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S10缸体铸件材质为HT250，毛坯重约42kg，重量偏差按照GB/T11351—1989的MT8执行。缸体一般壁厚4+0.8-0.5mm，铸件尺寸公差按GB/T6414—1999的CT8，毛坯缸孔壁厚差要求加工余量要求：2.5mm±0.5mm。可见，缸体基本属于薄壁轻量化设计，且尺寸精度要求较高。铸造工艺设计时应主要考虑立浇工艺，并考虑冷芯为主，以保证其要求的精度。
1.2水套结构分析与措施
水套芯结构特点：①水套芯总高97.5mm，一般厚度5～8mm；②水套芯左端下部有特殊的异形结构。水套芯可能出现异形处变形、断芯，从而影响该处壁厚和尺寸；另外，该异形处存在清砂难度。因此，水套芯应采用强度较高的热芯；水套芯异形处应采用特殊涂料和工艺，以保证该处不发生粘砂和易于出砂。同时，选择底注立浇工艺方案，铁液平稳上升、平稳充型，对整个水套芯的冲击相对于卧浇工艺方案要小很多。
1.3油道结构分析与措施
S10缸体外形单侧有2根油道芯，两侧基本对称，共有4根油道芯。特点是：①油道芯细长，长度266mm，贯穿缸体上下面；②截面单薄，弯曲程度大，在浇注过程中易变形或断裂。因此，油道芯应采用较高强度的热芯；同时为防止和减少热变形，应选用高强度低膨胀的芳东覆膜砂。此外，选择底注立浇工艺方案对细长油道芯受铁液冲击相对于卧浇工艺方案要好很多。
2S10缸体铸造工艺设计
2.1立浇工艺方案选择
依据对S10缸体水套芯和油道芯结构分析，依据对立浇工艺和卧浇工艺在充型时水套芯与油道芯的受力分析，决定选用：缸孔朝上，底注立浇工艺方案。S10缸体铸件工艺如图9；砂芯构成如表4；水套芯和油道芯用芳东覆膜砂，见表5。水套芯异形处实施3层涂料：先刷一层锆英涂料，表干后水套芯整体浸涂水基石墨涂料，最后在异形处再刷锆英涂料。
3试制结果
采用前述工艺措施，按调整后的浇注系统，对热节的3个工艺方案均进行了调试。此外，经铸件解剖表明：水腔清洁，水套异形处光滑无粘砂；水套芯和缸筒芯形成的缸孔壁厚均匀，经检测缸孔壁厚差Δδ≤1.0mm；油道芯未发生断裂和漂浮，油道壁厚正常。对于热节处采用的3个方案，经外观检查和解剖，均未见缩孔和缩松缺陷。铸件经多次加工和加工后解剖表明：尺寸合格，壁厚正常。对热节处的3个工艺方案，为稳定和确保热节处无收缩缺陷，今后可优先选用无冒口的方案1，其次是另2个方案。
4结论
（1）S10缸体水套芯单薄，有异形结构；油道芯贯穿缸体上下平面，细长而弯曲。采用底注立浇工艺，铁液平稳上升，对水套芯和油道芯的冲击小。有利于防止水套芯受冲击变形，保证缸孔壁厚均匀；也有利于防止油道芯漂芯和断芯，保证油道壁厚正常。
（2）水套芯和油道芯设计为热芯，并选用含较大比例宝珠砂的高强度低膨胀的芳东覆膜砂，有利于防止在高温铁液作用下因膨胀而发生的变形，有益于保证缸孔壁厚均匀和油道壁厚正常。水套芯异形结构处实施3层涂料，使不易清理的该处光滑洁净无粘砂。
2叶轮铸造工艺设计与优化
2.1马氏体不锈钢叶轮铸造工艺模拟分析
采用有限元分析软件对铸造工艺进行模拟，铸件模型选择的材料为马氏体不锈钢，砂箱模型选择的材料为树脂砂，铸件与砂箱之间的换热系数为500W/（m2•K），浇注温度为1560℃，充型速度为42kg/s，浇注时间为27s，热传递方式为空气冷却，设置重力加速度为9.8kg/s2，初始条件为金属液温度1560℃、砂箱温度25℃，运行参数采用默认设置。叶轮充型过程模拟结果见图5。可以看出，金属液充满浇道，整体充型平稳，见图5a。当浇注完成后，铸型内腔全部被充满，不存在浇不足现象，见图5b。模拟结果表明，该铸件的铸造工艺设计方案保证了浇注过程的平稳性，也保证了铸件形状的完整性，说明浇注系统设计合理。图6为铸件浇注265s后透视状态图，可以发现，叶轮下端圆环、分型面中心部位交界处存在缩孔，且个别叶轮侧冒口底端存在封闭的高温区间，该位置也可能出现缩孔。由此可见，该工艺设计方案在保证铸件补缩方面还存在设计不足。因此，原设计方案必须改善冒口设计，或者采取必要的工艺补救方案。
2.2工艺优化
针对初始设计工艺所出现的缺陷问题，对叶轮铸造工艺进行优化。考虑在叶轮底端圆环和叶轮中心位置出现的缩孔，我们分别在叶轮底端加入圆环形冷铁，在叶轮中间部位六个侧冒口之间加设楔形冷铁。改进后叶轮铸造工艺图如图7所示。对改进后的工艺方案进行模拟，工艺改进后的叶轮充型模拟结果。当充型开始14s时，充填部位型腔内金属液完全充满浇道，充型平稳，没有明显飞溅，见图8a，说明浇注系统设计仍能保证充型的平稳性；图8b是充型至27s时（充型完毕）的状态图，可以看出，金属液已完全充满型腔，型腔内不存在浇不足等缺陷。
