0 {kg } 目前国内机器人市场主要有ABB、KUKA、发那科、安川。综合考虑产品尺寸和机器人打磨方式，根据机器人手册查询采用ABBIRB6700-235-2650，六轴、臂展
2 . 6 5 { ~ m ~ } ，负载 2 3 5 ~ {kg } ，防护等级IP67级，重复定位精度 ± 0 . 0 6 { {mm } } ，可完全满足精清作业的环境要求和工艺要求。
3.2工装夹具的设计
铸件毛坏有以下特点：种类多、形状尺寸及重量差异大；毛坏从砂型取出预处理后铸件表面残留批缝、冒口和浇道尺寸形状无法确定，毛坏无可直接利用定位的平面。
在工装夹具设计中，根据简化工装种类多、品种共用、快速更换夹装、精准定位的原则，采用通用工装底板 ^ + 带导向插接式定位块 ^ + 液压夹紧装置，如图2所示。
采用通用工装底板的设计方式，对不同种类的毛坏能实现辊道输送统一定位；通过更换底板上不同形状的定位块和位置变换能够满足所有铸件毛坏的定位，定位块设计带有导向斜面能够实现毛坯的定位导向，定位块与毛坏铸件的接触采用点接触方式，能有效解决毛坏批缝冒口等铸件不一致问题。在四个方位的定位块中，设计两个方位为固定定位结构，可有效限制毛坏的自由度；另两个方位只带有斜面导向和高度方向的定位，通过液压缸的动作配合其余定位块实现毛坏的精准定位和装夹工作。
3.3输送方式的设计选型
输送辊道是铸件清理过程重要的设备之一。根据任务要求和现场负载大、定位精度要求高、打磨过程中有冲击等因素，设计辊道最大负载能力 >=slant 8t，有足够的强度和安全系数；输送辊道选择分段式控制，采用电机 ^ + 减速机的方式传动，该方式具有驱动动力大，刚性传动可精确定位，能实现定位精度 ± 1 {mm } 工件输送到作业位置后，为保证输送线的稳定运行，不可直接在输送线上进行清理作业，在清理工位设计可升降式打磨平台，工装底板带铸件毛坏到位后，升降平台升起将铸件脱离输送辊道，保证辊道的使用精度和寿命。升降平台的导向侧边带有万向滚珠，平台可以在升起过程中对工装底板进行导向和位置调节，实现工装夹具毛坏的准确定位。带升降平台的输送辊道结构如图3所示，万向滚珠结构如图4所示。
3.4翻转变位设备的设计
铸件毛坏第一次装夹后进行清理作业，由于工装定位块的干涉因素，不能对所有毛坏面进行清理，所以需要对毛坏进行一次翻转变位处理。常用的翻转变位有桁架机构， . 1 8 0 ^ { \circ } 翻转机 \ 、 9 0 ^ { \circ } 翻转机。其特点如下：
1）桁架机构能够通过设计毛坯曲轴瓦口定位和端面夹紧机构，通过电机或液压驱动实现所有铸件的翻转工作，同时还可以在横向和纵向通过私服或液压控制移动，实现毛坏的搬运工作，桁架机构如图5所示。但是在大型缸体铸件的精清作业中，铸件的翻转变位属于辅助作业不影响生产节拍，且大吨位桁架机构的制造成本较高。
2） 1 8 0 ^ { \circ } 翻转机可实现毛坏的 1 8 0 ^ { \circ } 翻转，翻转过程中需要上下部位对铸件进行夹紧才可以翻转，且翻转机上下行程有限，铸件种类多，高度差异大，需要设计多种辅助底板才可以满足所有要求，1 8 0 ^ { \circ } 翻转机如图6所示。
3 ) 9 0 ^ { \circ } 翻转机可实现毛坏的 9 0 ^ { \circ } 快速翻转，直列发动机缸体毛坏可直接安装后翻转，V型发动机缸体毛坏通过配合简单仿形定位辅助块实现翻转；不足之处是只能实现 9 0 ^ { \circ } 翻转， 9 0 ^ { \circ } 翻转机及翻转原理如图7所示。
根据缸体铸件毛坏结构和以上机构的使用，设计制作两套带输送功能的 9 0 ^ { \circ } 翻转机构，可根据需求实现毛坯的 9 0 ^ { \circ } 或者 1 8 0 ^ { \circ } 翻转，配合人工吊运，可满足生产要求。
3.5刀具及刀具库的设计
机器人手持刀具进行清理作业对作业精度和作业效率有了更高要求，因此对砂轮或切割盘等提出了更高要求，陶瓷树脂结合剂砂轮磨削过程中砂轮损耗大，需要不断通过设定刀具补偿进行程序优化，已不能满足生产需要。近年来钎焊金刚石砂轮的应用有了快速发展，钎焊金刚石砂轮是将金刚石、结合剂(钎焊合金材料)和金属基体界面化学冶金结合。其具有以下特点：1)金刚石具有高的抗磨性，砂轮磨损较小，使用寿命长；金刚石的导热性非常好，避免工件烧伤、裂纹及掉块等现象；2)较高的结合强度，金刚石裸露高度可达 70 % ~ 8 0 % ，使磨料的利用更加充分，大大提高了工具的寿命和加工效率;3)通过设计制作不同形状金属基体可实现毛坏的切割、打磨等作业;金刚石磨损后可使用原基体进行钎焊修复。通过钎焊金刚石砂轮的应用，能够高效、高质量地完成精清作业，同时降低成本。
刀库主要是提供储刀位置，并能依程序的控制，正确选择刀具加以定位，以进行刀具交换。刀库的选择可借鉴数控加工中心的圆盘式刀库，可满足最高20把刀具的使用，对刀具进行编码，机器人通过编码识别和换刀装置进行换刀。整个刀库做密封设计，内部增设正压装置防止清理作业过程中产生的粉尘进入刀柄，影响换刀动作。
3.6检测设备的设计和选型
对于大型铸件，由于工件尺寸误差、工装夹具误差等原因，自动化打磨机器人系统所需要的重复定位精度得不到保障。基于以上考虑，为打磨机器人增加基恩士传感器和Cognex相机组建激光和视觉识别系统，在打磨精清作业前通过激光检测多点取值，检测X、Y、Z坐标，根据坐标值运算自动调整加工程序实现自动补偿，对于某些原因造成偏差过大的工件，机器人自动回到原点，停止加工；采用视觉系统各个角度拍照，能够识别披缝等需加工位置的尺寸，通过程序计算可以对机器人的打磨轨迹进行修正，弥补激光识别不能优化加工程序的问题。通过两种检测技术的应用，可实现加工路线自动优化，铸件识别安全防错，完成高精度清理作业。
4结束语
根据大型发动机系列缸体铸件的特点，建立了自动化柔性打磨系统，在 0 . 4 3 { ~ t ~ } ~ 3 . 3 8 { ~ t ~ } 范围系列大型发动机缸体铸件打磨中进行了应用，提高了铸造表面打磨质量和尺寸精度，并保证了打磨质量的一致性。通过上述柔性系统的搭建及推广应用，目前笔者单位已实现大型毛坏铸件自动化清理作业，大大提升了打磨效率，减少人工成本；产品质量得到了保障，企业取得良好的经济效益和社会效益。
参考文献：
[1]ABB机器人选型手册[Z].
[2]朱耀祥，浦林祥.现代夹具设计手册[M].北京：机械工业出版社，2010.
[3]吴军，吕亮，丁杰松，章旭霞.工业机器人在铸件清理中的应用研究初探[J].机械工业标准化与质量，2012(9）：34-35.
一定能彻底地杜绝气蚀。当气蚀麻点、结渣、腐蚀空洞已经形成，为了避免粘模，拉伤拉断，缺料等，就必须对这些区域进行必要的修复，修复工作宜早、宜勤、宜彻底，因为气蚀发生慢而发展快。发现初生的气蚀麻点，马上处理，用油石推平模面，涂抹防护油膏，并在后期生产中密切监控其滋生发展。对于已经结渣的部位，要用橡胶打磨头仔细清除细渣，用油石推平模面，涂抹防护油膏，切忌直接用砂质磨头打磨，以免划伤型腔致密表面为气蚀提供便利。必要时，这些部位可增加涂覆焊等表层防护措施。经验表明，表面涂覆焊可以将气蚀发生延迟大约9000至15000模次，且可削弱气蚀程度。对于已经产生腐蚀空洞的部位，在清理结渣后，在空洞处铣挖切削，彻底去除孔穴及松疏部位，然后氩弧焊填补、磨平、抛光，再作好相应的防护处理。
虽然气蚀常常不经意造成麻烦，但具有成型周期较长，前期危害较小的特点，压铸从业者要勤监控，早预防，一治到位，力争将其负面损害降到最低点。
6结论
通过研究与实践，可以得出以下结论：
1)局部密闭空间高低压交变引起的气泡空化，是造成模具气蚀的根本原因；
2)气蚀发生和发展隐蔽性强，成长性高，忽视就会导致模具型腔损害；
3)选择正确的产品和模具设计方案，可以减弱和消除气蚀隐患；
4)气蚀的后期修复改善，宜早，宜勤，宜彻底。
参考文献：
[1］赖清华.压铸模具的失效形式及提高其使用寿命的途径[J].中国新技术新产品，2009(5)：112-113.
[2]陈淑平，冀国良.H13钢模具失效分析及解决措施[J].金属热处理.2011(19):55-57.
[3]潘宪曾.压铸模具设计手册[M].第2版.北京：机械工业出版社,2000.
[4]计志也.中国大百科全书[M].74卷：第2版.北京：中国大百科全书出版社，2009:276.
·应用研究·
旋转吊钩在冶金起重机上的应用
张生存，乔根，马一波，时清明，常永慧，陆小明（共享铸钢有限公司，宁夏银川750021）
摘要：大型铸件浇注时，钢包如何快速转动，并且与铸件冒口对正是一个难题。本文通过查阅专利资料，寻找到有钢包转动调节机构以及起重机旋转吊钩两种解决方案。根据实际浇注现场情况，分析对比两种方案的可行性及可靠性，最终得出结论，起重机的旋转吊钩可以有效解决钢包快速转动的问题。
关键词：浇注；钢包转动调节机构；旋转吊钩；冶金起重机
中图分类号：TF341.4,TG23 文献标识码：A 文章编号:1674-6694(2021)05-0038-02
ApplicationofRotatingHookonMetallurgical Crane
HANG Sheng-cun,QIAO Gen,MAYi-bo,SHI Qing-ming,CHANGYong-hui,LU Xiao-ming (Kocel Steel Foundry Co.,Ltd.,Yinchuan Ningxia75oO21,China)
Abstract:Whencastinglargecastings，howtoquicklyrotatetheladeandtoalignwiththeriserofthecastingisadiicultproblem.Inthispaper,bylookingupthepatentsinformationwefound twosolutionsincludingtheladlerotationadjustment mechanism andthecranerotatinghok.Acordingtotheactualcastingsiteconditions,nalyzeandomparethefeasibilityndreliabilityofthe twosolutions,Finallyitisocludedtatterotatingookofteanecanfectivelysoleteprobleofpidotationofela dle.
KeyWords:casting,ladlerotationadjustment mechanism,rotating hook,metallurgical crane
1背景
大型铸钢件在浇注作业时，是由冶金起重机吊运盛满钢水的钢包至砂箱上方，由于钢包的滑动水□与冒口需要对正才能进行浇注作业，所以需要将钢包进行转动。目前的转包措施主要是采用人力转动钢包，即在钢包上插一根铁杆，由人推动铁杆来实现钢包的转动，达到对齐的目的。但是由于钢包非常重，需要多人进行才能转动，而且惯性较大，对准非常困难，而且工人距离钢包非常近，安全隐患巨大。
2不同专利方案的对比分析
针对上述问题，通过查阅相关专利资料发现，目前有两个解决问题的相关发明专利：1)一种用于大型钢包浇注的转包对准装置（专利号：CN107685146B)；2）一种横轴式旋转吊钩（专利号：
CN202625611U).