3结论
（1）不锈钢叶轮铸件选取阶梯式浇注方式和开放式浇注系统，可以保证铸件充型过程中金属液的平稳性及充型后的铸件形状完整性。
引言
随着城市发展步伐的加快，影响城市命脉的道路问题日益成为关注的焦点，在建设和扩展新道路的同时，对原有道路工程的升级和改造更关乎我们日常的生活，但在道路改造过程中有些问题必须引起我们的重视。下面以某工程的具体实例来简述。
某道路工程涉及主车道拓宽、施工改造辅道、自行车道等，要求在保证正常通车前提下完成上述任务。先施工辅道及其管网工程，通车后，再施工主车道拓宽及其管网工程。
一、路基施工
1.1软基处理
沿线路基土主要是人工填土，以杂填土为主，结构松散，承载力较低，该土层主要位于本次改造道路的两侧辅道之下，厚度平均2.5m，处理方法：道路两侧辅道下2.5m及人行道下1.5m范围的杂填土全部铲除后换填，换填时应分层（0.5m一层）压实。
1.1.1路基挖方
①开挖前按施工图规定的路线中心线，标高和断面进行测量放线。木桩标明挖土深度，边桩线位置，并由监理工程师确认。②使用挖掘机和自卸车配合进行挖方作业，人工辅助施工。施工人员按测量放线木桩所示的挖土深度指导挖掘机作业。需要拆除、掘除构筑物等事先用人工清走，别处堆放，再运出场外。挖方要运走的杂物、废料、坏土等要倾卸在城管部门指定的倾土场，不准乱倾乱倒。土方作业时，要注意横向坡度，按设计横坡开挖，并注意雨水排除。断面土方的最终成型由人工整理成设计断面。
1.1.2路基填方
①土源的确定与试验。首先确定土场、运输路线、运输方式，其次对土场的土质进行试验。②填土前按施工图规定方向、标高和横断面进行定位，将原地表土翻松并辗压密实。若有未压实的人工填土应全部清除后再分层回填。③填土不得含有淤泥、砖块、石块、腐植土及有机物，辗压不得有翻浆、弹簧现象。④填土厚度不可超过30cm，填一层辗压一层，分层分段施工。试验人员跟班检查。下一层达不到要求的密实度，不得进行上一层的回填。⑤按设计横坡要求每层设置横向排水坡，纵向排水槽等。防止积水浸泡路基。⑥填土施工顺序为汽车运土进场——挖掘机或推土机平整——人工配合平整——压路机辗压——人工配合补填——辗压。
二、路面工程
设计中采用保留原主车道双向六车道的路面，拆除原路肩、非机动车道、人行道，主车道拓宽与原路面结构一致，新旧主车道表面统一做一新罩面层，加铺沥青混凝土新面层。
2.1底基层、基层施工
2.1.1路面施工放样，用木桩标示出路面边桩，各层厚度。清除路床上的浮土杂物，整平、压实到规定的密实度。
2.1.2石粉碴要求颗粒坚硬，不含土块等杂物。
2.1.3水泥石粉碴配合比采用重量比，混合料的含水量一般为7-9%，外观检查手捏成团，但不冒浆，落地能散，水泥选择终凝时间较长的，强度等级为32.5Mpa。
2.1.4水泥石粉碴一律采用机械拌合。
2.1.5施工采用分段流水作业。根据施工时气温，水泥终凝时间，确定施工数量及范围。根据压实比值确定石粉碴铺设厚度。在拌合前一天要闷水使其湿透，含水量合适。按水泥含量计算每平方米水泥用量，画线分块后撒水泥或按石粉碴数量放水泥。机械拌合，压路机辗压。
2.1.6水泥石粉碴混合料从加水泥到完成辗压的时间不可超过3小时。成型后洒水养护（禁止用水冲刷），养护7天（禁止一切车辆通行）。
2.1.7施工中做好防雨措施。
2.1.8施工中每道工序必须检验合格后方可进行下道工序。
2.2沥青砼路面沥青砼路面施工为保证工程质量，拟申请并经监理工程师批准，委托沥青砼专业队进行施工。
2.2.1采用厂拌黑色碎石或沥青砼，沥青砼送至现场需有出厂合格证，包括沥青、砂、石材料的技术性能及配合比。
2.2.2现场施工以沥青摊铺机摊铺并辅以人工作业。
2.2.3道牙石一侧先进行沥青层厚度弹线，标明横坡和层厚，并拉线铺筑，经监理工程师确认。
2.2.4沥青砼运至现场必须测量温度和进行外观检查（如颗粒级配是否正常，拌合是否均匀，有无浇焦等）。
2.2.5沥青砼表面应平整、坚实、不可有脱落、掉碴、推挤、烂边、粗细集料集中等现象。
2.2.6用10t以上压路机辗压后不可有明显轮迹，接茬紧密、平顺、烫缝不应枯焦。
2.2.7面层与路缘石及其它构筑物接顺处不得有积水现象。
2.2.8黑色碎石路面基本要求同沥青砼路面，其允许偏差应符合规范规定。
三、砼路面施工
3.1砼路面的水泥用42.5Mpa普通硅酸盐水泥。碎石最大粒径40mm，级配符合曲线要求，砂要进行含盐量化验。
3.2砼配合比由试验确定水泥、碎石、砂、水的重量比。水灰比不大于0.46，达到抗折5.0Mpa的要求。
3.3标书要求用业主的商品砼。对砼生产厂家按设计要求书面委托，订明抗折强度，每天用量及使用时间，砼生产厂家对砼配合比负责。
3.4水泥拌和料用砼拌和车运到施工现场的指定地点倾卸。施工要考虑到车辆的进退路线，人工分灰。
3.5砼路面在施工前要对检查井及平道牙安装好，并安装浇注段、模板及钢筋。模板的顶面标高用水准仪复测，确定纵横坡度及标高符合设计要求。
3.6施工过程中要派人看模，支撑牢固，不跑位、漏浆。纵横胀缝和缩缝的位置在模板上事先注明或交代清楚。
3.7砼路面的底面即水泥石粉碴面层要清扫干净，洒水淋湿，保持表面湿润，不能有积水。
3.8砼振动先用用插入式振动器依次振捣，再用功率不小于2.2KW平板震动器纵横交错全面拖振一次，达到拌和物停止下沉并泛击水泥砂浆的状态。最后用放在模板顶的震动梁复振一次。
3.9人工用抹子大致平整砼表面。对振动梁振过的局部地段要修补。靠尺检查到局部地段不平整，人工在抹平时要进行调整。
3.10水泥初凝后收干前，人工最后一次抹光。如果砼表面收干快，可以用砼磨光机磨光提浆后再用人工抹平。收干的时间要掌握好，特别在阳光下直晒时要小心变干变硬。
3.11用滚筒或其它方法对拌光后的砼表面拉毛。拉毛深度1-2mm，要做到均匀、一致。拉毛的滚筒按规定平行滚动或拉毛。
3.12人工看护拉毛后的砼路面，不准行人或其它东西踩上去，造成砼表面的严重缺陷。
3.13水泥终凝后，砼表面可以承受一定的力量再用草袋或麻袋复盖，并用洒水养护。养护时间7天。
3.14纵横向接缝必须按设计要求放置钢筋，砼路面角隅加强的部位按图施工，决不能马虎。
3.15砼强度达到1.2Mpa后，一般浇砼后一天，用砼切割机切缝，按分块、分缝部位，先用墨线打线。切缝机沿线切割。切缝时间不能太早，避免切缝处脱口，也不能太晚，特别是气温较高时，容易引起砼路面表面出现裂缝。:
3.16砼路面施工要注意防雨措施的运用，备足防雨设备，搭设防雨棚，尽量利用晴天浇筑砼。遇到雨天，立即搭盖防雨工具，防止雨水直接冲刷面层，造成麻面。
3.17砼路面施工检查按市政规范的标准执行。路面的砼厚度和平整度需严格控制。
四、结论
道路工程的适用和通畅关系着大家的切身利益，在施工中加强管理、切实提高工程施工质量，为社会经济和文化的稳步提高贡献自己的力量。
《铸造技术》创刊于1979年，是中国铸造协会会刊，中文核心期刊，中国科技核心期刊，国内外公开发行。《铸造技术》是一本集中报导我国铸造领域先进科研成果、实用工艺技术、生产管理经验以及铸造行业发展动态的综合性科技期刊。覆盖铸铁、铸钢和有色合金铸造等整个铸造工业领域。《铸造技术》是西安市科学技术协会主管，中国铸造协会主办的期刊。国际刊号：ISSN: 1000-8365，国内统一刊号：CN：61-1134/TG。杂志内容主要由铸造材料研究和铸造成型工艺两大板块组成。前者主要设置：材料开发、材料改性、材料保护、材料失效分析等4各栏目；后者主要设置：今日铸造、工艺技术、生产技术、经验交流、行业动态（信息）等栏目。此外，为了扩大铸造工作者的视野，了解和借鉴与之相关专业的技术研究成果和发展动态，改版后的《铸造技术》杂志还开设了实用成型技术、设备改造及铸件加工等栏目。
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中图分类号：TG27 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）29-0022-01
引言
铝加工业的发展使铝材的应用更加广泛，尤其是在目前的航空航天工业、轨道交通业、乘用车辆制造业、军工材料及民用产品的开发行业中，铝材应用的市场被开拓发展成为了十分广阔的大市场，因此就对铝材的质量也提出了更高更严的要求。而铝材的熔铸是铝材生产的第一道工序，其目的主要是是为铝材轧制、锻造、挤压生产提供优质锭坯。锭坯的冶金质量的高低，是在后续的工序中再难以进行更改的。因此，控制好锭坯的生产与质量是发挥铝材的潜力的重要前提。要以先进的工艺技术和最低的成本获得高性能、高质量的铝合金铸锭使之满足后续工序及最终成品的需要是现代化铝材应用所追求的。
一、变形铝合金熔铸
铝熔铸是利用电解铝液、返回废料、中间合金为主要入炉原料，经熔化、保温、精炼、铸造成锭，铸锭经锯切、铣面处理成压延车间需要的合格扁锭，或者铸轧/连铸连轧成板带坯。其主要的工艺过程为熔炼、熔体处理、铸造。铝熔铸的这三个主要工序过程是紧密衔接、相互制约、密切配合才能完成熔铸过程。在此过程中，如何发挥设备寿命期内的能力，提高生产力，节能降耗，降低生产成本越来越受到铝加工行业的关注。