2.1一种用于大型钢包浇注的转包对准装置（专利号：CN107685146B)
如图1所示，通过制作专用的钢包转动调节机构(5)，然后在钢包上安装外齿圈(4)，通过旋转装置的电机带动主动齿轮(12)转动，通过齿轮啮合，带动钢包上的外齿圈(4)转动，进而带动钢包旋转。
1-钢包；2-钩环；3-安装环；4-外齿圈；5-钢包转动调节机构；
6-横杆；7-通孔一；8-伸缩杆；9-安装槽；10-第一电机；11-转轴；
12-主动齿轮；13-减震垫；14-螺纹孔；15-丝杆；16-通孔二；
17-联轴器；18-第二电机；19-蓄电池；20-保护套；21-轴承；
22-握把；23-第一电机控制开关；24-第二电机控制开关
图1一种用于大型钢包浇注的转包对准装置专利图
仔细研究该技术方案并且咨询相关厂家，要在钢包外围安装一个大齿圈，难度非常大。首先，钢包外径达到 3 . 7 { m } ，制作如此大的齿圈成本很高，而且钢包盛满钢水之后外壁温度也会很高，普通齿圈无法使用。另外，钢包高度较高，钢包转动调节机构也需要在相应的高度上，才能保证齿轮与齿圈的啮合，钢包转动机构的高度怎样平稳保持也是难题，起重机已经在吊运钢包，无法使用，预计需要制作工装。但是，由于本公司生产的产品多为单件、小批量、大吨位的，这就导致产品的浇注位置不定，是每次都在变化的，如果应用此装置，则需要经常移动，而且支撑钢包转动调节机构用的工装也需要可以调节高度。
照此案例实施的话，将存在多个需要配合的环节：首先是将钢包转动调节机构和其支撑工装吊运至浇注区域放置，然后吊运钢包过来调整好高度，根据钢包上外齿圈的高度调节转动机构的工装高度，待高度一样后，需要再次调节主动齿轮及外齿圈的距离，使其啮合，完成这一系列操作后，才能启动转动机构，对钢包进行旋转，这期间如果有哪一步耽误时间的话，将会造成钢水温度偏低，影响铸件质量。
2.2一种横轴式旋转吊钩
一种横轴式旋转吊钩（专利号：CN202625611U），主要部件如图2所示，包括滑轮组(1）、吊钩总成(2）、配电块(3）大齿轮(4）、电机减速器(5）摩擦式扭矩限制器(6）小齿轮(7）、横轴(8)等。
1-滑轮组；2-吊钩总成；3-配电块；4-大齿；5-电机减速器； 6-摩擦式扭矩限制器；7-小齿轮；8-横轴
该方案主要受力为横轴(8)，横轴(8)的两端设有滑轮组(1)，横轴(8)中部位置设置有吊钩总成(2)，在吊钩总成(2）钩头上部安装大齿轮(4)，在吊钩总成(2)左右两侧，方向与横轴(8)垂直，一端设置电机减速器(5）小齿轮(7）摩擦式扭矩限制器(6)等传动机构，另一端设置有配重块(3).其中，通过电机减速器(5)旋转，带动小齿轮(7）大齿轮(4)旋转，进而与驱动吊钩旋转。另外，设置了摩擦式扭矩限制器(6),旋转过程中，如果吊钩遇到阻碍停止转动，摩擦片就会自动打滑，防止电机因堵转而损坏。
结构上，该发明案例结构简单、紧凑，而且是将旋转装置集成在起重机吊钩上，可以随时随地跟随起重机移动，满足使用要求。在使用方面，控制吊钩旋转即可控制钢包旋转，中间没有多余步骤，可以非常快速地达到对包要求，方案可行。
该方案由于是在冶金起重机上使用，对其安全性要进行深入研究。首先，吊钩旋转机构能否在高温环境正常运转，在设计时是否有隔热保护，该专利案例没有详细叙述。另外改造之后吊钩的承载能力是否有所变化也没有展开讲解。对于这些内容进一步和厂家进行讨论。针对高温情况，在制造旋转吊钩时，使用的配件都是耐高温的，而且设备工况也仅是在浇注时刻存在高温情况，多方研讨之下，得出结论，旋转吊钩式可以在冶金起重机上应用。
3旋转吊钩在冶金起重机中应用方案的实施
调研发现，该旋转吊钩专利已经经过优化转化为实际产品，并且在一些小吨位起重机上得到了应用，使用单位反馈效果很好，向厂家反馈了公司起重机基本参数后，厂家给出设计结构图，如图3所示。与上述专利对比发现，仅在与动滑轮组连接处有点差异，原专利是利用一根横轴受力，将吊钩的钩柄传过横轴，以此来固定吊钩。而改进后的结构是与起重机原吊钩组结构一样，是将吊钩安装在一个箱体上，箱体再与动滑轮组连接，这样做的优点在于既保证吊钩受力均匀，也使得安装吊钩非常简单。其他结构均没有变化，旋转功能也可以正常实现。
另外，与厂家沟通，旋转吊钩能否在冶金起重机上使用，主要原因就是悬挂盛满钢水的钢包时，温度会升高，担心电机等原件故障。厂家也给出了解决方案：1）将原有电机更换为高等级防爆电机，保证其安全性、可靠性；2)加厚箱体的厚度，并在箱体里面增加隔热保护。
（下转第42页）
·应用研究·
球墨铸铁铁型覆砂工艺产品皮下气孔解决措施
李文生
（山西东鑫衡隆机械制造股份有限公司，山西侯马043000）
摘要：介绍了铁型覆砂生产球墨铸铁件的工艺，分析了在不同生产条件下，产品产生皮下气孔的机理、排查过程及采取的有效措施。
关键词：铁型覆砂工艺；皮下气孔；覆膜砂；乌洛托品；铁型温度图分类号：TG255 文献标识码：A 文章编号：1674-6694(2021)05-0040-03
本单位是一家用铁型覆砂工艺专业生产球墨铸铁铸件的企业，主要产品有汽车发动机系列曲轴、载重车系列制动卡钳、汽车空气悬挂铸件、汽车空压机曲轴、汽车发动机平衡轴等。2015年10月，公司安排生产436曲轴产品，在生产至第三班时，连续发生了两整班1664支曲轴产品出现皮下气孔的质量事故，直接经济损失高达12余万元。这种气孔除加工不可消除外，在非加工面也依稀可见，如图1所示。
的生产工艺，攻关小组将可能形成这次缺陷的相关影响进行了排查。
1.1原辅材料
对突发的质量事故不排除原辅材料中存在影响因素，原辅材料的变化可能会直接影响铁水特性的变化，特别是影响到铁水表面张力的变化，理论表明含一定量N、O等元素的铁水液体表面张力较大，含一定量F、Si等元素的铁液表面张力最小，铁水内成分的变化可能造成铁水表面张力的变化。铁水表面张力大，外部气体不易侵入铁液，铁水表面张力小，外部气体则易侵入铁液。所以要特别关注这两班进行生产时原辅材料有没有过变化。
1.2铁水温度
铁水温度越高，铁水的表面张力会越小，同时铸型内产生瞬间气体的量会越多，这样型内气体侵入铁水中的几率就会增大。
1.3型砂发气量
1缺陷分析
质量事故发生后，公司先安排停产并立即召集技术、质量、生产等部门相关人员召开专题会，在会上成立了总经理挂帅的攻关小组，并授权攻关小组要不计成本的在一周内找到这次缺陷根本原因，一定要从根本上彻底解决问题，再恢复生产。攻关小组紧急召开缺陷问题诊断会议，在会议上大家对这种缺陷进行了分析，对缺陷形成的原因及影响因素进行了探讨。通过皮下气孔形成的机理，结合公司
型砂质量的变化，可能会导致型砂的发气量增大，型内气体侵入铁水中的几率就会增大。
1.4铁型排气
铁型排气性差，型内气体压力就会增大，型内气体侵入铁水中的几率就会增大。
1.5其他过程变化点
突发批量缺陷，生产过程中一定有一个变化点，没有变化点不可能造成这样的后果。
2生产过程排查
生产分厂根据攻关小组的部署对影响因素组织进行了逐一排查。
2.1原辅材料的排查
与前两班相比较，原辅材料均没有更换过供应商与批次；查铁水配料与碳当量都符合工艺要求，碳、硅、锰、磷、硫等五大成分，也均没有偏离工艺要求；通过查光谱分析数据，各微量元素也没有明显变化。显然原辅材料与铁水成分不是这次缺陷产生的影响因素；
2.2铁水浇注温度
铁水温度以及浇注温度都符合工艺要求，与前两班相比较，也没有明显的偏差。
2.3树脂砂质量
经对树脂砂原辅材料与生产过程的排查，与前两班用树脂砂相比较，配方没有变化，从树脂砂各材料配比记录看也没有丝毫变动，树脂砂也被排除。
2.4铁型状态
在生产期间对赢型、型板没有进行过任何修活动，没有丝毫影响铁型排气的症状存在。
2.5生产过程记录
从生产记录上看没有发生任何过程异常，向造型工序、合箱工序、浇注工序等相关工序操作工调查也没有感到有任何过程异常发生；从产品金相看石墨球数与大小也满足要求；生产过程也没有异常点。
通过分析，认为造成皮下气孔的原因有两种可能：1)铁水温度偏高;2)树脂砂问题。
3皮下气孔缺陷验证
3.1浇注温度验证
一部分人认为铁水温度高是造成缺陷的首要因素，虽然记录体现的不高，怀疑测温枪是否有问题，于是采取了更换测温枪、测温枪交叉实验等措施，结果没有效果。进行降低铁水温度试验，在原工艺上除把铁水出炉温度逐次降低 1 0 \ { { ^ { c } } } ，其他工艺项次不变，铁水出炉温度由以前的 1 5 4 0 ^ { \circ } { C } 逐次降至 1 5 0 0 \ { { ^ { c } } } ，结果因铁水温度降低产品出现了夹渣，但皮下气孔缺陷没有丝毫改观。
3.2 树脂砂问题验证
公司铁型覆砂工艺用的是热固性树脂砂，所用有机粘结剂的固化催化剂乌洛托品[（CH2)6N4]极易造成氢氮混合皮下气孔。产生的原因是由于在铁水浇注后乌洛托品在高温下极易分解出 { N H } _ { 3 } , { N H } _ { 3 } 又继续分解成 { \bf N } _ { 2 } , { \bf H } _ { 2 } ，即 2 { N } { H } _ { 3 } { = } { N } _ { 2 } { + } 3 { H } _ { 3 } ，这种气孔又小又圆，在铸件表皮下成簇，有的孔封闭，有的孔开口，与公司产品上产生的皮下气孔极其吻合，而乌洛托品也正好是公司用的酚醛树脂砂固化剂。
经分析讨论，认为这种皮下气孔应属于一种侵入性气孔，非析出性气孔，决定在树脂砂上想办法。公司专门有个独立经营的树脂砂分厂，进行废砂回收与覆膜砂生产，先安排专人去树脂砂分厂全程跟踪树脂砂当前工艺加工情况，专做一斗树脂砂用于生产进行验证，结果产品出来后没有一支出现皮下气孔，再重复进行树脂砂小批量加工和产品小批量生产，没有出现皮下气孔，正常生产投入再没有皮下气孔出现。
4查找缺陷根本原因
根据以上情况，经分析做出结论，导致本批皮下气孔缺陷的因素在树脂砂上。树脂砂分厂立即先隔离所有库存及已输出到生产单位的树脂砂，严格按工艺生产树脂砂，去查出导致那批问题树脂砂的原因。
查那批产品用树脂砂的相关记录，记录都没有问题，而且近半个月相关材料都没有批次更换。考虑到有可能是操作工的问题，于是查了当时的出库记录，经汇总结果发现乌洛托品出的多，但是使用记录记的少，出库量比记录使用量多出 2 3 % ，发现这一详情后，在树脂砂中按照出库量加入乌洛托品用于生产，结果出现了皮下气孔。
5制定措施
经批量生产验证，树脂砂厂混砂操作工违犯混砂工艺，作业记录造假，乌洛托品用量过多是本次批量产品皮下气孔质量问题的根本原因，为此公司制定了以下措施：
1)控制乌洛托品用量：技术部在作业标准上规定乌洛托品用量不允许超出树脂量的 1 5 %
2)严格执行工艺：在公司范围内开展严查工艺执行情况的活动，提高所有相关工作人员严格按作业标准执行的意识，明确工艺红线，制定重罚考核制度；
3)过程查找变化点规定：在查过程变化点时，对所有原辅材料要全方位进行核查，一要查材料入库批号与生产实际使用记录批号是否相符，二要查出材料库量与实际使用记录量是否相符。
6铁型温度影响
2016年元月，公司又安排生产436曲轴产品，生产了一个班832支，又发现有小范围皮下气孔产品85支，比例高达 1 0 . 2 % ，经对问题产品包号（公司用的浇注铁水包是一吨铁水包，一包铁水浇注的产品为一包)进行追溯，锁定在第三包、第四包两包产品上，经排查这两包的产品生产过程，并与后续生产过程进行对比，发现了一个大的非受控点，这两包铁型温度比作业标准要求的最低温度低了将近6 0 \ { { ^ circ C } ~ 1 0 0 \ { { ^ \circ C } } } （工艺要求 2 0 0 { { ~ \circ ~ } } { { T } } { ~ } 2 8 0 { { ~ \circ ~ } } { { C } } ，实际为 1 1 0 { { ^ { q } C } } { ~ } 1 7 0 \ { ‰ } )，这是因为冬天天冷导致的生产环境温度低而影响到赢型温度低的缘故，经对铁型外加热到工艺温度后使用，皮下气孔消失，再使用温度低的铁型进行生产，皮下气孔出现。由于以前有个别小范围的皮下气孔没有当缺陷对待，这个因素直到现在才被充分识别到。
经分析，铁型温度低，造成造好型的砂子固化不充分，有大量生砂存在，浇注时导致型内砂的发气量就会增大，型内气体量大攻入铁水中形成皮下气孔的几率就增大，所以铁型温度低是造成皮下气孔缺陷发生的一个影响因素。
对于铁型温度低这个风险点，采取了对铁型进行预加热处理的措施，确保正常生产中的赢型温度均满足工艺要求，即使在更冷的天气环境下也没有皮下气孔出现。
7结语
通过此次皮下气孔质量问题的解决，找到了导致此缺陷发生的根本原因和影响因素，因此严格规定了原辅材料用量的比例，采取了铁型进行预加热处理的措施，并制定了相关考核制度。自此公司经历的用铁型覆砂工艺生产产品皮下气孔缺陷得以圆满解决与控制，至今再没有发生一起批量产品皮下气孔质量事件。
参考文献：
[1]陈国桢，肖柯则，姜不居.铸件缺陷和对策手册[M].北京：机械工业出版社，1996.
多次论证之后，最终决定试用一下旋转吊钩，随即与厂家沟通最终设计方案并且制作，由于旋转吊钩与动滑轮组配合没有发生变化，所以只用安装旋转吊钩即可。安装完成后，再对吊钩及固定底座进行无损探伤检测，确保各项标准符合国家规定后开始使用。使用结果与最初的结论相符，旋转吊钩可以很好地应用于钢包旋转，可以实现轻松对包工作。
4旋转吊钩应用的优点
旋转吊钩相比于转包装置来说，旋转吊钩更适用于大型铸造企业。在整体结构上，旋转吊钩结构紧凑、简单明了、易安装;在操作方面，更是简洁，可以跟随起重机走到任意位置，不会受到浇注位置的制约，而且快速、有效完成对包工作；在改造成本上，旋转钩头也是非常经济。
5结论
通过对比分析以及实际使用可以看出，电动旋转吊钩非常适合冶金起重机在大型浇注现场使用，不仅可以轻松转包，而且可以精确对包，高效解决了浇注操作难度大的问题，同时在一些较大砂箱、铸件旋转时也非常适用。为了降低安全风险，要继续研究旋转吊钩的应急处理，比如吊运钢包浇注时旋转吊钩的电机、减速机或其他部件故障无法转动时，怎么使旋转装置与吊钩脱离，紧急人工转动，进行浇注；或者能否再安装一套旋转装置，以作备用。
参考文献：
[1］梅百荣，徐志勇.一种用于大型钢包浇注的转包对准装置：CN107685146B[P].2019.
[2]张家港市盛达冶金吊具制造有限公司.横轴式旋转吊钩：CN202625611U[P].2012.
[3]夏亚瑞.起重机吊钩的强度校验与安全[J.江苏劳动保护，2004(8):35-36.
·应用研究·
U型卡板在大型圆锥破碎机铸件横臂尺寸控制上的应用
司鹏飞，杜鹏，胡悦，张川（共享铸钢有限公司，宁夏银川750021）
摘要：本文主要介绍了通过使用U型卡板检验和控制大型圆锥破碎机铸件横臂尺寸的方法。对大型圆锥破碎机横臂的尺寸进行测量分析，并制作专用的U型卡板用来控制横臂轮廓尺寸，最终达到铸件尺寸满足顾客标准以及符合使用要求的目的。
关键词：U型卡板；大型圆锥破碎机；尺寸控制
中图分类号：TG23 文献标识码：A 文章编号:1674-6694(2021)05-0043-02
ApplicationofU-Shaped Cardboard in Arm Dimension Control forLarge Cone Crusher SIPeng-fei,DUPeng,HUYue,ZHANGChuan
(Kocel Steel FoundryCo.,Ld.,NingxiaYinchuan75oo21,China)
Abstract:Thisarticlemainlyintroduces themethodofusingU-ShapedCardboardtomeasureandcontrolthearmdimension under thelargeconecrushercastings.Thearmdimensionof thelargeconecrushercastingsweremeasuredandanalyzed.The specializedU-shapedcardboard wasmadetocontrolthearmcontourdimension.Toachievethepurposeof dimensionmeetthe customer's requirement and using requirement.
Keywords:U-shaped cardboard,large cone crusher,dimension control
破碎机广泛适用于矿山、冶炼、建材、公路、铁路和化学工业等众多行业，圆锥破碎机具有破碎比大、效率高、能耗低、产品颗粒均匀等特点，适合中碎和细碎各种矿石和岩石。在破碎过程中，由于破碎的物料具有一定的离心力，拥有不小的动力势能，在与圆锥破碎机的内部结构发生碰撞后，会造成破碎机内部损坏，降低使用寿命。圆锥破碎机中主机架横臂作为支撑主轴等核心部件的重要组成部分，其尺寸、性能的好坏直接影响设备运行状况与安全生产。横臂尺寸不合格也会影响耐磨护板的装配和使用，现场返修难度高、返修周期长。本文主要研究大型圆锥破碎机横臂尺寸的控制方法，通过设计制造U型卡板，控制并保证其尺寸满足顾客规范要求和现场装配和使用的要求。
1产品介绍
多吨，精加工后重量达九十多吨。圆锥破碎机主机机架及横臂部位如图1所示，其横臂因后期需要周期性更换装配耐磨护板，为避免装配过程发生装配干涉，此部位尺寸公差要求较高，同时超大铸件通过铸造来保证尺寸难度大，生产制造过程存在多次返修不合格等现象。本文对主机架产生尺寸问题进行了原因分析，并提出利用U型卡板保证返修尺寸达到要求和满足装配要求。
该圆锥磨碎机主机架铸件为较大型号破碎机机型组件，最大直径 5 . 5 { ~ m ~ } ，高 2 . 3 { ~ m ~ } ，设计重量一百
A
2主机架局部产生尺寸问题的原因分析
主机架是圆锥破碎机的主要结构件、受力件，也是圆锥破碎机其他部件的装配基础。此种铸件的质量要求高，尺寸公差范围小。因铸件整体尺寸较大，且结构复杂，造型过程、冶炼浇注过程、成品返修过程尺寸控制的难度较大，给产品交货周期带来很大的压力。分析此类铸件在生产过程中产生尺寸问题的原因有三个方面。
2.1造型过程产生的偏差
主机架造型过程复杂，模型及芯盒数量较多，在砂芯组合过程中，可能存在芯头有间隙、定位不准确，导致砂芯小角度旋转错偏，成品打箱后检测横臂两侧及圆角加量不均匀。在造型工序要严格控制扣箱尺寸，尽可能减少尺寸偏差。
2.2凝固收缩过程产生的变形
因铸件架构原因，横臂处的切面壁厚较大，其余部位切面壁厚较小，在浇注冷却凝固过程中横臂部位收缩较大，其余部位收缩小，因整体收缩不一致，工艺设计时模型贴量不好控制；铸件外侧壁厚受到向内侧的拉力向内侧收缩，内侧尺寸加量增大。
2.3成品返修过程产生的偏差
在铸造生产中，成品返修通常采用气刨和铲磨的方法对多量部位进行返修，主机架横臂部位结构特殊，为圆弧与平面相切，气刨过程无参考基准面，容易导致返修不到位或返修过量。
3使用U型卡板检验和控制返修尺寸
3.1返修过程测量基准的确定
成品返修过程通过全尺寸划线检测，对后期可能产生装配干涉部位重点测量，通过与横臂相切的外圆半径尺寸与横臂分部角度使用三角函数计算确定横臂中心，从加工面返尺寸确定横臂高度尺寸，这样从三维空间建立准确的测量基准，测量基准是确保返修尺寸合格的关键。
3.2专用检查U型卡板制作
通过对顾客主机机架技术要求和装配要求进行深入了解，对横臂部位的尺寸公差进行分析，使用三维建模软件按照主机架横臂轮廓形状增加设计间隙平移获得U型卡板内侧轮廓面，对轮廓面缩放处理增加厚度形成三维立体卡板数模，数模尺寸大于铸件实体图纸尺寸但控制在规范要求的公差范围内，确保使用卡板检测合格后，铸件尺寸依然符合顾客要求。数模完成后，使用数控机床模拟软件按照卡板数模编制加工程序，程序模拟加工成功后，用数控机床加工出重量较轻的木质U型卡板，方便现场对铸件相关形状尺寸检验使用。
3.3返修及检验控制
nna)三维卡板数模 b)三维卡板实物图
图3为卡板返修过。在返修过程中，首先对拍照检测加量进行气刨基准坑去除大量后，使用吊车吊运U型立体卡板进行检测，在卡板下落过程中，记录干涉部位并用粉笔标识清楚，卡板吊移铸件后修磨去除干涉部位余量，再用卡板进行检测，卡板完全下落并贴合铸件横臂轮廓，且卡板中心与横臂轮廓中心在一条直线上，使用塞尺进行检验，当卡板与横臂轮廓之间侧间隙达到设计要求时，确认尺寸已返修合格。经使用U型专用卡板对主机架铸件横臂尺寸的过程检测与控制，确保了返修的尺寸准确性，满足了用户在使用过程中耐磨衬板的装配精度和互换性。
4结论
通过使用U型专用卡板对圆锥破碎机主机架铸件横臂尺寸的检测与控制，给后续成品返修提供了参考基准，减少反复处理造成的资源浪费，也更好地保证了铸件横臂尺寸符合顾客规范要求，避免在后期装配过程中的干涉问题，提高了破碎机主机架与其耐磨护板的配合精度和互换性。
参考文献：
[1]刘忠仁，李祖良.圆锥破碎机下机架铸造工艺设计[J].金属加工：热加工，2007(6):66-67.