二、变形铝合金熔炼
熔炼过程为了使熔体内部成分、温度均匀，需要采用适当的搅拌技术，建议采用电磁搅拌。电磁搅拌的主要优点是：减少炉内各部位熔体的温度差；熔体成分均匀；由于提高了热的传输，能耗下降；炉渣下降。
铝熔体处理一般指对熔体进行合金化、净化与细化。合金化的目的是为了提高强度，此外，还应该考虑改善加工性、抗蚀性、耐磨性、硬度、液态金属的流动性、表面性能以及其他特殊性能等。净化处理或精炼是采取措施使铝熔体中不希望存在的气体与固体物质降到所允许的范围以内，以确保材料的性能符合标准或某些特殊要求。铝熔体的净化处理主要是将氢及氧化铝降到所要求的水平或更低一些。为了获得铸锭均匀细小的最佳晶粒组织，主要途径有控制凝固时的温度制度，细化处理。
三、变形铝合金铸造
铝合金铸造是将经检验合格的铝熔体浇注到带有水冷却设施的结晶器中，使熔体在重力场或外力场的作用下充型、冷却、凝固成铝锭坯的工艺过程。变形铝合金铸造主要有半连续铸造、铸轧、连铸连轧三种铸造工艺。半连续铸造属于静模铸造，铸轧和连铸连轧属于动模铸造。对于变形铝合金铸造来说，作者认为动模铸造是发展的方向，它可以实现液体金属一次加工成材，达到节能、降耗、提高生产效率的目的。动模铸造可分为四类：其一是辊间铸造，液体金属从供流嘴流到一对相向转动的轧辊之间冷凝成形并被压延成板材，典型的辊间铸造是连续铸轧技术；其二是轮间铸造，用带定型槽沟的环形轮和钢带组成结晶器，金属液进入结晶腔内，随铸轮同步运行，在铸轮与钢带分离处，熔体凝结成坯并以与铸轮周边相同的线速度拉出锭坯；其三是带间铸造，结晶器由两条相互平行的履带式类型的钢板模或钢带组成；其四是无接触铸造，气化层铸造以及电磁铸造属此类的铸造方式。对于变形铝合金板带的成型，选用铸轧和连铸连轧的优势明显。
（一）半连续铸造坯锭
目前应用最多的是直接水冷立式半连续铸造机，它可以生产各种铝合金牌号和规格的扁锭以及实心和空心圆铸锭。铸造过程中铝液重量基本压在引锭座上，对结晶器壁的侧压力较小、凝壳与结晶器壁之间的摩擦阻力较小，且比较均匀。牵引力稳定可保持铸造速度稳定，铸锭的冷却均匀且容易控制。其中尤以液压铸造机的应用最为普遍，特别是内导式铸造机的优点更为明显。
（二）铸轧
铝熔体从净化处理装置流出后，进入可以控制液面高度的前箱内。通过前箱底侧的横浇道流入由保温材料制成的供料嘴中，液体金属靠静压力由供料嘴直接进入一对相反方向旋转的铸轧辊中间。铸轧辊使液体金属快速结晶。随着铸轧辊的转动，铝熔体的热量不断通过凝固壳被铸轧辊带走，结晶前沿温度持续下降，结晶面不断向熔体内部推进，当上下两个结晶层增厚并相遇时，即完成铸造过程而进入轧制区，经轧制变形成为铸轧带坯。铝带坯连续铸轧技术代替了通常铸锭热轧工艺生产带坯所需的铸造、锯切、铣面、加热、热轧等全部工序。
（三）连铸连轧
连铸连轧工艺是一种工艺设备紧凑，在连续铸造机后面紧接着配置热连轧轧机组的紧凑生产线，是从液体到板带材一次性完成的连续生产线。显然，连铸连轧不同于连续铸轧，后者是在旋转的铸轧辊中，铝熔体同时完成凝固及轧制变形两个过程。但是两种方法的共同点均是将熔炼、铸造、轧制集中在一条生产线，从而实现从铝液到铝板带坯连续性生产，比常规的间断式生产流程少了多道工序。
在连铸连轧工艺中，铝熔体通过铸造前箱及铸嘴进入运动的双钢带水冷模腔。前箱安放在铸机的进口处，进入前箱铝液的流量大小由流槽上的浮漂式控制器来控制，控制信号大小由铸造速度传感器反馈。铸嘴上开有小孔，在小孔中通入低压惰性气体等，均匀地分布在钢带和铝液之间，起到铝液和钢带间的热传递，使进入钢带口的铝液凝固均匀，不会使钢带间产生急速的热胀冷缩，引起钢带变形，影响铝板带表面的平整度。在钢带的下部安装有钕-铁-硼强磁体支撑辊，产生的强磁力对钢带有极强的吸引力，使钢带限制在铸机规定的范围内运动，铸造出来的铸坯截面是矩形的。
结语
综上所述，在变形铝合金板带材生产的工艺选择上，连铸连轧具有相当明显的优势，对于铝熔铸的工艺配置应该是针对企业对产品定位方面的考虑，单就产能及基本投资而言，从产品产能的灵活性以及生产产品的多样性考虑，首选的应该是普通热轧工艺流程。但是对于刚刚起步或初涉猎铝加工的企业来说，选择成熟的铸轧工艺也不失为一种少投入、快见效、迅速回收成本、产能虽小不会被套牢的工艺。
参考文献
[1] 刁莉萍，梁岩.铝合金熔铸配料工序的工作原则和依据[J].轻合金加工技术，2006，03：11-14.
[2] 吴树文.提高铝合金熔铸质量的技术措施[J].青海科技，2008，03：83-85.
（1）铸件综合质量差
我国有色金属合金铸件综合质量差异较大，在外观和内在质量等方面都与世界标准有一定距离，另外加工生产过程中加工率低、加工余量大，生产资源浪费严重。导致这些问题存在的原因主要是因为我国金属铸造身缠设别和工艺均比较落后。
（2）铸造工艺装备基础条件差
造成我国有色金属铸造业发展受阻的主要原因是铸造工艺设备和基础设施不配套，加上生产条件苛刻，均在一定程度上影响了金属铸件的质量和发展。这些问题具体表现为金属模具设计不合理磨具制造过遇粗糙，重视不够；金属加工辅料分散，生产设备简陋、质量检验技术不过硬、测试渠道和材料资源匮乏。另外金属加工行内执行标准不严，对于有色金属铸件加工标准定位不清晰，企业生产不规范最终导致产品质量不过硬资源浪费严重，废品率有的高达30～50%[2]。
（3）环保、能耗问题严重
由于生产和开发设备落后导致采集过程中产生大量的废水、粉尘、废渣及废气，资源环境破坏严重。废水的漫流也已不同程度的污染了河流湖泊等水域。而后期治理污水和给国家政府及企业带来较大经济负担。所以有色金属铸造生产设备和生产方式及管理水平的落后导致的环保和能耗问题对人类生活经济和健康都造成了巨大影响干扰，需要引起大家重视。
（4）技术落后，人才缺乏，新工艺新产品开发能力不足
由于近乎铸造业工作轻度大、环境差等问题长期得不到有效解决，所以造成企业技术人员流失严重，招工困难，技术人才的缺失直接影响了金属铸造的工艺优化和改革。虽然有些企业也引进了不少国外先进的生产设备和工艺但由于缺乏核心技术人才，导致设备利用率不高，新工艺和新产品严打能力明显不足。
2.我国有色金属铸造业的发展方向
（1）加强对有色金属铸造新工艺、新材料、新设备的研究
推动我国有色金属铸造业的发展与应用关键是要不断加强有色金属论文铸造新工艺、新型材料和新型设备的研发。具体措施有引进国外先进生产工艺不断学习和交流经验掌握新工艺，充分使用计算机技术来控制稳定产品质量；加强国内科研人员在新型材料和工艺设计及质量稳定等方面的研发和探索，优化创新研究资源全面促进我国有色金属铸造业稳定和谐的发展。
（2）开发环保型铸造原辅材料
新型环保铸造原辅料不仅能改善有色金属铸件加工带来的资源浪费等问题同时也能减少废弃物的排放和产生，使环境污染程度大大降低。其中我们可以根据不同有色金属的铸件生产特点和开发环境及生产材料的特点建立新的高米迪黏土型砂相原辅料体系不断探索新的原辅料加工应用渠道。同时也要不断探索新的材料生产方法和理论不断优化完善生产方式。走循环经济之路，利用好节约环保的新型原辅材材料和资源确保铸业的可持续发展。
（3）注重能源与环保立法
加强有色金属铸造业的管理与保护，严格执法、完善立法，制定有色金属资源有偿使用的法规和实施细则。严格控制好金属铸造废弃物的排放标准，严格杜绝有色金属铸件加工过程中的资源浪费另外还要加强环境保护的宣传力度，使铸件生产对环境的污染减小到最低程度，实现经济效益的同时，不要忽视环境效益，进而实现有色金属铸造资源与人类的和谐发展[3]。
（4）注重自主创新
注重自主创新不仅能加快有色金属铸造业的资源整合和产品开发进程同时也能提高企业核心竞争力。一方面要对有色金属铸件加工管理制度上进行自主创新，不断完善有色金属铸件加工的质量和工艺管理制度提高加工效率。另一方面还要对人才和技术进行优化和创新，要实行环保设施资源共享、加大技术人才的培养和培训、密切掌握金属加重市场信息和分析市场发展趋势，顺应市场发展机制开发新型设备和材料及生产工艺不断满足国民经济的增长需求提高有色金属铸造业的质量和数量参与国际竞争。
3.结语
在此形势下，应加快我国丰富、优质、廉价资源的开发和技术进步，走规模化、集团化、产品深度加工的道路，通过采用高新技术，特别是具有自主知识产权的关键技术和装备，全面提升传统产业技术水平和产品档次，为汽车和电子信息、通信、家电等行业提供轻质合金材料制品，并努力扩大出口，以低成本、高附加值产品参与国际竞争。
[参考文献]
1 引言
所谓金属半固态加工 [1 , 2] 就是将凝固过程中的合金进行强力搅拌，使其预先凝固的树枝状初生固相破碎而获得一种由细小、球形、非枝晶初生相与液态金属共同组成的液、固混合浆料，即流变浆料，将这种流变浆料直接进行成型加工的方法称为半固态金属的流变成形(rheoforming)；而将这种流变浆料先凝固成铸锭，再根据需要将此金属铸锭分切成一定大小使其重新加热至固液相温度区间而进行的成型加工称为触变成形(thixforming)，流变成形和触变成型合称为半固态加工(semi-solidprocessing method)，简称SSM.