·应用研究·
缸体铸件清洁度质量持续改善
刘五宝，利任泽，万修根（江铃汽车股份有限公司铸造厂，江西南昌330001)
摘要：本文总结了对发动机缸体清洁度质量持续改善的举措，以G501缸体为例，关键改善击芯、抛丸、静电喷粉三个工艺过程，从设备、工装、过程工艺参数、原辅材料等几个方面进行了分析与工艺优化，将缸体清洁度质量过程能力由CPK1.03提升至CPK1.97，为后续的改善积累经验。
关键词：G501缸体；清洁度；击芯；抛丸；静电喷粉
中图分类号：TG234 文献标识码：A 文章编号：1674-6694(2021)05-0045-03
Continuous Improvement in Cleanliness Quality of Cylinder Castings
LIUWu-bao,LIRen-ze,WANXiu-gen (CastingPlantofJianglingMotorsCo.,Ltd.,NanchangJiangxi 33ooo1,China)
Abstract:Thispapersummarizesthemeasuresofourfactory toimprovethecleanlinessqualityof enginecylinderblockcontin uously.TakingtheG5Olcylinderblockasanexample,thekyistoimprovethetreetechnologicalprocessesofclickingthecore， shotblasting,electrostaticowderspraigAnalsisndprocessotizatioreedutfromthaspctsofupmtlig， processparameters,awanduxiliarymaterials,ndtheprocesscapabilityofcylindercleanlinessqualitywasimprovedfromPK.03 to CPK1.97,which accumulated experience for subsequent improvement.
Keywords:G5Ol cylinder block,cleanliness,clicking the core,shot blasting,electrostatic powder spraying
1背景
缸体内腔清洁度质量是汽车发动机的关键质量特性，直接影响发动机的使用性能与使用寿命。与之相关的常见缺陷是发动机拉缸、拉瓦、活塞磨损、连杆磨损、水道或油道堵塞，因此越来越受到重视，除需要控制内腔残余异物总量外，还要控制残余异物的颗粒度大小，对于我厂来说，清洁度质量影响的因子有很多，如坭芯砂溃散性能、缸体保温时间、涂料的渗透深度、清理过程工艺等。
G501汽油机缸体是我厂新开发的薄壁缸体，缸体平均壁厚 3 {mm } ，清洁度质量要求铸件内腔异物总量 \mathfrak { <=slant } 2 . 5 \ { g } ，加工清洗后颗粒度 { \bf <=slant } 2 0 0 0 ~ \mu rm { m } 为了保证这一要求，需要对缸体油道进行喷丸处理，但因喷丸机喷嘴数量有限，对缸体水套只能靠抛丸来保证。开发初期，因击芯工艺、缸体水套结构及油漆工艺等原因，清洁度质量偶有超标情况发生，主要指缸体内腔异物(坭芯砂、批缝铁、钢丸、油漆等)清理不干净，内腔残余异物总量超标，缸体加工成成品后，对缸体进行清洁度检测发现缸体内有粉末颗粒度尺寸超差现象，质量过程能力为CPK1.03，而对于关键质量特性，CPK值要求在1.67以上，清洁度需要持续改善至 1 . 6 { \ g } 之内。本文针对这些问题进行了一些摸索。
2持续改善
2.1击芯工艺改进
本厂使用的击芯机为L415型，缸体用击芯架摆放好后，前后端使用击芯块振击缸体，动力源为压缩空气，使得缸体水套、油道内腔昵芯砂松散，然后脱落，如图1所示。由于原生产的铸件相似度大，击芯机的击芯块振击缸体部位、振击时间、振击气压这些工艺参数等均相对固定可不调整，对于G501缸体薄壁件，既要保证缸体坭芯砂去除，还要保证击芯不损伤缸体，需要重新设计击芯块振击缸体部位、振击时间、振击气压这些工艺参数。
结合系列试验，最终通过设备改造增加一路气管、增加一套控制程序(见图2)，来控制具体击芯关键参数，最终优化为击芯气压 0 . 4 5 ~ { M P a } ~ 0 . 6 0 ~ { M P a } ，击芯时间为 1 2 { ~ s ~ } ~ 1 5 { ~ s ~ } ，增加的程序专门击芯G501缸体薄壁件，缸体击芯架高度设计为 4 0 2 ~ {mm } .击芯后缸体水套及油道内腔堤芯砂去除 9 5 % 以上，缸体损伤缺陷率为0.而改善前，缸体内腔芯砂残留问题与缸体损伤问题交叉出现。
2.2抛丸工艺改进
我厂用的抛丸机是DV-2机械手型抛丸机，机械手夹持缸体在抛丸室内旋转，抛丸室内布置4个抛头，抛头的电机功率为 4 x 4 5 { k W } ，抛丸的材料是1.7#铸钢丸，单个缸体抛丸时间为 6 0 ~ { s }
投产初期，出现缸体水套内妮芯砂抛丸不干净问题,经分析主要原因为：
1)G501缸体不同于我厂一直以来生产的其他缸体，该缸体水套腔左右侧无出砂孔，仅水套顶面存在空腔比较窄的排砂通道(宽约为 7 {mm } )，并且水套腔很深，击芯时水套砂只是击散而未排出，严重影响后续的抛丸处理；
2)因抛头喷射距离和喷射角度难以掌握，必须通过试验来寻求最佳喷射位置和时间[2]。
通过试验调整摸索，采取如下措施：
1）调整抛丸启动角度为缸体顶面朝下，启动时，缸体边倒砂边抛丸，以保证缸体水套击打钢丸数量多;
2)调整抛丸旋转方式，将初期设计的钟摆式抛丸 ^ + 旋转方式，调整为缸体一直旋转式抛丸，针对
G501缸体水套形状，增加水套部位倒砂及抛丸时间11 s;
3)调慢缸体旋转速度，由 1 2 0 ^ { \circ } / { s } ，调整为 9 0 ^ { \circ } / { s } 以更好的倾倒缸体水道内的坭芯砂，以及保证更多的钢丸击打水套本体。
通过优化G501缸体击芯、抛丸两道工序之后，缸体内腔清洁度(主要是坭芯砂)质量得到很大提升，通过统计数据分析，过程能力已达到CPK1.97，如图3所示。
2.3G501缸体静电喷粉工艺改进
我厂缸体铸件表面采用静电喷粉（树脂粉末）工艺，缸体非喷涂部位采用挡板遮挡，使得粉末喷不到缸体水套、油道内腔。G501缸体开发初期，缸体加工成成品后，对缸体进行清洁度检测，发现缸体内有粉末颗粒度尺寸超差现象(要求 { <=slant } 2 0 0 0 ~ \mu { m } ) ，实际测量为长 2 5 1 9 ~ \mu { m } x 宽 1 5 8 7 ~ { \mu { ~ m ~ } } ，如图4所示。主要是由于铸件静电喷粉后，表面的粉末在加工后，粉末不易破碎，而是形成片状或者大颗粒状存在于缸体水套、油道内，因其有一定粘性不易冲洗去除，故此造成缸体清洁度超标问题。
2.3.1试验方案
由于影响颗粒度的因素复杂且较多，为了较好地改善颗粒度问题，主要对电压、粉末厚度、固化温度、固化时间、粉末类别五个因子的两个水平进行DOE实验，具体试验方案与试验结果见表1.
| 运行序 | 电压V粉末厚度固化温度固化时间粉末类别 /μm | /C | /s | 颗粒度 /μm | ||
| 1 | 60 | 70 | 220 | 30 | HF20 | 1 811 |
| 2 | 60 | 120 | 260 | 40 | HF20JL | 1 705 |
| 3 | 30 | 70 | 260 | 40 | HF20 | 1293 |
| 4 | 30 | 120 | 220 | 30 | HF20JL | 2 214 |
| 5 | 30 | 120 | 260 | 30 | HF20 | 2006 |
| 6 | 60 | 120 | 220 | 40 | HF20 | 2519 |
| 7 | 30 | 70 | 220 | 40 | HF20JL | 1489 |
| 8 | 60 | 70 | 260 | 30 | HF20JL | 1032 |
2.3.2试验结果分析
通过试验数据进行Minitab分析可得出如图5所示的结果，即树脂粉末原材料成分、缸体表面粉末厚度尺寸、粉末固化温度这三者为显著因子。
另外，要控制好粉末颗粒度达标，即缸体表面粉末颗粒度在 1 0 0 2 ~ { \mu { m } } 左右，从图6结果得知，三个显著因子应控制为：缸体表面粉末厚度 7 0 ~ { \mu { { m } } } 固化温度 2 6 0 ~ { ‰} ；粉末原材料使用HF2OJL型号粉末。
2.3.3 应用结果
在后续批量生产过程中，选用HF20JL型号粉末原材料,缸体表面粉末厚度控制在 5 0 ~ { \mu { ~ m ~ } } ~ 8 0 ~ { \mu { ~ m ~ } } 固化温度设定区间 2 4 0 \ { { \sc C } } ~ 2 6 5 \ { { \sc C } } ，进行大批量生产，缸体进行加工后，表面粉末颗粒度全数合格，在6 0 0 ~ { \mu { ~ m } } ~ 1 ~ 1 0 5 ~ { \mu { ~ m } } 范围内。
3结束语
通过从击芯、抛丸、静电喷粉三个关键工艺过程入手，对设备、工装、过程工艺参数、原辅材料等几个方面进行工艺优化，G501缸体的清洁度质量得到了改善，并取得显著效果，积累了一些经验，本文旨在总结改善过程，为后续改进提供参考。
参考文献：
[1]王瑞平，邹卫，万修根，郭超超，等.铸铁缸体多品种全自动内腔喷丸工艺设计[J].铸造，2019(1：75-78.
[2]耿茂鹏，杨龙山，罗国纲，徐万里，康宽滋，等.4JB1发动机缸体缸盖内腔的喷丸清理J].铸造技术，2004（05）：386-387.
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国务院印发2030年前碳达峰行动方案
10月26日，国务院印发2030年前碳达峰行动方案。到2025年，非化石能源消费比重达到 2 0 % 左右，2030年达到2 5 % 左右；2025年单位国内生产总值二氧化碳排放比2020年下降 1 8 % , 2 0 3 0 年比2005年下降 6 5 % 以上，顺利实现碳达峰目标。同时提出碳达峰十大行动，明确工业领域要加快绿色低碳转型和高质量发展，力争率先实现碳达峰。要坚决遏制“两高”项目盲目发展，促进钢铁行业结构优化和清洁能源替代，大力推进非高炉炼铁技术示范，提升废钢资源回收利用水平，推行全废钢电炉工艺等。要健全资源循环利用体系，到2025年，废钢铁、废铜、废铝等9种再生资源循环利用量达4.5亿吨，到2030年达到5.1亿吨。要大力发展新能源，到2030年，风电、太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦以上。要大力推广新能源汽车，逐步降低传统燃油汽车在新车产销和汽车保有量中的占比。
信息来源：中铸产业网2021-10
·应用研究·
铁型覆砂球墨铸铁曲轴夹渣缺陷原因分析及措施
王旭东，黄健强
（山西东鑫衡隆机械制造股份有限公司，山西侯马043000）
摘要：本文主要针对铁型覆砂生产球墨铸铁曲轴加工部位发现的微观夹渣缺陷，通过对铸件生产过程进行梳理，从渣源和夹渣产生路径两方面进行原因分析，采取加强使用材料管理、优化浇注系统设计、铁水过滤等措施，解决了球墨铸铁曲轴加工部位的微观夹渣缺陷，使产品加工废品率从 4 . 9 % 左右，下降至 0 . 5 % 以下，提高了产品质量。
关键词：球墨铸铁；曲轴；夹渣；能谱分析；孕育剂；浇注系统；内浇口中图分类号：TG245 文献标识码：A 文章编号：1674-6694(2021）05-0048-04
曲轴作为发动机的核心部件之一，在工作过程中主要承受弯曲、扭转载荷，其主要失效形式为弯曲和扭转疲劳断裂。根据其功能和工作条件，要求曲轴具有较高的刚性和疲劳强度以及良好的耐磨性。铁型覆砂铸造工艺具有冷却速度快、铸型刚度好等特点，生产球墨铸铁时能够促进珠光体生成和细化晶粒，充分利用石墨化膨胀实现自补缩，从而获得组织致密的高强度、高韧性铸件。因此，铁型覆砂工艺是生产球墨铸铁曲轴的一种比较理想的铸造生产工艺。
夹渣缺陷是球墨铸铁曲轴生产中常见的一种铸造缺陷，曲轴受力部位若存在夹渣缺陷，会成为潜在的裂纹源，将破坏组织的连续性，使铸件塑性、韧性和疲劳强度下降，且曲轴强度要求越高，夹渣对基体组织连续性破坏作用越明显，曲轴因疲劳强度下降导致疲劳断裂的风险增加。
我司采用铁型覆砂铸造工艺为某主机厂生产A型号的四缸发动机高牌号（QT850-5）球墨铸铁曲轴，在客户加工过程中，在曲轴的连杆颈和主轴颈外圆部位发现存在夹渣缺陷，如图1、图2所示，缺陷呈单个或几个细小点状或不规则线状。由于缺陷的形态以及出现的位置，未加工前无法发现，加工后肉眼也很难发现，往往加工后磁粉探伤时或强光下外观检验时才能发现，发现时机滞后，无法及时提前围堵和止损。
缺陷发生的比例也不稳定，通常在 1 . 2 % { ~ } 2 % 左右。但2019年4月份，有一批产品加工后废品率突
A
然升高。经过统计，客户共加工A型号曲轴11970支，发现夹渣料废584支，料废率 4 . 9 % ，直接造成很大的经济损失，严重影响顾客的产线运营，质量风险增大。针对此铸件夹渣缺陷造成的批量质量问题，我司立即将缺陷产品委托湖北汽车工业学院进行了微观金相分析及缺陷处的微观能谱成分分析，从夹渣形成的机理及技术设计、原辅材料、工艺控制、质量检验等生产工艺过程方面进行了分析研究。
1铁型覆砂球墨铸铁曲轴铸造生产工艺流程
球墨铸铁曲轴铸造生产主要分为：熔炼、球化、造型、浇注、清理等部分，其中熔炼、球化和浇注是影响铸件夹渣的关键工序。
1.1熔炼
熔炼分为铁水熔化和球化孕育处理两部分。
1)铁水熔化：采用1t中频感应加热电炉进行铁水熔炼，使用的炉料主要有球墨铸铁专用生铁、废钢（成分为中低碳钢）回炉料(浇道及浇冒口）以及加入的合金元素(铜、锰等)，加热熔炼过程中，按工艺要求依次加入。各种炉料成分的准确度直接影响产品的化学成分，炉料中含有的杂质也将直接影响铁水的纯净度，因此，炉料的成分应符合原材料技术标准要求，同时应保证成分的一致性和炉料的纯净度。为了保证铁水质量，入炉前应对生铁废钢等入炉料中的有害成分(S、P、Ti等）回炉料上的粘砂、废钢中的杂料杂质以及各种炉料的生锈、受潮等进行严格检验与控制。
2）球化孕育处理：本产品采用盖包法进行球化孕育处理。球化前依次将球化剂、硅铁、铁屑(铁屑主要作用为防止高温铁水直接与球化剂接触，降低球化元素烧损，保证球化效果)放入铁水包反应坑内压实到一定程度。待铁水熔炼到工艺温度、成分检测合格后，即可使铁水出炉注入包内进行球化孕育处理。球化反应结束后进行充分扒渣，纯净的铁水即可进行浇注。
1.2造型
铁型覆砂造型，是通过操作射砂机用压缩空气将覆膜砂(酚醛树脂砂)通过铁型背部射砂孔射入铁型与模型之间的空腔，经过具有一定温度的模型和铁型加热固化，获得 5 {mm } ~ 8 {mm } 的覆膜层，脱模后形成铸型型腔的造型方法。造型过程主要包括铁型残砂清理、射砂、固化、脱模、修型、合箱、浇口杯放置等部分。
1.3浇注
浇注是将球化反应后的铁水依次浇人铁型型腔内获得完整铸件的过程，包括：铁水浇注、二次孕育、型内冷却等。
1)铁水浇注：浇注过程主要控制的参数有铁水浇注温度和浇注速度。
2）二次孕育(瞬时随流孕育)：由于铁水进入型腔后冷却速度快，铁水在凝固过程中容易形成渗碳体，在浇注过程中对铁水进行二次瞬时随流孕育可有效提高单位面积石墨球数，细化石墨，改善球化效果，防止渗碳体的产生。二次孕育的主要控制参数为孕育剂的粒度和孕育量。
3）型内冷却：浇注后的铁水以一定的冷却速度进行凝固，获得相应的基体组织和完整的铸件。主要通过开箱时间实现型内冷却控制。
1.4清理
铸件清理主要是去除铸件分型面残留的飞边毛刺和铸件表面附着的残砂。
2夹渣缺陷分析
2.1夹渣形成机理
结合球墨铸铁曲轴铸造生产过程，主要从渣源和夹渣形成路径两个方面进行分析。
1）形成铸件夹渣的渣源主要有：入炉材料锈蚀，熔化过程中氧化，形成氧化物夹渣；入炉材料含渣量大，熔炼过程无法顺利去除； \mathbf { M } _ { \mathbf { g } } 残余量过大，球化元素与氧、硫形成难熔的硫化物 { \ : M g S } )夹渣物和氧化物（ { \bf ~ M g 0 } )夹渣物；孕育剂粒度选择不当、孕育量过大，或浇注温度过低孕育剂不能充分熔化，在铸件凝固时聚集形成夹渣物。
2)夹渣形成路径：浇注系统未能充分发挥其挡渣作用，渣子随铁水进入型腔；浇注时加入的孕育剂粒度小于过滤网的孔径，可以随铁水进入型腔。
2.2存在问题分析
1）入炉材料管理：对入炉材料进行排查，发现生产期间使用的生铁、废钢存在锈蚀现象，废钢中掺杂杂质，A型号曲轴铸造过程使用的回炉料为该产品的浇注系统和浇冒口，其表面附着的残砂没有经过处理。
2)球化剂加入量：通过对球化过程的排查发现本次产品为保证铸件具有良好的球化效果，加入了过量的球化剂，由于多余的球化元素在铸件凝固过程中与硫、氧结合形成了硫化物和氧化物夹渣。通过对夹渣缺陷部位制样进行能谱分析，分析结果见图4，发现缺陷部位含有高浓度的镁元素（镁浓度为0.67)，说明球化剂过量。
3）二次孕育时孕育剂选择：通过对孕育剂的检查，发现选用的 0 . 2 ~ {mm } { ~ } 0 . 8 5 ~ {mm } 的FeSi75孕育剂粒度分布不均匀，有 7 0 % 左右在 0 . 2 \ {mm } { ~ } 0 . 4 \ {mm } ，细小粒度的孕育剂在随铁水进入型腔后来不及扩散被高温铁水氧化，形成氧化物。由于其密度小于铁的密度，在铁水凝固过程中不断聚集上浮形成夹渣。
4)浇注系统挡渣效果：充型过程中，由于密度原因，铁水内的杂质会不断上浮，当内浇道截面积之和大于直浇道截面积时，横浇道设计不利于将上浮于横浇道顶部的杂质阻挡在横浇道内，杂质随铁水进入型腔，形成夹渣。当内浇道截面积之和小于直浇道截面积时，铁水在流经内浇口时产生飞溅，飞溅的液滴表面迅速形成一层氧化膜，这些氧化膜面积大，密度小能够被迅速浮起形成氧化渣。
3改进措施
3.1加强对使用材料的管理
1)对各种入炉材料进行纯净度管控：对使用的回炉料进行抛丸处理，去除其表面残砂，降低其对铁水纯净度的影响；不使用含锈、含渣的废钢和生铁；使用的压包铁屑在使用前进行筛选，去除其在加工过程混入的合金刀头等杂质。
2)确定合理的球化剂加人量，并根据生产时检测的残余量结果(实际控制值)和金相检测结果调整球化剂加入量。在保证球化效果的基础上，尽量减少球化剂的加入量。
3)调整瞬时孕育剂粒度范围：由 0 . 2 \ : {mm } { ~ } 0 . 8 5 \ : {mm } 调整为 0 . 4 {mm } { ~ } 0 . 8 5 {mm } ，并在使用前进行筛选确认。
3.2优化浇注系统设计
1)对浇注系统进行优化：充分发挥横浇道的挡渣作用。
2)对内浇口尺寸进行调整：原内浇口尺寸 1 3 {mm } x 1 4 ~ {mm } x 7 ~ {mm } 先后调整为 1 6 ~ {mm } x 1 7 ~ {mm } x 8 ~ {mm } 和 1 6 . 2 \ {mm } x 1 7 \ {mm } x 6 \ {mm } .
3)二次过滤：在内浇口前放置纤维过滤网的基础上，再在浇口杯内加泡沫陶瓷过滤器，加强过滤作用，增强过滤效果。
4措施验证
4.1加强入炉料管理
通过加强对使用材料的管理（人炉材料的纯净度、球化剂的加入量、孕育剂的粒度），夹渣缺陷出现比例明显下降，由 5 % 左右下降到 1 . 9 7 % （采取措施后客户共加工A型号曲轴19281支，发现夹渣料废381支，料废率 1 . 9 7 % )，但是还是不能达到客户要求的料废指标 1 . 5 % 以下。
4.2优化浇注系统
第一，加大了下箱横浇道到上箱横浇道的坡度，上箱横浇道靠近直浇道方向处增加了一个缓流角，集渣包的高度增加了 1 0 {mm } ，增加铁水在横浇道内的爬坡距离，减缓了铁水流速，便于铁水内的杂质在流经横浇道上浮并粘在横浇道顶部和集渣包顶部，优化前浇注系统如图5所示，优化后如图6所示；第二，在浇口杯内加泡沫陶瓷过滤器，与型内置于内浇道处的纤维过滤网，对铁水进行两次过滤，使得铁水在流经浇注系统时更加平缓，减少渣子由于紊流被卷入型腔。修改后料废率很不稳定，在 0 . 5 % { ~ } 1 . 8 % 范围内波动。
4.3优化内浇口尺寸
对原有内浇口进行两次修改，发现内浇口尺寸的合理设计有利于铁水挡渣。
4.3.1第一次调整内浇口实验
通过测量将原内浇口尺寸为 1 3 ~ {mm } x 1 4 ~ {mm } x
7 {mm } 调整为 1 6 \ {mm } x 1 7 \ {mm } x 8 \ {mm } 增加内浇口截面积，减少铁水飞溅。为确保实验效果同一批次使用两种不同尺寸的内浇口进行生产(用原内浇口生产5520件，用调整后的内浇口生产4617件），以减少其他生产条件对实验结果的影响。
经过客户加工验证：调整前后因夹渣而料废件数分别为61件（料废率 1 . 1 % )件和67件(料废率1 . 4 5 % ).从料废情况看内浇口调整后料废率上升0 . 3 5 % ：
分析调整内浇口前后夹渣缺陷比例变化的原因：原内浇口截面积为 9 4 . 5 ~ {mm } ，调整后内浇口截面积为 1 3 2 {mm } 铁水在浇注过程中存在内浇口不能完全充满现象，无法起到调节铁水进入型腔的流量，横浇道内不断上浮的渣子未能超过内浇道吸动区，随铁水进人型腔形成夹渣。横浇道挡渣原理如图7所示。
4.3.2第二次调整内浇口实验
通过内浇口第一次调整后实验验证分析，将内浇口的高度由 8 {mm } 降低为 6 {mm } （即将内浇口的尺寸调整为 1 6 . 2 \ {mm } x 1 7 \ {mm } x 6 \ {mm } 进行再次实验。调整后组织生产8256件，经过加工验证因夹渣而料废的58件(料废率 0 . 7 % ),料废好于同期生产的铸件。
4.3.3 内浇口尺寸调整结果
采用第二次调整后的内浇口（内浇口的尺寸为1 6 . 2 \ {mm } x 1 7 \ {mm } x 6 \ {mm } ),进行批量生产，目前料废率稳定在 0 . 5 % 左右。
5结论
1)减少渣源是解决夹渣最直接、难度最小、也最有效的方法。在熔炼前期应对原材料进行严格控制，合理配料，控制化学成分，防止渣的产生，渣子一旦产生并存在于铁水中，很难在后道工序被彻底去除。
2)合理设计浇注系统，增强浇注系统的挡渣能力可有效降低夹渣缺陷的发生频率。本次夹渣缺陷解决过程中对浇注系统和内浇口尺寸进行了合理优化，同时在浇口杯中增加泡沫陶瓷过滤器，进行铁水的二次过滤，使得其挡渣篦渣作用得以充分发挥，有效降低了夹渣缺陷的发生。
参考文献：
[1]尹士文，徐庆杰，李翠翠.曲轴铁模覆砂铸造及其生产过程控制[J].汽车工业，2009(10）：66-69
[2]马益诚，吴武文，黄列群，潘东杰，包开智.铁型覆砂铸造球铁件的废品分析及其防止措施[J].铸造，1998（1）：29-31.
[3]黄列群.铁型覆砂铸造及其应用[J].机电工程,1999(3)：55-58.
[4]王文清，李魁盛.铸造工艺学[M].北京：机械工业出版社，1998
[5]李贵来，王旭东，王军.泡沫陶瓷过滤器在球墨铸铁曲轴生产中的应用[C].2005中国铸造活动周论文集：148-150.
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《2021一2022年秋冬季大气污染综合治理攻坚方案》将印发实施
生态环境部10月29日表示，拟于近期印发实施《2021一2022年秋冬季大气污染综合治理攻坚方案》。方案主要目标是：秋冬季期间，即2021年10月1日至2022年3月31日，各城市完成PM2.5浓度控制目标和重度及以上污染天数控制目标，根据测算，攻坚区域内相关城市2021—2022年秋冬季PM2.5平均浓度同比下降 4 . 0 % ，重污染天数平均每个城市减少2.0天。在实施范围上，考虑各地秋冬季大气环境状况和区域传输影响，2021—2022年秋冬季攻坚范围在京津冀及周边地区 { \ " ~ } 2 + 2 6 { \ " ~ } 城市和汾渭平原城市基础上，增加河北北部、山西北部、山东东部和南部、河南南部部分城市。
信息来源：中铸产业网2021-10
·智能铸造·
数字化工厂建设内容分析与实践
王绍刚，杨军，白晋成（共享智能铸造产业创新中心有限公司，宁夏银川750021)
摘要：本文针对当前传统铸造企业数字化工厂建设中信息的收集及互联互通、信息反馈和传递存在偏差、数据的落地应用等实际问题，结合实践中解决问题的思路和实际效果，分析总结了数字化工厂建设的主要内容以及当前行业中推进信息化建设所遇到的突出问题，并针对性的提出了解决的方法思路。
关键词：数字化；智能化；管理软件；物联网；智能单元
中图分类号：TP278 文献标识码：A 文章编号：1674-6694(2021)05-0052-04
AnalysisandPracticeofDigitalPlantConstruction
WANGShao-gang,YANGJun,BAI Jin-Cheng (National Intelligent Foundry IndustryInnovationCenter,YinchuanNingxia75OO21,China)
Abstract:Aimingatthepracticalproblemsofiformationcolectionandintercoectioninformationfeedbackandasio deviation,datalandingapplicationndsooninteostructionofdigitalhemicalplantintraditioalfoundryenterprises,ispper analyzesandsummarizesthemaincontentsoftheconstructionofdigitalchemicalplantandtheprominentproblemsencounteredin promoting information construction in the current industry,And put forward the method of solving the problem.
KeyWords:digital,inteligent,management software,internet of things,inteligentunit
数字化工厂是近几年随着国家2025战略、国际5G发展战略等方向指引下整个制造产业转型升级的发展方向，主要内容就是通过数字和智能制造作为关键技术应用到数字化工厂，是现代工业化和信息化融合的信息体现，也是实现智能化制造的必经之路。
在数字化工厂的建设过程中，包含了软件和硬件两个方面的内容，互为支撑，互相推动。软件数字化，主要的建设内容为车间上网，设备物联，管理软件平台等。硬件数字化，设备PLC控制，具备网络接□并开发，设备运行中的参数和状态信号可通过物联网实现数据采集。现场具备智能化终端，现场人员可通过终端实现信息的接收和反馈，实现现场无纸化。
数字化工厂模式模型如图1所示。本文分析了目前数字化工厂建设中存在的现场执行层面信息收集的问题，针对性地开发出智能单元系列软件，解决了铸造企业数字化工厂建设中的短板。
1数字化工厂建设存在的问题
分析国内数字化建设现状，在公司和车间等层面，近几年ERP、PLM、MES等行业内专业制造执行管理系统软件发展迅速，并得到了大量广泛的实施和应用，很大程度上提高了我国制造业企业(包括一些先进的铸造工厂)的现代化管理水平和数字化能力。
数字化工厂建设车间现场的建设尤为重要，但在现场执行层面，目前依然存在很大的问题，也影响了数字化工厂实施不能落地，主要表现在以下几个方面：
1)设备物联不具备条件。在中国40年的改革开放过程中，从一个工业基础差到世界制造大国的建设过程中，几乎快速走过了西方国家100年的发展历程。这一点从现场的装备设备就可以看出端倪，大部分传统车间内即存在几十年前的普通设备，也存在最新的数字化设备，这是一个发展积累的过程结果。而针对传统的普通设备要实现数字化工厂的使用要求，就必须进行改造，而大部分是不具备这样的改造价值的。或者说拿出一笔钱对传统设备进行这样的改造对大多数老板来说是不能接受的。
2）车间人员没有一个应用或者融入数字化工厂建设的平台。目前市场上大多数软件都是针对技术管理人员岗位需要而开发使用的，因此习惯上大家都会把这些软件统称为管理软件。而作为工厂车间占比最大的现场技术工人们，却缺少这样的平台，替代现场为满足管理需求而进行的部分工作内容。比如生产技术管理要求信息的接收、现场执行完成情况的反馈等。
3)一线信息的真实准确的收集。传统的管理方式，很多的一线生产信息都是要通过人工整理汇总后二次处理传递给更高层的管理人员或需求业务人员。造成这一现状的原因主要有两个方面的影响，一是传统生产管理方式，很多信息都是线下的，是通过人工去记录统计的；二是过去常说的软件“孤岛效应”，各个功能软件之间没有有效打通，数据就不能及时共享。综合分析，解决现场数据信息收集等问题是铸造等传统企业数字化工厂建设中的短板和关键。
2铸造数字化工厂的建设方案
2.1铸造数字化工厂功能架构
结合铸造行业特点，铸造数字化工厂功能架构分为公司管理系统、车间制造系统（包括现场工序单元层)和信息基础设施系统。其中车间制造系统的生产现场，按工艺工序的设计内容，科学的分解为成形、熔炼、精整、加工等多个独立的生产工艺阶段，解决了生产过程中信息传递的衔接。在不同的阶段应用不同的信息字段设计，既可以使信息唯一统一，又可以把不同的阶段的信息，通过软件程序的逻辑很好的衔接起来。铸造数字化工厂功能架构如图2所示。
2.2开发智能单元系列软件，实现工序信息互联互通
针对生产车间各工序现场信息的准确和快速收集问题，结合铸造企业各工序的特点，智能铸造产业创新中心开发出智能单元系列软件。智能单元软件上面承接MES软件下达的生产计划，并以生产计划为主线条串联起生产所需要的物料、工艺、质量、设备等知识信息。向下通过物联网连接现场设备或数字化检测仪器，提取相应需要控制和记录的过程参数。或者智能平台开放面对操作者，提供一个操作者可以录入现场信息的窗口，间接达到记录现场过程参数结果的目的。
在智能单元中，根据现场一线员工的需求，通过系统大数据的筛选，将当前计划的传达到一线，供其所用。
随着智能化数字化设备的大量应用，为现场生产指令和生产结果都可以通过网络的方式实现自动信息传递变为了可能。但现场化的生产，为了满足市场的多样性需求，大量存在着这种小批量、多品种的生产企业。这些企业由于产品工艺多样性的影响，如要实现这种数字化工厂的需求，则其投入和要求都要比传统的流水线生产复杂和投入更多。
结合现场实际情况和数据采集的需要，针对性的对每一个数据类别进行单独的分析处理，在现场设备层功能支撑的前提下，尽可能实现自动或半自动采集，通过软件逻辑层的处理，使这些基础数据和上层软件需求数据能够一一对应起来，实现数据信息的互联互通、共享和应用。
通过制造系统层面中设立一个单元级的软件层，可以通过软件层的逻辑办法对底层的数据进行梳理筛选，保留有用的数据提供上层应用，又可以解决数据采集的及时性和准确性，促进了铸造企业数字化工厂的建立及有效。
2.3数字化铸造工厂的应用实例
以熔炼工厂的数字化建设内容，进行实施实例说明。
数字化工厂的建设一定是建立在整个公司统一框架下的统一筹划和统一建设，而不是独立的、脱离于公司上层管控的一个信息孤岛。通过接口技术，实时传递软件间信息数据。
单元层主要包含了两方面的内容，一是自动化设备，主要由单元自动加料设备、加料车、电炉、球化孕育站、自动浇注机等设备构成。二是熔炼单元管理与控制系统，控制单元设备运行、接收生产计划、管控过程质量、实现成本、设备、环境安全、材料、各类统计报表等的管理。具体内容和双下层信息相关流转见图三(熔炼数字化功能架构图)所示。
梳理整个过程，主要有以下几个节点：计划下达、熔炼开始、加配料、取样对比、过热出铁、变质浇注、成本管理等内容。
计划下达通过系统汇总的计划信息和前序报工结果，可以实现现场实时的计划内容调整，更加符合现场实际的需要。
熔炼开始，系统自动及时，控制各个阶段的运行时间，结合现场设备的自动化运行，有效控制整个浇注过程的时间效率，保证时间控制参数符合工艺设计要求。
加配料结合工艺设计的配料料方和现场自动化运行，有效控制每种配料占比符合工艺设计要求，这样即保证了材质的控制质量，也提高的生产效率。
取样对比，联网金相室和现场检测设备，使检测数据通过系统进行传递，保证检测数据第一时间反馈现场，这也为现场根据质量结果控制过程提供了执行基础。
过热出铁，对温度的控制通过现场测温枪数据的采集，自动关联控制设备进行下一步的动作。
变质浇注也是通过自动化和参数系统控制，来实现工序内容的标准化，以提高这一内容的质量水
平。
成本管理，过程中各种消耗、各种原材料都通过系统采集了一线的实际准确数据，这样就可以准确及时反映现场现场的成本费用，统计分析更准确，也更及时。
通过这样的建设，减少了现场操作工的记录和调整工作，强化了按工艺设计执行和记录的系统管控，对整个熔炼过程的效率和质量都发挥了很大的推进意义！
3结束语
针对铸造企业的特点和数字化建设中存在的问题，构建了数字化工厂建设的功能架构，开发出智能单元系列软件，促进了数字化铸造工厂的建设。通过多个项目的实践证明，此方案能很好的解决当前数字化智能化建设当中遇到的系统与底层数据脱离，真正大部分产生数据的群体却没有输入数据信息平台的现实问题，也提高了现场的工艺执行率和信息传递及时率，也就提高了现场的工作效率和质量。
参考文献：
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·智能铸造·
铸造行业底层设备物联与数采若干疑难问题解决办法
刘亚宾，贺伟，白仲花，糟舒婷，刘乐（共享能智铸造产业创新中心有限公司，宁夏银川750011）
摘要：本文针对铸造行业底层设备互联、数据互通、人机交互等若干技术难点，如无线数传、有线无线互转、网络耦合、环网冗余、接口与协议转换、数据互通、人机交互等，通过总结工程经验，给出若干相应的高性价比解决方案，以期为行业内类似实施需求提供技术借鉴。
关键字：铸造行业；设备物联；数据采集；技术难点；高性价比
中图分类号：TN929.5;TP391.44;F407.4;F274 文献标识码:A 文章编号:1674-6694(2021)05-0056-03
Solutions of Some Difficult Problems for IOT and Data Acquisition ofBottom Equipment in Foundry Industry
LIUYa-bin,HEWei,BaiZhong-hua,ZAOShu-ting,LIULe (National IntelligentFoundry Industry Innovation CenterCo.,Ltd.,Yinchuan,Ningxia75oo11,China
Abstract:Thisaperimsatoetechicaldiultisinfoundryidustryuchsotomipentintercoctioatae change,umanomputeriteractiotchichregoingstepfurthschselessdatatansmsioniedndieleut alconversioneorkuplingngtwrkdundacytefacedotocolvsionatangaompteeac tionetc.Futhereteaprsmmsthineingxpecedivssveralesponingostivetiosic is inthe hope of providing technical reference for similar implementation needs in the industry.