2半固态浆料制备工艺的研究
半固态加工的第一步，也是非常重要的一步就是制备合金半固态浆料，浆料质量的好坏对后续工序以及铸件质量的影响很大。最早使用的浆料制备方法是机械搅拌法，经过30年发展，陆续出现了诸如电磁搅拌、SIMA、SCR、喷射沉积、液相线铸造等制备方法 [3] 。下面对一些应用较为广泛，目前研究较多的制备方法进行介绍和分析。
(1) 机械搅拌法 [4]
机械搅拌法是最早用于半固态浆料制备的方法。其原理是在合金凝固过程中，使用搅拌器对合金熔体进行强烈的机械搅拌，树枝晶由于剪切力的作用而断裂成为颗粒状结构。免费论文参考网。机械搅拌分间歇式和连续式两种，如图1. 1所示：
(a) 间歇式(b) 连续式
图1.1 两种机械搅拌装置示意图
1.搅拌器 2.合金熔体 3.加热线圈
搅拌时产生的剪切速率一般为100～300S － 1 。剪切速率受搅拌器结构，材料耐腐蚀、耐高温磨损性能的制约。浆料的质量主要由搅拌温度、搅拌速度以及冷却速度这三个参数控制。然而，由于这些工艺参数不易控制，容易发生卷气等缺陷；搅拌器和合金熔体是直接接触的，因而容易造成污染；另外搅拌器与容器间存在搅拌死角，影响浆料的质量。机械搅拌法在工业生产中应用较少。
最近几年，华中科技大学和英国Brunel大学分别采用一种新型的搅拌方法——双螺杆机械搅拌 [5] 制备出了初生 相细小、圆整的镁合金和Sn-Pb合金半固态浆料。采用双螺杆结构的搅拌器大大增大了搅拌的效率，具有强烈的搅拌效果，其剪切速率可以达到1000～15000S －1 。免费论文参考网。但是该方法不适合于铝合金半固态浆料的制备，因为搅拌器会受到熔体的腐蚀。
(2) 电磁搅拌法 [6,7]
电磁搅拌法是应用最为广泛的一种方法。它利用旋转磁场使金属液内部产生感应电流，并在洛伦兹力的作用下发生强迫对流，从而达到搅拌的目的。产生旋转磁场的方法有两种，一种是在感应线圈中通入交变电流，另一种则采用旋转永磁体的方法。电磁搅拌所引起的对流是三维对流，剪切速率在500S －1 左右，搅拌效果较好。它最大的优点是对合金熔体没有污染，卷入的气体量少，合金不易氧化。使用该方法可以实现连铸，生产效率高。但是，电磁搅拌设备昂贵，且工艺也比较复杂。
(3) 应变诱发熔化激活法 [8]
应变诱发熔化激活法(SIMA)是对铸锭加压进行一定量的预变形，使其组织具有强烈的拉伸形变机构，然后将其加热到半固态温度保温一段时间，熔化的部分液相渗入到小角度晶界中，使固相粒子分开，树枝晶破碎，从而得到半固态组织。预变形量、保温温度以及保温时间是SIMA法中的三个最重要的工艺参数。增加预变形量以及等温温度都可以促进铸锭中 相由枝晶组织向半固态颗粒状组织转化，但是过度提高预变形量以及等温温度会使晶粒明显长大。
SIMA法主要适合于各种高、低熔点的合金系列，尤其在制备高熔点合金的半固态铸锭方面具有独特的优越性。迄今为止，该方法已经成功的应用于不锈钢、工具钢和铜合金等。然而它也存在缺点，比如需要一道额外的变形工序，而且制备的半固态坯料尺寸较小。
(4) 超声波处理法 [9]
超声波处理法由V.I. Dobatkin 等人提出，其原理为在液态金属中加入细化剂，并使用超声波处理，由于超声波的空化作用，使得枝晶组织变为半固态组织。
超声波在介质中传导的时候，产生周期性的应力和声压变化，在局部产生周期性高温高压效应，使液体产生空化和搅动。一般认为，超声波可以产生气蚀作用，促进形核，且可以使枝晶臂断裂，成为新的形核核心，促进半固态颗粒状初生相的生长，而抑制树枝晶的发展。超声波处理法的优点在于对熔体污染较小，但是其工艺较为复杂，设备投资大。
(5) 液相线铸造法 [10]
液相线铸造法是将合金熔体冷却至液相线温度附近保温一段时间后进行浇注，获得所需要的半固态组织。日本的Toshio等人利用图1.2所示的装置制备半固态铝合金浆料，装置中的水冷斜板用于降低合金熔体的过热度。实验结果表明，在A356型铝合金的流变成形过程中采用低的过热度(10℃)和低于50％固相率就可以获得较为理想的半固态组织。
图1.2 液相线法制备半固态合金浆料
然而，液相线铸造法要求严格控制工艺条件，否则得到的半固态浆料组织不均匀，一部分初生 相容易长大成为粗大的枝晶，导致浆料组织恶化。液相线铸造法具有工艺简单，适用合金范围广，生产效率高等优点，尤其对变形铝合金半固态浆料的制备具有极其重要的意义，对流变铸造的应用及发展将起到积极地推动作用。
3 前景与展望
虽然现有的半固态制浆技术在工业中有一定的应用，而且在制造业具有一定的地位和优势，但它们仍存在许多的缺陷，如工艺复杂、成本高等，制约了它们在工业中进一步的推广。我们正探索一种新的半固态浆料制备工艺---机械振动法，振动可以使处于半固态温度区间的合金熔体产生强迫对流，改变晶粒的生长方式，从而获得晶粒圆整的半固态浆料。与其它制备工艺相比，具有以下优点：
(1) 机械振动属于无接触扰动方式，因而熔体受到的污染较小；
(2) 对工艺条件要求不是特别严格，工序简单，易于操作。免费论文参考网。
(3) 设备简单，易于设计维护，成本相对较低。
如果我们能够研究探索出振动制浆的规律，制备出晶粒细小、圆整的半固态浆料，那么我们就开辟了一条半固态浆料制备的新途径，必将为降低工业生产成本作出一定的贡献。
参考文献
[1] 谢水生,黄声宏.半固态金属加工技术及其应用[M].北京:冶金工业出版社,1999.
[2] 毛卫民.半固态金属成形技术[M]. 北京：机械工业出版社, 2004, 6.