Keywords:foundryindustry,IOTofequipment,dataacquisition,technical dificulties,highcostperformance
铸造行业设备互联互通现场实施时，常见以下疑难问题：现场数据传输距离较远且不便拉线布网，部分设备仅具备串口且需联网，现场无线信号覆盖面或信号强度不足，个别设备IP不按统一分配且不便修改，国外冗余交换机限制较多且价格高昂，小众PLC无通用数采通信协议，远程或异地运维、排故、监控困难，软件系统间数据交互不畅，大屏看板数据流中间过程繁琐等。
对于硬件工程师而言，上述类似问题的主流解决方法为一网到底与OPC互操作[I-2：即通过各种软硬件，将不同接口的设备或装置，最终转换为网口通信；在综合考虑可靠性、实时性、Qos、工控安全、异地或远程运维及工况运行等限制因素条件下，通过各种接口和网关转换模块，基于OPC统一数采与交互平台，解决设备互联、数据互通及人机交互等问题。
1设备互联
设备互联无定式，对于任何一种设备，其主要关注因素均可抽象为接口、协议和参数，在人身安全与设备安全的前提下，进行功能实现与参数优化。现场设备之间除以DI、DO、AI、AO方式直接互联外，常见的问题大致还有如下几种情况：接口转换、串口组网、有线无线互转、网络耦合、环网冗余、5G与Wi-Fi6应用、远程访问等。
1.1接口转换
工业用串口设备的接口多为RS232与RS485，连接工控机时，常通过增加串口PCI板卡、RS485转RS232模块，实现接口拓展与匹配。但此种方式易受热插拔、强电磁干扰、闪电感应、静电等影响，烧串口PCI板卡接口。
可采用深圳宇泰UT-2127无源光电隔离防雷转换器，或UT-2112九线制RS-232全信号光电隔离器进行隔离，或研华ADAM-4561一端口隔离USB到串口转换器、有人物联网USR-N510工业级串口服务器、MOXANPort5150串口设备联网服务器，就近接入工控机或交换机，同时实现接口隔离与转换。
此外，还有各种串口转换网关，如上海泗博PM-16O通用串口/PROFIBUSDP通信网关、TS-181通用串口/PROFINET网关，实现通用串口与现场总线的接口与协议转换；以及普联TL-UG310USB3.0转1000M以太网适配器，支持免驱动或自动安装，及Windows/Mac/Linux等操作系统，进行工控机网口拓展。
1.2串口组网
设备具有串口，设备分布点多且比较散，部署点附近网络不易布线，又不需上PLC控制器，或接□与网关转换模块的，如老工厂边界环境传感数据采集场景。
可采用思为无线的SV6xx系列无线透传模块，或SV-MESH超远距离无线组网数传模块，或Lo-RaStar系列星型网络串口无线传输模块。其中，SV6xx系列无线透传模块可应对老式仪表，支持7、9位数据位，奇校验、偶校验、无校验可设；SV-MESH四字节网络ID，可工作于节点和自动中继两种模式，可形成无盲区、无距离限制、多频段多信道的组网传输；LoRaStar通过切换中心或节点模式组成星型MESH自动路由无线网络，解决传统星型网络下某些处在盲区或偏远节点无法与中心通讯的问题。
1.3有线无线互转
移动设备如天车、轨道车、混砂机等联网时，工厂内无线覆盖面不全，或距离AP较远时信号较弱，工业现场常采用西门子SCALANCE \mathbb { W } 7 _ { { X X } } 系列接入点与客户端，或MOXA的AWK-3131A系列工业无线AP/Bridge/Client，当访问点数较多或改造预算不足时，联网数采就很被动。
可采用普联TL-WDR7650双频易展Turbo版无线路由器，三个全千兆有线端口，无需区分WAN/LAN，支持网口盲插与有线无线混合互联，无线信号增强，最大一主七从，共用一个IP，通过简单的一键互联组对，解决无线覆盖不足、扩展Wi-Fi问题。
或采用有人物联网双网口Wi-Fi串口服务器USR-W630，通过AP、STA、路由、桥接等模式的配置，实现RS232/485串口、WIFI、以太网间互转互通与数据双向透明传输，支持串口延长、菊链式连接、ModbusTCP与ModbusRTU互转、DNS及跨网段路由(单向主动)功能。
当对漫游要求较高时，可采用普联工业级高功率无线双频APTL-AP1900DG与TL-CPE1300D组合，在无需AP和AC参与的前提下，实现无线客户端自主触发和决策漫游。尤其适用于移动载体的无缝快速漫游，并确保数据传输的实时性与通讯可靠性。
1.4网络耦合
因项目前期未进行统一的IP地址规划，或规划时未考虑周全，或设备厂家不配合等原因，现场设备IP地址任意配置，或设备IP冲突，且又不方便改或不能改时，设备联网与数据采集的实施就陷入了困境。
可采用无锡北辰的ETH-NAT、XCNet-MIT、XCNet-PN网络耦合器，通过近似于NAT的地址转换，将LAN1口所连接PLC的IP地址和端口号，映射到LAN2口任意IP地址和端口号，进行跨网段的透明传输。或采用普联的TL-R483G千兆多网口VPN路由器，将其WAN口配置为不同网段固定IP，LAN设置为数采网段分配IP，通过一台高性价比路由器，实现最多跨4个不同网段间设备的互访。
1.5环网冗余
关键设备运行过程中不能掉线，尤其是不同设备间通过通信方式进行交互时。现场常见的工控环网有西门子与倍福，但只限于自身产品间，且价格不菲，而现场往往各厂家设备均有。
可采用上海泗博IER-3000-5T-R1与I-ER-3000-2S-3T-R1环网冗余以太网交换机，支持快速自愈的环网冗余通信，使工控机/PLC/控制器通过全光纤单环网、光纤和网线混搭单环网、双切环网、双归环网和环耦合环网等方式，访问连接在网络上的设备/仪表等。
1.65G与Wi-Fi6应用
5G与Wi-Fi6在民用与商用场合应用越来越深入，如何将无线技术应用至工业现场，并与现有无线网络技术无缝融合，是硬件工程师面临的一个挑战[3-4]。
可采用华为 5 { G } { C P E } \operatorname* { P r o } 2 ，支持终端侧5G网络切片与转WIFI功能，并支撑Wi-Fi6MU-MIMO、高带宽、高并发、低时延、低功耗应用，可连接高达128台各类设备，支持高达16台设备并发。
1.7远程访问
当现场设备出现问题，工程师排故时，往往需要实时在线监控各变量状态，以确认问题所在，程序修改后再行下载。但工程师与设备所在网络常不属于同一个局域网，一般情况下，问题能否及时解决，取决于工程师与设备所在地的距离，或设备所在地是否具备VPN服务器，及开通VPN审批流程等待时间等，甚至遇到晚间、周末、节假日配合问题。
可采用上海繁易FBOX、无锡北辰BCNet-R40、蒲公英X1旁路组网盒子或X3企业无线路由器，无需公网IP，只要现场通过3G/4G、有线、WiFi等方式能接入互联网，即可快速部署，实现异地组建虚拟专用网，进行PLC、触摸屏、变频器和伺服器或工控系统程序远程维护、调试、上传、下载与监控。
2数据互通
铸造现场设备所用控制器，既有主流PLC、DCS、CNC及各类传感与仪器仪表，也有小众PLC、控制板卡、各类传感或仪器仪表，所用协议有标准协议、非标协议、第三方OPC、数据库等，系统集成的理想需求是建立统一的数据采集平台，实现软硬件设备间的数据互通，但目前尚没有任何一款软件或硬件产品囊括所有可能项，常用的数据互通方式与特点如下。
2.1 OPCSERVER
对于主流PLC、DCS、CNC、4机器人及各类传感与仪器仪表，可采用Kepware的OPCServerKEPServerEX6，实现各主流设备标准协议、各类传感或仪器仪表非标协议、第三方OPC、数据库的数据采集，并可通过OPCUA、MQTT、Rest等接口与上位信息管理系统(如ERP、MES等)进行交互，同时其Advanced Tags功能可轻松实现不同变量间的链接及简单的算术逻辑运算。
对于日韩系PLC、CNC、机器人等控制器，及控制板卡、各类传感或仪器仪表，如横河、丰田、日立、基恩士、夏普、富士、产电等公司产品，可采用Take-bishi的DeviceXPlorer，相关数据采集后再作为第三方OPC，与KEPServerEX6对接。
2.2协议网关
对于西门子、三菱、欧姆龙、松下、光洋、基恩士、富士、台达、永宏、丰炜、信捷、AB、施耐德、LS产电、安川等厂家带串行通信的PLC控制器，可采用无锡北辰对应的BCNet系列模块，在不改变原有通信架构的基础上，除可将串行通信转换为以太网通信外，还可进行协议转换，将各厂家非标协议转换为ModbusTCP通信协议。
2.3软件框架
对于集成度要求较高的场合，以及对价格因素敏感的项目，常规OPCServer
集成方式不满足指标要求，此时需要自行开发各种驱动，但又会占用大量时间与精力。在有软件开发人员的前提下，可采用Snap7、HslCommunica-tion等开源框架。其中，Snap7支持西门子S7系列PLC的以太网通信，HslCommunication支持大多数PLC通信与转换功能，及MQTT、Websocket、Redis等IOTGateway通信功能，以方便地与上位系统管理系统及云平台快速集成对接，如共享的共享云盒、巫迪的设备联网智能网关。
2.4Open API
传统的企业服务总线ESB，采用相对落后的技术，存在集成接口复杂、扩展性差、不易维护、无法连接产线设备等问题，如何高效、可靠地采集异构软硬件系统中错综复杂、种类繁多的工业数据，也是硬件工程师面临的挑战之一。可基于RESTAPI技术实现系统内部功能组件的集成，构建工作流，提升功能复用效率；同时将系统内部的RESTAPI以OpenAPI的形式对外开放，促进系统间的功能调用和集成。进而通过集成接口的自动化、标准化和重用，为多源异构系统的快速集成提供有效支撑，实现边缘设备与云端、传统工业软件与云端、系统内部不同软件和功能的集成。
2.5变量示波器
硬件工程师进行PLC及传感的调试与排故时，采用OPC方式能够监控到当前变量；配以DataLogger或LocalHistorian等功能插件，可将变量存储至数据库中。但在牵涉到多变量监控或背景变量监控应用场景时，常规只有数值的数据库就会显得力不从心。可采用上海隐图的PLC-Recorder，免费版2通道40个变量监控，连续录波时长6h，自带驱动，仅读取PLC内的信息，不会对PLC内的数据和信息进行任何修改，并以示波器图形方式显示各变量值。同时对多个PLC进行采集录波、逻辑分析、高级故障诊断、重要数据长期存档等。
3人机交互
铸造现场常见的人机交互有智控中心大屏、电子看板、液晶电视、设备触摸屏、工控一体机、工业PAD或PDA、手机、设备HMI等，从性价比、移动性、工程施工便易性与灵活性等因素考虑，尚有一系列硬件工程师面临的难题，需要软件、硬件、网络等专业工程师紧密配合，推荐采用带有工控通信接口的、功能实现相对独立的电子看板，以及高性价的电视看板方式。
3.1电子看板
其数据流处理的常规方式为：从底层设备或传
（下转第66页）
·智能铸造·
PLC通讯管理系统在智能铸造工厂开发应用
王锦强，杨军，常涛（共享智能铸造产业创新中心，宁夏 银川750021）
摘要：随着传统铸造企业信息化水平不断提升，传统铸造车间逐步向自动化、智能化生产迈进，车间智能化铸造执行系统应用逐步深入，设备的物联网以及上层系统和设备建立基于以太网IP协议的通讯，以及实现对设备的过程控制和数据采集是关键环节。本文分析了3D打印砂型、砂芯智能铸造车间现有上层系统和底层设备通讯方式和PLC设备种类，介绍了基于C#.net技术开发的PLC通讯管理系统，实现智能铸造工厂上层铸造执行系统和底层设备的高效通讯方法。
关键词：智能铸造；以太网;PLC通讯；MES；Modbus;Restful中图分类号：TG28；F426.4 文献标识码：A 文章编号:1674-6694(2021)05-0059-03
Development and Application of PLC Communication Management System inIntelligentFoundryFactory
WANGJin-qiang,YANGJun,CHANGTao (NationalIntelligentFoundryIndustryInnovationCenter,YinchuanNingxia75Oo21,China)
Abstract:Withthecontinuousimprovementoftheinformatizationleveloftraditionalfoundryenterprises,thetraditionalfoundry hasgraduallymovedtowadsutomatedndintellgentproductionndheaplcationoftheintellientfoundryexectionsystein theworkshophasgradualldepend.TheIntemetofTingsof thequipmentandtheupper-layersystemsandequipmenthavees tablishedcommunicationbasedontheEtheetIprotocolndRealizingtheprocesscontrolanddatacolectionfequipmentisthe keylink.Thisarticleanalyzestheexistingupper-layersystemandbotom-layerequipmentcommunicationmethodsndPCequipmentypesintheiteligentfoundryndntroducesteLCommunicationmaagementsstembasedonC#netthologto alizethehigh-eficiencycommunicationmethodbetweentheupper-layercastingexecutionsystemandthebottom-layerequipmentin the intelligent foundry.
Keywords:intelligentcasting,Ethernet,PLCcommunication,MES,Modbus,Restful
1PLC通讯管理系统开发的背景
随着我国工业自动化技术的飞速发展，工业生产规模不断扩大，过程控制复杂程度也大幅度提高，工控系统需要集成数量和种类不断增多的现场信息，因此人们对自动化监控系统的要求越来越高。信息化在铸造企业生产运营中的应用逐步深入，智能化车间在传统的铸造企业中也成为现实，推进全部数字化管理，大数据、互联网 ^ + 人工智能等思想逐步在智能铸造工厂中实现应用。本文针对铸造企业的特点，开发了适用于智能铸造工厂的PLC通讯管理系统，实现铸造工厂上层管理系统和底层设备的高效通讯。
2PLC通讯管理系统在智能铸造工厂中实现的必要性
现有智能单元和底层设备间通讯交互主要两种方式：一是通过MySql、SqlServer等关系数据库，另一种是通过第三方Kepware、Wincc等OPC软件和PLC进行通讯。
3D打印砂芯、砂型智能铸造车间主要流程可分为：砂芯、砂型打印、砂芯、砂型清理、浸涂、微波烘干、入立体库、组芯、流砂、浇注、冷却、打箱、清理、砂处理、加工等工序，智能工厂涉及的设备有砂芯、砂型3D打印机、物流AGV、砂箱缓存工位、清砂站、桁架机械抓手、浸涂池、微波烘干、立体库、砂芯缓存工位、流砂机等，所有设备均需实现物联网且能实现自动运行和过程数据采集，整个工序需要PLC、非标数采设备数量多于20个，涉及设备参数
变量6000个以上。
使用第三方Kepware、Wincc 等OPC 软件存在主要问题：设备变量较多时会增加读写延时；商业版的软件费用较高，分多套部署费用昂贵；智能单元前期测试过程信号模拟、上线集成过程难度较大；多变量实时性的监控对系统资源开销较大。当前智能铸造工厂智能单元系统和下层通讯的设备品牌有西门子S7系列、三菱、欧姆龙、施耐德、倍福等，非标协议设备有测温枪、光谱仪、扫码枪等，其他信号交互方式有MySql、SqlServer关系数据库、Redis内存数据库。基于现有智能工厂系统架构，开发形成一套用于数采、过程控制、集成多种设备、关系数据，上层智能单元系统可统一使用的Http数据接口，同时利用多线程技术 + { R e d i s } 为智能单元提供实时数采，功能实现后不仅能降低上层智能单元的开发难度，并能将整个智能铸造系统架构按模块解耦]。
3PLC通讯管理系统开发实现
3.1智能工厂PLC通讯管理系统的架构设计
经过多方调研，使用C#.net实现系统开发的方式可行，在上述这些数据交互方式中，通过以太网关系数据库的方式实现信号交互较为常规；西门子S7系列 ( 2 0 0 \_ 2 0 0 { S m a r t } \_ 3 0 0 \_ 4 0 0 \_ 1 2 0 0 \_ 1 5 0 0 ) ^ { \lvert 2 \rvert } 、施耐德、倍福、三菱、欧姆龙等PLC均可通过基于以太网TCP/IP的Modbus\S7\Ads\OPCUA等协议实现通讯[34；其它非标设备常用COM口通讯，远程访问可使用NPort进行转换，在服务器使用虚拟COM报文通讯，由于不同设备的报文手法和解析机制不同，可按技术说明书解析使用。
该通讯系统不仅需要实现和下层PLC、数据库的通讯，还需要完成和上层智能单元的通讯，过程控制和智能单元交互的数据量较小且频次较低，可通过当前较为流行的HttprestfulAPI。而部分涉及过程监控及统计分析的数采变量，每次读取数据量较大且读取频次较高，部分相同变量需要由多个上层系统获取，此类数采由实时性更好、体量较小、能被多个服务器共享的内存数据库Redis集群方式实现较为理想，最终系统实现架构如图1所示。
3.2PLC通讯管理系统的功能模块
PLC通讯管理系统需要实现三个功能模块：前端管理模块、过程控制的PLC通讯功能模块、数采推送功能模块。
根据实际应用情况，三个系统可使用一个项目
成型单元系统 熔炼单元系统 精整/加工单元系统 远程运维系统会
向下按需 Redis集群
主动调用 向上变化 向上实时时推送 介 推送
.netB/SPLC过程管理 Core3.0C/SPLC数据采集PLC通讯管理系统公共通讯协议组件:S7/Modbus/Ads/OPCUA/其他TCP协议介
PLC:siemens、Beckhoff、Schneider、OMRON、Mitsubishi
非标数采：测温枪、光谱仪、扫码枪、电子秤、图形识别等
数据库：MySql、SqlServer、Redis
两种方式去实现，前端管理模块、Http协议过程控制的PLC通讯功能模块可以用统一B/S架构实现，以便后期PLC设备、变量等基础信息维护，而数采推送Redis功能由于涉及多线程高速读写，适合用C/S架构方式实现。两种功能块使用同一种底层通讯方式。
3.3PLC通讯管理系统在智能铸造工厂的应用
完成开发后，智能单元和设备信号交互通过调用PLC通讯管理系统中json格式RestfulAPI接口实现。为了方便智能单元在设备调试完成前的测试，本系统增加测试变量管理功能，实现为智能单元提供模拟交互信号，大幅度缩短后期进厂调试过程。智能单元为多系统分布式部署，在每个智能单元服务器安装内存数据库Redis并设置为集群模式。系统将设备数据采集并推送到分布式Redis集群，实现智能单元共享访问，实现后前端PLC设备、变量、测试流程配置界面如图2所示。
前期的智能单元开发过程中，由于系统多个流程需要和设备交互信号，所以项目中智能单元的开发往往需要滞后到设备调试完成后。而在该PLC通讯方式实现后，可以模拟设备和智能单元进行信号的交互，系统的开发测试阶段提前到工厂硬件建设初期，大幅度缩短进厂开发调试周期。
针对智能铸造工厂的特点，在多种类型底层设备通讯开发过程中，通讯通道建立和数据解析是关键的两个步骤，通道的建立过程常规PLC基本都支持以太网通讯。非标设备(如测温枪、扫码枪、光谱仪）一般支持COM通讯，通过以太网作为传输通道
□ 基础管理 □ □ 首页 变量管理□ 测试管理
□- plc管理 批呈分入 新增 编辑口除 搜索PLC编号 变量编号 变量名称 变量类型 变量地址 起始地址读取长度地址区域字节偏移位偏移 写入编号是否监控测试管理0 s71200-01yzj-001 TEA油间堵塞开关2. Boole... DB206.DB... 129 1 206 0 52 s71200-01yzj-002 TEA油阀堵塞开关1...Bol...DB206.DB.. 124 1 206 。 63 s71200-01yzj-003 按揭时限到报警 Boole... DB206.DB... 126 1 206 0 24 s71200-01yzj-004 按揭时限提前三天预警 o. DB206.DB... 129 1 206 。 75 s71200-01 yzj-005 保养时间分 Short DB206.DB... 140 2 206 0 06 s71200-01yzj-006 保养时间秒 Short DB206.DB... 136 2 206 0 。7 s71200-01yzj-007 保养时间_时 Short DB206.DB... 138 2 206 0 08 s71200-01 yzj-008 泵前闭塞开关报警 Boole..DB206.DB... 128 1 206 0 49 s71200-01yzj-009 操作盒急停 Boole... DB206.DB... 136 1 206 0 410 s71200-01yzj-010 产品检测异常 Boole.. DB206.DB... 131 1 206 0 4740004 Au neale nnane.nn 40 2n0 0 70。 1共6页15 □ 1-50共271条
必须使用NPort等设备将COM转为以太网通讯，在服务器中再用虚拟串口将以太网转为COM口。与获取数据报文代码的开发过程较为类似；数据报文的解析过程由于不同设备的报文收发机制不同，报文的数据字节、校验字节、启停字节在长度、排序、类型转换过程中的规律等都千差万别，所以解析过程较为繁琐耗时，通过对当前设备使用工具不断的抓包分析比对找出规律，进而按规律进行解析反复验证、优化。目前开发的PLC通讯管理系统在3D打印砂型、砂芯智能铸造工厂得到较好的应用，实现了工厂上层铸造管理系统和底层设备的高效通讯，实现了高效率管理。
4总结
PLC通讯管理系统过程控制基于B/S架构轻量级开发，整体部署文件约10M，在有多个上层系统、多设备、多变量时可以分布式部署，这样将会大幅度降低单个服务器的压力，整体提升上层系统和设备通讯的效率。C/S架构的推数据模块由于使用
Redis，能高速比对出上次和本次数采数据是否有变化，采集的数据有变化时再向智能单元推送，能大幅度较少对整体服务器带宽资源占用，降低数据冗余。
遵从软件开发的高内聚低耦合思想，使用该方式将上层智能单元和底层设备的耦合性降低，一方面有利于后期迭代优化，另一方面降低上层系统开发的难度，让开发人员只关心当前业务的开发，降低开发难度。开发的PLC通讯管理系统在智能铸造工厂已得到较好的应用。
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·信息动态·
2021中国铸造活动周在沈阳召开
由中国机械工程学会、铸造行业生产力促进中心主办，中国机械工程学会铸造分会、沈阳中铸生产力促进中心承办，高端装备轻合金铸造技术国家重点实验室联合承办的2021中国铸造活动周在沈阳北约客维景国际大酒店隆重召开。
大会邀请相关部委、国内外企业、高校、科研院所专家、学者及企业家围绕技术创新、智能铸造、高端装备关键铸件、铸造工厂升级改造及产业园区建设、精益管理等方面做专题交流报告，与业界同仁共同探讨行业热点话题、学习先进技术与管理、交流科技成果、挖掘市场发展机遇、把握转型升级与快速发展良机。
信息来源：本刊编辑部2021-10
·综述·
蠕墨铸铁的发展现状及未来展望
张敏之，许景峰，徐玉龙，马世旋，戚鹏超，杨淑欣（潍柴重机股份有限公司，山东潍坊262208）
摘要：与灰铸铁和球墨铸铁相比，蠕墨铸铁的综合性能表现优异，在大功率发动机、制动鼓、刹车盘等领域有着广阔的应用前景。本文详述了原材料、基础元素、合金化元素和微量元素对蠕墨铸铁组织和性能的的影响;阐明了常用熔体处理手段和各种蠕化处理结果检测方法的优缺点；综述了国内外蠕墨铸铁的发展现状及对未来蠕墨铸铁的展望。
关键词：蠕墨铸铁；合金元素；蠕化率；发展现状中图分类号：TG255 文献标识码：A 文章编号:1674-6694(2021)05-0062-05
Development Status and Future Prospects of Vermicular Graphite Cast Iron ZHANGMin-zhi,XUJing-feng,XU Yu-long,MaShi-xuan,QIPeng-chao,YANGShu-xin
(Weichai Heavy Machinery Co.,Ltd.,Weifang Shandong261oo1,China)
Abstract:Comparedwithgraycast ironand nodularcastironthatvermicular graphitecastiron hasexcelent comprehensive propertiesandithasbroadapplicationprospectsinthefieldsofhigh-powerenginerakedrumrakediscandsoon.Thefectsf rawmaterials,basicelements,aloyingelementsandtraceelementsonthemicrostructureandpropertiesofvermiculargraphitecast ironaredescribedindetailinthispaper;headvantagesanddisadvantagesofcommonmelttreatmentmethodsandvariouscreep treatmentesultsareexpounded;Thedevelopmentstatusofvermiculargraphitecastironathomeandabroadandtheprospectfver micular graphite cast iron in the future are reviewed.
KeyWords:vermicular graphite cast iron,alloying elements,vermiculating rate,development status
自20世纪40年代末蠕墨铸铁首次被发现以来，科研人员一直没有停歇对蠕墨铸铁研究的脚步。尤其在近些年，随着重型柴油发动机功率的不断提高，国家排放标准的持续提升以及灰铸铁制动鼓、刹车盘等灰铸铁铸件，难以适应恶劣的工作条件，性能无法满足愈加苛刻的使用要求，这使得人们对高性能蠕墨铸铁的稳定生产和应用需求变得日趋强烈[2]。
和耐热疲劳性。因此，蠕墨铸铁在发动机的缸体、缸盖、排气管以及汽车制动毂、刹车盘等方面的应用越来越受青睐。鉴于此，本文在前人的研究基础上结合的生产经验，综述了稳定生产高质量蠕墨铸铁的方式方法，并详细阐述了各元素对蠕墨铸铁微观组织和力学性能的影响。
1熔炼原材料的选择
所谓蠕墨铸铁，是指铁水经过蠕化和孕育处理后，碳在铁水凝固过程中主要以蠕虫状(二维)石墨形态析出的铸铁材料称为蠕墨铸铁3。蠕墨铸铁显微组织中石墨的组成主要为蠕虫状石墨( >= 8 0 % )和少量球状、团絮状石墨，其中蠕虫状石墨的三维形貌为珊瑚树状[3-5]。蠕墨铸铁的综合性能表现优异，不仅具有和灰铸铁相当的良好铸造性、抗震性和导热性，也有与球墨铸铁相近的高强度和高耐磨性，同时又有比灰铸铁、球墨铸铁优异的高温疲劳强度
由于生产蠕墨铸铁时的蠕化处理范围较窄，获得稳定蠕化率的蠕墨铸铁较难，所以在铁水原材料的选取上就相对比较严苛。对于回炉料应选用经过抛丸处理后的蠕墨铸铁回炉料，增碳剂应选用经过石墨化处理的低硫增碳剂，生铁应选用低硫、低碳、低钛的高品质生铁，废钢应选用表面无锈蚀和油污的废钢。
2各元素对蠕墨铸铁组织和性能的影响
2.1 C元素
C是铸铁中的石墨化形成元素，随着铸铁中C含量的增加，铁水的流动性增加，凝固析出石墨的数量也增多8。但铸铁中的C含量也不宜过多，因为过多的C含量不仅会导致基体中的铁素体量增多、珠光体量减少，而且还会导致石墨粗化、球化和石墨化漂浮，对铸铁的性能产生及其不利的影响9-]。所以在实际生产中C质量分数一般控制在3 . 6 % ~ 3 . 8 % ^ { [ 1 0 , 1 2 ] } ，且有研究表明[10.13]，像缸体、缸盖这样结构复杂，薄壁处较多的铸件以及铁素体型蠕墨铸铁一般选用C含量范围的上限，而厚大件和珠光体型蠕墨铸铁则一般取C含量的下限。另外，由于C在石墨化过程中会产生体积膨胀，所以会使铸铁在凝固过程中会自行补缩，减少缩松、缩孔等铸件缺陷，提升铸件的力学性能。
2.2 Si元素
Si是强烈的促进石墨化元素，其能增强C原子的自扩散能力，促进部分C原子成为共晶石墨晶核[1，同时也能扩大稳定系和亚稳系的共晶温度间隔，促进C原子以石墨形态析出，降低铁水的白口倾向，减少铸铁组织中碳化物的形成[4]。另外，适当增加Si含量，还能提高铸件的高温力学性能和耐热疲劳性能[15]。但硅含量也不宜过高，因为过高的Si含量会使组织中铁素体的量增多，而且过量的Si也会导致铸件的韧－脆转变温度升高、冲击硬度降低，这不利于铸件在低温条件下使用；而Si含量过低，又会导致石墨化能力不足，使铸铁的白口化倾向严重，所以Si质量分数一般控制在 2 . 0 % { ~ } 2 . 4 % ^ { 9 , 1 0 , 1 5 ] }
2.3Mn元素
\mathbf { M } \mathbf { n } 可促进组织中珠光体的形成，细化珠光体，提高铸铁的强度和硬度，同时又能促进生成和稳定碳化物，抑制FeS的生成。另外，适量的 \mathbf { M } \mathbf { n } 会与S形成高熔点的 { M n S } 化合物，作为异质形核点起到细化晶粒的作用，进而提高材料的强度和硬度。但 \mathbf { M } \mathbf { n } 又是强烈的反石墨化元素，其含量过高会影响石墨的的结晶形核，减少共晶团的数量，使石墨粗大降低铸件的力学性能，同时它增加铸件凝固时的缩松倾向，所以其质量分数一般小于 0 . 4 % 业
2.4 S元素
S可促进珠光体的形成，稳定珠光体，在石墨的形核和生长过程中起到积极有益的作用，S的加入也可以改善铸件的机加工性能。但S与 \mathbf { M } _ { \mathbf { g } } 和RE等蠕化元素的亲和力较强，属于反石墨蠕化元素，所以S含量过高，会消耗大量的蠕化元素 \mathbf { M } _ { \mathbf { g } } 和RE，导致蠕化不良或蠕化衰退，严重影响蠕墨化效果，而且产生的S化物会增加蠕墨铸铁的夹杂缺陷。相反，如果S含量过低而 \mathbf { M } \mathbf { n } 含量又相对较高的话，则会增加铸件的铸造应力，使铸件裂纹出现的概率增加，李明保等人的研究也表明，S含量过低，会导致组织中球状、团絮状石墨增多，蠕化率降低。所以S的质量分数一般控制为 0 . 0 1 % ~ 0 . 0 2 % ^ { 1 2 , 1 6 }
2.5 P元素
P在铸铁中是典型的有害元素，当P含量超过其在铁水中溶解度后，在组织中会形成二元或三元低熔点的磷共晶，这些磷共晶会沿晶界分布，使晶间结合力降低，导致蠕铁的强度下降，塑性和韧性急剧降低，断后延伸率减小，冲击韧性降低、韧－脆性转变温度升高。另外，P还会增加铸铁的缩松倾向，所以P质量分数一般控制在 0 . 0 7 % 以下[9-0.P不影响蠕化处理效果。
2.6蠕化元素
\mathbf { M } \mathbf { g } 是蠕化能力最强的蠕化元素，镁和稀土的含量决定了石墨的形状和各类形态石墨的数量。 { M g } 和RE的加入有三个重要的作用，一是可中和S等反球化元素，消除反球化元素对蠕化率的影响，二是利用 \mathbf { M } \mathbf { g } 的沸腾效应（ \mathbf { M } \mathbf { g } 的沸点低于铁水的温度)对铁水有较好的除气、净化作用，三是使石墨蠕化]。 { { \cal { M } } _ { g } } 含量应适中，因为当 { { M g } } 含量过高时，石墨形状接近于球状石墨，而 \mathbf { M } _ { \mathbf { g } } 质量分数较低时，石墨形状则更接近于片状石墨，这都不利于的到蠕虫状石墨，所以，蠕墨铸铁中 \mathbf { M } _ { \mathbf { g } } 的质量分数应控制在0 . 0 1 % \small { ~ } 0 . 0 1 8 %
稀土元素(RE)的硫化物或氧化物可以作为石墨的形核基底，促进石墨的结晶长大[18]，鲁栋[9等人的研究表明，RE的抗蠕化衰退能力较强。但稀土的加入量过多会急剧增加组织的白口倾向，导致渗碳体的生成2。所以，RE的质量分数应控制在 0 . 0 4 % ~ 0 . 0 7 % ^ { [ 2 1 ] } ：
2.7 { c } _ { { u } } 元素
Cu不仅能促进珠光体形成22，缩小珠光体片层间距，使珠光体层片变得无取向性，阻碍裂纹的产生，而且还能阻碍奥氏体分解，增加组织中珠光体的含量和珠光体稳定性，延缓因循环热应力而导致的应力变形，从而，提高蠕墨铸铁的强度、硬度以及热疲劳性能。同时， { c } _ { { u } } 还有微弱促进石墨化、细化石墨和共晶团的作用。另外，随着 { c } _ { { u } } 含量的增加，蠕墨铸铁的强度、硬度增加，塑性下降，但当 { C u } 的含量超过一定值时，蠕铁的强度反而会下降，所以 { c } _ { { u } } 的质量分数一般控制在 0 . 3 % ~ 1 . 1 % \ ^ { \lvert 9 , 1 0 , 1 2 , 2 1 , 2 3 \rvert } .