[3] 闫淑芳，杨卯生．半固态金属浆料制备工艺的研究进展[J]．铸造技术，2005，26(2)：155-158
[4] D.B. Spencer， R.Mehrabian， M.C. Flemings．Reologicalbehavior of Sn-15%Pb in the crystallization range[J]．MetallurgicalTransactions，1972，3(7)：1925-1932
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[6] 冯鹏发，唐靖林，李双寿等．半固态合金流变成形技术的研究现状与发展[J]．铸造，2004，53(12)：963-967
[7] 吴炳尧．半固态金属铸造工艺的研究现状及发展前景[J]．铸造，1999，(3)：45-52．
[8] W. Lapkowski．Some studies regardingthixoforming of metal alloys[J]．Journal of MaterialsProcessing Technology，1998，80-81：463-468
2）课程设置和课程内容改革以培养创新人才为主线。本科应用型人才应具有更强的通用性和创新性，在制定培养方案时是以学科来设计专业，但它并不是学科本位的，相反必须是对接实现、以需求为导向的。课程开发和课程内容改革以培养创新型人才为主线，分析创新型人才能力体系纵向演变的特点，体现以能力为本的教学内容。例如，学校根据佳木斯佳电、煤机股份有限公司，兴联机械制造有限公司等企业的需要，进行课程调整，增加黑色金属和有色金属的冶金方面的知识，增加摩擦学、材料磨损理论、失效分析等方面的课程。以科研项目和工程依托，积极鼓励学生参与企业的设计、生产和管理，同时校企联合开发科技创新人才培养方案、编写教学大纲、联合编写教材内容。
2创新人才培养的措施
1）校企互动，构建产学研合作模式。我们在控制工程和材料成型的人才培养模式以及课程结构的体系设计之中，始终要求把专业导向定位在生产需求以及工作岗位的需求之上，把地区地域性的产业当作基础，走一条产—学—研三者相互充分结合的教育之路进行教学的改革工作。对现在实行的课程教学体系进行深刻的全面的改革，建立起学生的个人能力，学校教学的教育课程和区域特定的产业三者之间的相互联系，使学校的教育体系真正意义上的面向地域产业的应用。在地区地域中的典型产业里，通过对该专业在其中的实践应用进行研究，这样能够对学校教育课程的案例库进行补充，可以对可选择的课程设计内容进行调整，同时完成对建设学生实习基地的调整工作，把在这些产业上的实际应用贯穿到生产实习，学生毕业设计以及课程设计，学校理论实验教学等各个教育环节里面，从而形成一个具有特色的的模式，也就是我们说的知识点的案例教学—课程综合应用—专业知识综合应用”这样环环相扣逐步加强的应用型课程教学内容体系。
2）应用型创新人才“专业分化”的实践。实践是创新的源泉。实践教育既包括为认识新事物、探索自然规律、掌握新技术而展开的科学试验、专业实习等必要的检验性试验，也包括为解决实际的生产技术问题，提高创新应用能力而展开探索性、设计性、研究性、综合性的实践活动。建立循序渐进的实践教学体系，将实践教育教学贯穿于应用人才培养的全过程。满足高学历的学生成才要求，必须要充分考虑学生在学习专业基础、对学生的专业兴趣进行培养，让学生的专业特长得到发挥，同时增强专业能力并且认清这个专业的发展方向等方面存在的差异。无论对于需要继续深造的学生，还是以就业为主的学生，都必须给予他们可持续发展的专业基础知识，实行多样培养，增强不同学生对如今社会的适应能力，增加学生多元化、多样化发展的机会。如对少数需要继续深造的研究型学生，可以通过试办“实验班”等途径，使他们向研究型人才发展；对以就业为主的学生，可以着重加强其创新创业能力和专业应用能力的训练和培养。在专业课程设置上，我们采用“前期趋同，后期分化”的专业培养方式，即大学一、二年级按照学科大类培养，即不分专业，以夯实基础；从大学二、三年级开始，我们根据学生个人的意愿、爱好、特长、未来就业取向，结合专业社会发展需要，采取院系专业选择、学科大类选择、全校范围选择等不同方式，实行分类培养。
3）应用型创新人才“综合素质”的锻炼。充分利用课程设计、毕业设计和各实习实践环节，培养学生综合素质。我们知道毕业设计是展现一个学生能力水平和质量素质的重要标志之一，它也是学校在教学质量环节上的重要组成部分，包括了学生在校期间的全部所学知识以及对这些知识的检验。所以当我们面对应用创新型人才这个培养目标的时候，必须要使毕业设计的模式培养充分的面向地区产业，使它们之间能够无缝的相连接，让生产单位对我们大学生的具体的岗位需求和学生毕业设计的课题相互结合，必须是有机的结合，即学生的毕业设计题目与一个产业里的实际的典型的生产问题想结合，在相应的设计中也要在企业内部按照实际的生产要求来进行，当然学生的指导老师不能单单只是学校的专业教师，还要有工厂中的工程师的参与，两者共同组成学生的毕业设计指导老师，学生设计的结果必须得符合生产的检验结果。只有通过这种毕业设计的模式，再加上产—学—研结合的综合力度，同时增加了学校与地域产业的结合密度，才能真正意义上的实现学生的毕业设计，学生的结业工作和地方地域产业的三位一体。
3营造培养创新应用型人才的环境
1）构建有特色的培养体系和模式。形成“传统+特色”的动态专业方向设置体系，设置学科前沿课程，突出传统专业与现代新技术新工艺的结合。条件成熟时，我们准备新开设快速成形专业方向。同时通过课程设置，强化计算机在材料成型过程中的应用能力，并结合科学研究成果进行课程体系与内容的改革，培养学生初步的科学研究能力，形成专业特色。