2.8 { S n } 元素
{ s _ { n } } 可促进珠光体的形成，稳定、细化珠光体，能有效增加基体中珠光体的含量和珠光体团的数量[24]，而且在石墨长大的过程中， { S n } 会优先富集在石墨的结晶前沿，阻碍石墨长大，细化石墨尺寸，进而提高蠕铁的屈服强度改善蠕铁的拉伸性能[24-26]，但{ \sf S n } 含量过高，会增加珠光体片层间距，使石墨分支变多端部变尖，应力集中系数上升，使合金的抗拉强度和硬度下降[27]。 { S n } 对弹性模量、导热系数等影响较小，主要改变的是基体组织2。所以，其质量分数一般为 0 . 0 1 % ~ 0 . 1 2 % ^ { [ 1 0 , 1 2 , 2 1 , 2 8 ] } 。
2.9 Ti元素
Ti是反蠕化元素，适量Ti的加入可扩大铁水中残余蠕化元素的含量范围，进而扩大蠕化处理范围，使得在实际生产过程中可更有效的控制铸铁的蠕化稳定性，增加蠕墨铸铁合格率，降低废品率。但过多的Ti含量会降低铸件的机加工性能，所以Ti的质量分数一般控制在 0 . 0 3 % ~ 0 . 0 6 % ^ { [ 1 0 ] }
3铁水的蠕化和孕育处理
自蠕墨铸铁被发现以来，人们为稳定生产蠕墨铸铁，先后开发了冲入法2、盖包法[3GF转包法、密封流槽法[3、镁焦炭法、型内处理法以及喂线法[32]等多种蠕化、孕育处理方法。目前国内外应用最多的蠕化、孕育处理方法为喂线法。
3.1喂线法
为保证蠕墨铸铁生产的一致性和稳定性，在总结冲入法、盖包法等方法缺点的基础上，人们开发了喂线蠕化法。喂线蠕化法可通过计算机，根据蠕化处理原铁水的量，通过软件快速测定的铁水中的实时硫含量，精确控制蠕化剂及孕育剂的加入量。所以生产蠕墨铸铁的成分一致性好、质量稳定性强；而且喂线机操作简单，人工使用少，蠕化和孕育处理后的铁水纯净、杂质少且渣铁易分离，进而可减少铸件夹杂缺陷；另外，喂线处理法产生的烟雾、粉尘相较于冲入法较少而且可集中排放，环保好，工人的工作环境好。喂线蠕化处理温度一般控制在1 4 6 0 \ { { \sc C } } ~ 1 5 2 0 \ { { \sc C } } 比较合适，但喂线法前期设备的投入成本较高且喂线设备占地面积较大[.16.33]。
3.2蠕化和孕育处理的目的
蠕化处理的目的是为了在铸铁组织中获得蠕虫状石墨，蠕化剂的加入一方面是与铁水中的杂质氧、硫等发生反应，起到脱氧除硫、净化熔体的作用；另一方面是在石墨长大的过程中，蠕化元素在石墨生长端富集，起到蠕化石墨的作用[34]。
孕育处理的目的是为了减少或消除蠕化元素( { M g , R E } 等)引起的白口倾向，在消除碳化物的同时延缓蠕化衰退，另外还有细化组织，提高铸件力学性能的作用。但孕育剂的加入量不宜过大，因为孕育量过大会使晶核产生较多，进而导致过多球状石墨产生，这不利于获得蠕墨铸铁[,9.34]
4蠕化率
由于蠕墨铸铁的处理范围较窄、影响蠕化效果的因素较多，如原材料的选择、熔体成分的控制、浇注条件的控制等都会影响最终蠕化率，蠕化不足时会变为灰铸铁，蠕化过度时会变成球墨铸铁，所以对蠕化处理后的铁水进行蠕化率检测就变得尤为重要。
4.1蠕化率对铸件性能的影响
蠕墨铸铁的蠕化率对铸件的性能有重要的影响。研究表明[34，随着蠕化率提高，石墨的析出形态发生转变，蠕化率越高组织中蠕虫状石墨越多，球状石墨越少。另外，随着蠕化率的提高，蠕墨铸铁抗拉强度、硬度、伸长率和耐磨性能都有所降低蠕化率对铸件导热系数影响较大，随着蠕化率的升高，其导热性能逐渐增大，马志军通过对蠕墨铸铁中的三维石墨形貌研究认为，蠕化率越高，石墨的网络化特征越明显，这种可能空间网络结构，有利于蠕铁导热性的发挥。蠕化率越高，组织分布越均匀。万浩34等人的研究认为，随着蠕化率的提高，组织中蠕虫状石墨增加，球状、团絮状石墨减少，由于，蠕虫状石墨端部的曲率半径小于球状石墨的曲率半径，所以在受力时蠕虫状石墨又比球状和团絮状石墨易产生应力集中，所以易产生裂纹，进而降低合金的力学性能。
4.2蠕化率的检测方法
1)金相法
利用金相对照法测定铸件蠕化率时，为准确测定不同部位、不同壁厚处的蠕化率，一般会选择铸件相对平整的面进行加工打磨、再利用便携式显微镜进行显微组织观察。该方法的优点是直观性强，缺点是检测耗时较多，效率低，而且准确与否的主观性较强，且对于大批铸件挨个进行检查的可行性较差。亦或是通过同炉附铸件的金相来作为铸件的金相，但是由于蠕化率受浇注条件的影响较大，所
以其准确性较差[3,16
2)计算法
国标规定蠕墨铸铁蠕化率按面积的计算公式为：
蠕化率 = / { \sum A _ { { \scriptsize ~ f i d t i f f i c e } } + 0 . 5 \sum A _ { { \scriptsize ~ H . M i s i f f i c e } } } { \sum A _ { { \scriptsize ~ f i d t i f f i c e } } } x 1 0 0 %
式中： \boldsymbol { * } \boldsymbol { A } _ { { ~ \scriptsize ~ \equiv ~ } \parallel { ~ \scriptsize ~ , ~ } \parallel { ~ \scriptsize ~ * ~ } } { U } \mathscr { U } 为蠕虫状石墨颗粒的面积(圆形 系数RSF篆0.525);A团、团絮状石墨为团状、团絮状石墨 颗粒的面积(圆形系数RSF为0.525\~0.625);A 每个石墨 为每个石墨颗粒(最大中心长度 { \bf \rho } >=slant 1 0 { \bf \rho } { \bf \mu } { \bf m } 的面积。
该方法可以避免因人为因素造成的目测误差，通过利用ImageJ等图像处理软件进行定量计算法得到的蠕化率结果准确可靠，但是该方法比较繁琐复杂、工作量大且该方法依旧摆脱不了因附铸件的浇注条件不同造成的蠕化率差异[3.16。
3)超声波法
鉴于以上两种方法的缺点，为了简化工作量、提升蠕化率的检测效率和准确性，减少检测时的主观性，人们开发了利用超声波法对铸件的蠕化率进行检测。其检测原理是，在灰铁、蠕铁和球铁三种材质中，不同的石墨形态，使得材料的弹性模量不同，导致超声纵波在三种材料的波速不同(灰铁 4 4 0 0 { m / s } { ~ } 4 8 0 0 { m / s } ，蠕铁 5 0 0 0 { m / s } { ~ } 5 3 5 0 { m / s } ，球铁 5 5 0 0 { m / s } { ~ } 5 7 5 0 \ { m / s } )，且不同的蠕化程度，超声纵波的波速也有较大差异。许景峰等人的研究表明，蠕化率为0 % { ~ } 5 0 % 时，超声波声速为 up { 5 7 0 0 m / s } { ~ } 5 ~ 6 0 0 ~ { m / s } ；蠕化率为 5 0 % ~ 1 0 0 % 时，超声波声速为 5 ~ 6 0 0 ~ { m / s } ~ 5 0 0 0 { m / s } ；非蠕化区，超声波声速为 5 0 0 0 { m / s } { ~ } 4 0 0 0 { m / s } . （204号因此，可通过超声纵波的波速，对铸件的蠕化率进行检测，该方法不仅检测效率高，而且检测结果准确。尤其对于同一铸件壁厚差异较大的情况，由于蠕墨铸铁铸件的壁厚敏感性较强，利用计算法和金相法难以测量其蠕化率，此时超声波法的独特优势得以充分提现[35。
5结论与展望
蠕墨铸铁在常温和高温力学性能方面表现优异，热疲劳强度高。在缸体、缸盖上的使用，有利于发动机尺寸的优化、减轻发动机的震动和重量，提高发动机的点火峰压 { P m a x } ，进而增加发动机的燃烧效率、减少油耗。另外，其良好的耐热疲劳性能在高温受力环境和冷－热交替周期性受力环境下也有广阔的应用前景。
但是目前国内外对蠕墨铸铁生产的经济性、稳定性还难以得到有效的保证，蠕墨铸铁铸件的生产仍然存在废品率高、经济性差的问题；另外，大吨位蠕墨铸铁的生产也是困扰国内外专家的技术难题，现阶段利用喂线法生产大吨位蠕墨铸铁时，在喂线处理后期存在 \mathbf { M } _ { \mathbf { g } } 吸收率低、喂线阻力大、表面浮渣多的问题，导致很难获得合格蠕化率的大吨位蠕墨铸铁铸件，而利用"二步法"生产蠕墨铸铁的成本又较高，这些因素都很大程度上限制了蠕墨铸铁广泛使用。因此，解决生产的蠕墨铸铁经济性、稳定性和制备大吨位蠕墨铸铁铸件的可能性，将是攻克蠕墨铸铁无法大规模推广使用问题的关键所在。
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感获取数据后，以IOT接口、URL地址或数据库方式与看板软件对接，再经投屏设备将相关界面与信息发布至现场电子看板上。该方式中间环节较多，开发及排故需要多专业工程师共同处理。
可采用广州驷骏通显的LED工业屏，自带通讯接口硬核与软件协议内核，融合工业组态、工业网络通信与LED显示驱动等技术，可通过主流的现场总线协议（如Profibus?DP、ModbusRTU、CC-Link、Can等）与工业以太网协议（如Profinet、ModbusTCP、EtherNet/IP、TCP/IP等），直接与PLC、DCS等控制器实现实时数据的直连直通。
3.2电视看板
对于价格敏感的项目，或现场不利于部署台式电脑或笔记本的场合，可采用无线投屏方式，如创维光电的无线传屏器GDWTA1；或采用微电脑加电视的组合，如以摩方M1S微型电脑棒或大唐Q19云终端作为主机，以电视作为显示器，或根据操作需求配备无线鼠标键盘，满足人机交互对现场空间、环境、美观、操作便利性等要求。此外，对于成本与空间受限的小型应用场合，亦可采用显控带自由口通信、支持C语言编程的SK系列(3.5"-15")触摸屏。
4结论
本文从硬件工程师角度，针对铸造现场设备互联、数据互通、人机交互等常见的疑难问题，提供了若干可借鉴的解决思路或方法，降低了项目实施过程中对硬件工程师综合技能要求。随着工业互联网、人工智能、边缘计算、负载均衡等相关技术的蓬勃发展与深入应用，将会开发出一些更高性价比的组合解决方案，更好促进铸造企业数字化、网络化、智能化发展。
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·艺术铸造·
运城博物馆“镜鉴古今一馆藏铜镜专题展”展出的中国古代铜镜
胡春良
（山西宇达青铜文化艺术股份有限公司，山西夏县044402）
摘要：“镜鉴古今一馆藏铜镜专题展”，是由运城博物馆举办的重要专题展览，共展出运城博物馆，以及山西博物院、平陆县博物馆、临猗县博物馆等文博单位收藏的部分铜镜共计110余件。展览分为“明镜以鉴形"“神镜佑人间”“信来赠宝镜"“美镜惠天下"四个单元。展示了中国古代铜镜的巨大成就，有着很高的价值。本文选取了展出的部分铜镜精品予以介绍，感知博大精深的青铜文明。
关键词：馆藏铜镜专题展；铜镜；宗教功能；信物功能；湖州铜镜；铸造技术；中国青铜文明中图分类号：K876.41 文献标识码：A 文章编号：1674-6694(2021)05-0067-08
中国古代铜镜历史悠久、制作精良，形态美观，图纹华丽，铭文丰富，是我国古代青铜艺术文化遗产中的瑰宝，具有十分重要的历史文化价值和审美艺术价值。从4000多年前的新石器时代齐家文化的七角星几何纹镜到近代玻璃镜的出现，古代铜镜经历了漫长的发展历程，并形成了独具时代特色的艺术风格。铜镜是中国古代一种生活用品，也是古人对美的追求。由最早的止水照容到铸鉴盛水，直至新石器时代齐家文化出现铜镜，之后经过夏商、西周、春秋战国，至汉唐臻于繁荣辉煌，而宋元逐渐衰退，在清代，西方玻璃镜传入之后，铜镜的历史使命才宣告结束。为展示古人的生活状态、审美情趣、古代匠人精神以及艺术追求，运城博物馆精心策划了“镜鉴古今一馆藏铜镜专题展”(见图1).
1“镜鉴古今一馆藏铜镜专题展"介绍
此次展览以铜镜的不同功用分类，从“明镜以鉴形""神镜佑人间""信来赠宝镜”"美镜惠天下"等角度，形象阐述了古代先民对铜镜在照容鉴形、驱邪佑福、爱情信物、商品流通等方面的实际功用、精神寄托和心理诉求。或古拙简朴、或造型奇异、或纹饰精巧110面铜镜，产自战国至明清，横跨两千多年。
展出的铜镜，既有“以铜为镜，可以正衣冠”的政治故事的反映，也有“当窗理云鬓，对镜贴花黄”的审美情趣的展现，更有“昔有夫妻将别，破镜各执半为信”的爱情坚贞的描述，既体现了较高的工艺水准和艺术价值，也再现了铜镜在漫长历史时期的发展、演变与延续。
本次展览5月18日开幕，8月15日结束。展览除运城博物馆馆藏品外，山西博物院、平陆县博物馆、临猗县博物馆等文博单位收藏的部分铜镜也在此展出(见图2).
2“镜鉴古今一馆藏铜镜专题展"铜镜介绍
古代铜镜的形制、纹饰和铭文的发展变化，记述了先民们的艺术想象力和社会文化观念，又显现出铜镜文化自身的系统性和时代特征，是人们今天认识和研究古代社会的重要物质载体。同时，铜镜也是古代铸造的重要科技成就。本文选介部分展出的铜镜，共同领略古代灿烂的青铜文明。
2.1“明镜以鉴形”，实用功能的铜镜
“明镜以鉴形”展览单元，主要从铜镜的基本功能和基本寓意方面展开。展示的铜镜以精美的纹饰、精工的制作、以及铭文，诠释了铜镜的美好寓意。
远古时期，人们是以水照面的，铜镜一经产生，便成为古人不可缺少的照容用具。佳人览于镜，“懒起画峨眉，弄妆梳洗迟。照花前后镜，花面相交映。”文人感于镜，“宿昔青云志，蹉跎白发生。谁知明镜里，形影自相怜。"君王鉴于镜，“夫以铜为镜，可以正衣冠;以古为镜，可以知兴替；以人为镜，可明得失。”
草叶纹“见日之光，长毋相忘"铭镜(见图3)，汉代，直径 1 6 0 ~ {mm } . 山西博物院藏。此镜装饰以草叶纹，并有"见日之光，长毋相忘”，乃汉代铜镜精品。
凤鸟纹镜(见图4)，唐代，直径 1 5 4 { {mm } } . 山西博物院藏。唐代是铜镜制作的一个高峰时期。此镜以“凤鸟纹"为装饰，体现了古代凤鸟的文化崇拜，动感十足，寓意美好。
河塘双凫纹镜(见图5),宋代。直径 6 6 ~ {mm } 运城博物馆藏。此镜以河塘中的两只水鸟构图，富有生活情趣。
花卉纹镜(见图6)，宋代。直径 2 0 0 {mm } 临猗县博物馆藏。此镜装饰以各种花卉图案，花团锦族，而又错落有致，构图线条精致，十分精美。
菊花纹镜(见图7)，宋代。直径 1 6 5 {mm } 运城博物馆藏。菊花是花中高洁之士，与梅兰竹并称四君子，以菊花装饰，体现了古人对菊花的特别爱好。
花卉纹亚字镜(见图8)，宋代。直径 1 4 3 ~ {mm } 运城博物馆藏。此镜以“亚"字形为造型，装饰以花卉纹。是宋代"亚字镜"的经典器型。
双凤纹带柄镜(见图9)，金代。直径 1 1 1 \ {mm } 运城博物馆藏。此镜也是古代凤鸟崇拜的物质反映，双凤呈祥，幸福美满。在功能设计上，有柄，更适合握拿。
葡萄花卉纹菱花镜(见图10),唐代。直径 2 0 2 {mm } 山西博物院藏。葡萄纹是唐代铜镜常见的纹饰，葡萄、花卉装饰，造型为菱花形，既是一件实用功能的铜镜，又是一件唐代艺术精品。
鸳鸯荷叶纹镜(见图11),金代。直径 1 0 6 ~ { {mm } } #山西博物院藏。鸳鸯和荷花是传统的吉祥元素，以二者装饰，表达了和谐美满，爱情长久的美好祈愿。
2.2"神镜佑人间”，铜镜的神灵崇拜
“上大山，见神人，食玉英，饮醴泉，驾非龙，乘浮云，白虎引，直上天，赐长命，保子孙。"铜镜在古代具有引导灵魂升天的神异功能，两汉时期的神兽镜、博局镜、神人车马镜，以及唐代的仙人镜中都有四神、羽人、西王母、东王公、伏羲、女娲、王子晋、赤子松等神仙形象。这也反映了当时人们希望通过铜镜能实现长生不老，羽化登仙的愿望。这类题材的铜镜就是这种信俗的物质见证。
“神镜佑人间”展览单元展出了神灵崇拜题材的铜镜精品。
“东王公""西王母"画像镜(见图12)，汉代。直径 1 9 2 {mm } 山西博物院藏。“东王公""西王母"是经典的神仙形象，以此画像入镜，反映了人们心目中的仙境仙人形象。
八卦词铭镜(见图13)，宋代。直径 1 8 1 ~ {mm } .山西博物院藏。以八卦词入境，宗教意味浓郁。文字制作精美，反映了宋代高超的制镜技艺。
蟠螭纹镜(见图14)，战国。直径 1 5 8 ~ {mm } 山西博物院藏。蟠螭纹是传统装饰纹样的一种，是中国青铜器上的装饰。螭是传说中的一种没有角的龙，张口、卷尾、蟠屈。有的作二方连续排列，有的构成四方连续纹样。一般都作主纹应用。
乳钉神兽纹镜(见图15),汉代。直径 1 0 5 ~ { {mm } } #平陆县博物馆藏。以神兽纹为主纹饰，间饰以乳钉，装饰效果强烈。
三龙纹镜(见图16)，战国。直径 1 8 5 ~ {mm } 山西博物院藏。龙是古代重要的精神图腾，三龙腾跃，威严威猛。
神人神兽画像镜(见图17),汉代。直径 1 2 8 {mm } #山西博物院藏。神人神兽，是神灵崇拜的重要元素，以此题材入镜，反映了人们对仙国的向往。
四乳四螭纹镜(见图18),汉代。直径 1 2 5 ~ {mm } 运城博物馆藏。螭纹和乳钉同时装饰，反映了蟠螭纹在青铜器上应用的演变。
四山镜(见图19)，战国。直径 1 1 3 ~ {mm } 山西博物院藏。以"山"字入镜，反映了智者乐山，人与自然和谐一体的追求。
四神博局纹镜(见图20),汉代。直径 2 2 5 ~ {mm } #平陆县博物馆藏。四神，指古代最为流行的四种灵兽：朱雀、玄武、青龙、白虎;博局，指的是棋盘，也指聚赌之所。此镜，有强烈的浪漫主义色彩。
星云纹镜(见图21)，汉代。直径 1 5 6 ~ {mm } .山西博物院藏。星云镜是铜镜的战国风格向汉风格过度的证物。以星云纹装饰，反映了古人一定的宇宙观。
2.3“信来赠宝镜”，铜镜的美好情感
唐·朱昼《赠友人古镜》云：“我有古时镜，初自坏陵得。蛟龙犹蟠，魑魅幸月蚀。摩久见菱蕊，青于蓝水色。赠君将照色，天使心受惑。"作者将古镜赠友人，希望朋友能以镜明身，不被世俗迷惑。
古代铜镜图文华丽，铭名丰富，功用和内涵丰盈。除了照容和宗教功用外，还承载着人们对追求福禄、长寿、平安、祈年、吉祥、圆满、子嗣繁盛、珍爱友谊等愿景。铜镜也广泛应用于婚嫁、节庆典礼中，被当作信物、礼品使用。
“信来赠宝镜"展览单元，展示的就是作为“信
物"功能的铜镜精品。
状元及第镜(见图22)，明代。直径 9 6 {mm } 运城博物馆藏。古人把"久旱逢甘雨，他乡遇故知，洞房花烛夜，金榜题名时"称为人生四大喜事。“状元及第”，就是读书人最美好的愿望和追求。快意人生。功名有成。
富贵长命镜(见图23)，明代。直径 1 1 1 ~ {mm } 运城博物馆藏。“富贵长命"体现了人们福寿的追求，也是世俗人生的理想之一。
海兽葡萄纹镜(见图24)，唐代。直径 1 1 0 \ {mm } 运城博物馆藏。海兽葡萄镜主要流行在唐高宗、武则天时期，也被称为瑞兽葡萄纹镜。这种葡萄镜的纹饰配置，是把六朝末年在中国已经流行的葡萄纹样与四神十二辰镜或四兽镜、五兽镜、六兽镜等纹样结合起来，并将它们自由变化的产物。也是唐镜中代表性器形，留存珍品众多。
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家常富贵四乳镜(见图25)，汉代。直径 1 0 0 {mm } #运城博物馆藏。此镜，反映了人们对家业兴旺，富贵永驻的期盼。
鸾凤呈祥镜(见图26)，明代。直径 2 2 5 ~ {mm } 运城博物馆藏。此镜是美好爱情的信物，鸾凤呈祥，琴瑟和谐，幸福美满。
神人龟鹤齐寿镜(见图27),金代。直径 1 6 8 {mm } 业运城博物馆藏。龟鹤是长寿的重要象征，与神人形象一起装饰，反映了古人希望长寿升仙的朴素愿望。
双童戏莲葵花纹镜(见图28),唐代。直径 1 4 3 {mm } =山西博物院藏。儿童戏莲，是美好生活的幸福图景，同时饰以葵花纹，表达了人们对家园的热爱。
双鱼纹镜(见图29)，金代。直径 1 5 0 ~ {mm } 运城博物馆藏。鱼，被赋予诸多美好的意向，如“年年有余""富贵有余"等等，此镜是传统吉祥题材，体现了人们对幸福生活的向往。
杂宝纹镜(见图30)，明代。直径 1 2 7 ~ {mm } 运城博物馆藏。杂宝，指的是所取宝物形象较多，元代有双角、银锭、犀角、火珠、火焰、火轮、法螺、珊瑚、双钱等，明代又新增祥云、灵芝、方胜、艾叶、卷书、笔、馨、鼎、葫芦等。表达了多种希望和祝福。
长宜子孙镜(见图31)，汉代。直径 1 4 5 ~ {mm } 运城博物馆藏。这面铜镜，以"长宜子孙"为铭，希望子嗣繁盛，富贵绵延。
2.4“美镜传天下”，存世的铜镜珍品
铜镜是中国古代留存的重要文化遗产，也是青铜文明的重要组成部分，“美镜传天下”展览单元，展示著名的湖州镜精品，以及其他留存于世的铜镜精品。
南宋湖州(今浙江吴兴)铸造的铜镜。多作葵花形，亦有圆形和方形亚字形、桃型。一般都素背，背上铸有商标性质铭记，如“湖州真石家念二叔照子”、湖州石十五郎真炼铜照子”“湖州薛晋侯造”等。
“湖州真石三十郎家照子"葵花纹镜(见图32），宋代。直径 1 0 9 {mm } 运城博物馆藏。这是湖州镜的典型器物。
湖州"一尘不染"方镜(见图33),明代。直径 8 6 ~ {mm } 业山西博物院藏。铸有铭文，表达了一种情怀和追求。
湖州真石家念二叔照子方镜(见图34)，宋代。直径 1 1 2 {mm } 运城博物馆藏。这也是湖州镜的典型器物。
湖州菱花镜(见图35)，宋代。直径 8 5 \ {mm } 运城博物馆藏。菱花形，是湖州镜最为常见的造型。
“阴精百炼"八卦纹铜镜(见图36)，唐代。直径2 0 9 { {mm } } .山西博物院藏。铭文做工精细，八卦纹纹饰精美，是宗教题材铜镜的精品。
龙虎镜(见图37)，汉代。直径 1 3 6 ~ {mm } 运城博物馆藏。龙虎风云际会，生动传神，具有汉代浪漫主义风格。
十二生肖八卦纹镜(见图38),唐代。直径 1 9 2 {mm } . （204号 ?
山西博物院藏。十二生肖，是中国人的生命密码，也是吉祥物，以十二生肖和八卦纹同时入镜装饰，既有生肖崇拜，也有宗教功能。
仙人乘槎赏荷镜(见图39),元代。直径 1 3 8 {mm } 车运城博物馆藏。仙人乘着木筏赏荷，一种超凡脱俗的仙风仙境，令人向往。
仙人骑兽菱花镜(见图40),唐代。直径 1 6 5 {mm } 业山西博物院藏。此镜是唐代常见的器型，仙人骑兽，反映了人们对得道成仙的渴望。
准提菩萨咒文镜(见图41)，元代。直径 9 6 ~ {mm } 业山西博物院藏。准提菩萨，一般指准提佛母，其以“准提咒”见称，曾为显密佛教徒所知的大菩萨。在禅宗，则称之为‘天人丈夫观音’，以准提为观音部之一尊，深尊崇之，日本东密以准提为六观音之一、摄于莲华部（千手观音、圣观音、马头观音、十一面观音、准提观音、如意轮观音)中。独台密以七俱眠佛母准提经之经名，准提入于佛母中以为佛部之尊。“准提"是清净的意思，表示此菩萨心胜清净，皎洁。此镜就是以"准提咒文"为铭。是宗教题材的铜镜珍品。
2.5匠心与匠作，铜镜高超制作技艺
铜镜是我国古代文化遗产中的瑰宝。我国开始铸造和使用铜镜，相传起始于黄帝时期，距今约5000年。《轩辕皇帝传》说：“帝因铸镜以像之，为十五面，神镜宝镜也。"考古发掘出现存最早的铜镜距今约4000多年，这表明我国铸造和使用铜镜的历史相当久远。铜镜的发展经历了早期(齐家文化与商周),流行(春秋、战国),鼎盛繁荣(汉、唐),衰落(宋、元、明、清)等几个阶段。铜镜除了鉴容以外，随着社会的发展，逐渐产生了另外一些用途，如以铜镜为赏赐，以铜镜为信物，以铜镜为聘礼，以铜镜为布施，以铜镜为装饰品等。铜镜在形制方面多为圆形，也有方形和菱花形等。中国古代铜镜不仅种类丰富，器形华美，而且铭文有记录了丰富的古代社会、历史、人文信息，有着很高的价值。同时铜镜又是重要的铸造科技成就。“镜鉴古今"展出了青铜器，又体现高超的铸造技术水平。在表面装饰上，有彩绘，描金等工艺；在铸造成型方面，体现了优良的成型效果，表面没有砂眼和变形等缺陷。同时，对一些纹饰复杂的铸件，复印效果非常好，线条流畅;在造型设计方面，多种题材并用，形象生动，艺术效果非常号。
螭纹彩绘铭文镜(见图42),汉代。直径 2 1 0 {mm } #山西博物院藏。彩绘色彩非常丰富，历经两千余年岁月，仍然十分艳丽，与螭纹共同营造了极强的装饰艺术效果。
雀绕花枝菱花镜(见图43),唐代。直径 1 3 0 {mm } 山西博物院藏。在造型设计方面，十分逼真传神，铸造技术优良。
折枝花卉葡萄纹葵花镜(见图44)，唐代。直径1 9 0 ~ {mm } 运城博物馆藏。多种纹饰共用，设计传神，铸造精美。
花卉纹镜(见图45)，宋代。直径 2 0 0 ~ { {mm } } 临猗县博物馆藏。线条细密，铸造复印效果好，没有断线等铸造缺陷，体现了高超的制模水平和铸造成型效果。
月宫故事镜(见图46)，唐代。直径 1 5 5 ~ {mm } 山西博物院藏。在艺术造型设计上达到了很高的水平，人物形象逼真传神，极具艺术感染力，很好的拓展了铜镜的情感表达。
海兽葡萄纹镜(见图47),唐代。直径 2 1 5 ~ {mm } =山西博物院藏。体现了唐代海兽葡萄镜最好的制作技艺水平。
湖州“薛惠公造"带柄镜(见图48)，宋代。直径1 7 9 {mm } .山西博物院藏。既注重艺术设计，又注重功能设计，加上铸有铭文，代表着湖州镜的技术水平。
素面镜（见图49），明代，直径 2 3 6 {mm } 运城博物馆藏。此镜虽为素面，但在铸件的成型方面水平很高，镜面平整，线条顺畅，没有变形，铸工优良。
山西博物院藏。这也是一件清代描金装饰的精品铜镜。图案繁细密，错落有致，有很强的艺术感染力。
描金花蝶纹镜(见图50),清代。直径 1 0 6 ~ { {mm } } 山西博物院藏。此镜代表了清代描金装饰工艺的水平，图案精美，动静谐趣。
描金花卉纹镜(见图51),清代。直径 1 3 8 ~ {mm } 车
3结语
运城博物馆“镜鉴古今一馆藏铜镜专题展”不仅展示了馆藏铜镜艺术精品，同时展出了山西博物院、平陆县博物馆、临猗县博物馆等文博单位收藏的部分精品铜镜，梳理了铜镜的发展脉络，展示了不同时代的铜镜成果，在文化、功能等方面对铜镜进行全方位介绍，既是文化艺术的盛举，也是铜镜科技成就的总结展示。光耀世界的铜镜文明，构成了中国青铜文明的人文恒久的艺术魅力。
·征订启事
《铸造设备与工艺》杂志征订启事
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