2）建设大学生科技创新基地。依托各种有利条件，初步形成并建立大学生科技创新基地。经过多年实践，目前我院的三个工程中心已初步成为专业教育创新及创新人才培养的基地，但从长远发展来看，还要进一步加强基地建设，以便提供更好地软硬件条件。拓展第二课堂，鼓励学生参加科技兴趣小组，形成创新团队，培养大学生的科技创新、创业能力；举办、参与各种科技创新竞赛、创业竞赛、数学建模竞赛、网面设计大赛，“‘永冠杯’中国大学生铸造工艺大赛”、“全国大学生英语竞赛”等科技活动，使第二课堂成为科技创新人才培养基地的重要组成部分。
3）建设工程师培训基地。与中国铸造学会和协会合力打造见习卓越铸造工程师、见习铸造工程师资格认证培训工作基地建设，推进行业创新型人才培养。根据卓越工程师班级实验和实习环节课时数的增加及时调整教学内容进展，严格把好项目考核质量关，并将在加强学生的实践能力，培养学生的工程意识和创新思维等方面为各个项目提供支持，保证各工程师培养计划教学项目顺利完成。
4）建设充满创新的师资队伍。在创新教育的实施过程之中，师资队伍的质量建设是及其关键的因子。而创新型应用人才的培养不可能离开一支具有创新能力的师资力量，因此我们要在教育中，尽可能的构造一些教师的争激励机制，加强创新型教师培养，分批到相关企业进行工程化训练，在实践中增强应用以及创新的能力，让我们的教师逐渐拥有高质量的教育教学意识以及观念，形成高质量的科研创新能力，同时拥有一定的知识结构和修养水平，最后使学生受益。
【关键词】铸件轴承座高度方向尺寸标注加工工艺合理性
一、铸件设计尺寸的不协调
零件图的尺寸标注，除了要满足正确、完整、清晰的要求外，还应使尺寸标注合理。合理标注尺寸，是指所注尺寸既符合设计要求，又满足工艺要求，便于零件的加工、测量和检验。
铸件成品形体是由少数加工尺寸和多数铸造尺寸环所限定，设计人员对铸件的各个尺寸环不但要求进行结构和数学的计算，还要求充分分析每个尺寸环在形成时的专业分工。至于用什么手段才能达到图纸要求的各个尺寸环、表面尺寸、形位精度等，可留给工艺师们去解决。一张成熟的设计图要起到指导铸造、机械加工、检验、装配、生产管理等各个专业工序的作用，是工业生产中重要的技术文件，是进行技术交流的重要工具。而不仅仅是图面尺寸对头、技术条件俱全、投影清楚而已。故工程师绘制的应是包括工业因素在内的工程图而不仅仅是几何图。
以某轴承厂壳体类零件的生产用图为例，图一系一滑动轴承座，属于一种结构较为复杂的铸件。对于这类铸件，通常它们只有少数表面尺寸环需由机械加工完成，其成品中仍然存在着大量的铸造完成的表面、空间及尺寸。
在生产过程中，这种壳体类零件在铸造和加工中所反映出的尺寸标注的矛盾大都集中在高度方向上，而在其他方向上的矛盾还没有这样的普遍和突出。
为了阐述方便，在高度方向上，我们把四个加工面赋以B、C、D、F，将3个非加工面分别赋以E、G、H代号，对此图略加分析既可看出，设计人员在高度方向的尺寸标注遵循的是“以零件的设计基准面，即最大的加工面作为尺寸标注的基准”的原则，故此图在高度方向上的各个尺寸环几乎都是以大底座为基准的。
对图形进行尺寸标注时，设计人员往往把尺寸计算视为可逆的，无方向性的。可由高度方向上任一毛面或加工面作为尺寸计算的起始点，进行正、反方向的计算，均可得到标注的或未标出的任一尺寸环的值。这样的设计思路和不经工艺分析的尺寸（和公差）堆砌作法，给铸造、机械加工、检验等工序乃至设计者本身带来了一系列不协调。如省下列几个方面：
1.高度方向尺寸的矛盾
图1在高度方向上以从上到下给出了10、80、35、30、5、20共六个尺寸，其中30、5、20共三个尺寸将E、G、H三个非加工面与底座连起来。当加工大底座面时，就同时出现了E、G、H三个毛面基准，而且这些毛面之间都存在较大的铸造误差，工艺师在加工F面同时达到30、5、20三个尺寸是不可能的，这些尺寸只是在制作铸型时有些用处。
从工艺和保证功能尺寸的观点出发，应选E面为初始基准，保证底座厚度30，由于铸造时型心的错位误差，会使底座凹台深5、20等非功能尺寸面目全非，使得检验人员无所适从。这样的情况在中小批生产中是常见的。这虽然是由工艺或操作造成的问题，但设计同样也不应该在标定尺寸要求和检验依据时，人为地把铸造和加工两种误差撮合在某一或某些尺寸环上，因而加剧了专业和尺寸环之间的不协调。
2.高度方向上和各面之间的关系
画图和计算尺寸时，各面之间可以互相确定关系。但在工件上各面的形成却是有严格的先后顺序；尺寸的形成有严格的方向性、跟踪性，各尺寸值在设计人员手中是“标量”，而在工艺人员手中却成了“向量”。把主要尺寸基准选定为F面，但它却必须是以先期铸成的E、G、H各毛面之一为基准才能加工出来。工件上已铸成的各个毛面是已存在的面，已谈不上图上表示的用毛面为基准加工出的光面再反过来确定毛面的位置了。
加工F面时不可能同时选用E、G、H三个毛面基准，但这种画法在工厂中却习以为常，我们只能选用E毛面为初始基准。E、F面之间乃是“母子”关系，E毛面是第一（始）基准。F面是第二（子）基准，F面不能称其为全部高度方向尺寸的主基准，它不能定毛面，而只能被毛面所确定。它在工艺上作为继续加工D、B两光面，形成35、80两功能尺寸的光基准。因此，F面虽是设计、安装和检验等环节的基准。但在加工工艺中它只是一个被加工的对象，只是一个加工其他光面时的中间转换环节。在零件被制作的过程中，并不像教材和零件图中所表示的那样重要。
3.粗基准的选择
大学生导师制起源于英国的牛津大学，由温切斯特主教威廉・威克姆首创。导师制是指在师生双向选择的前提下，由专业水平高、德才兼备的老师担任本科生的指导教师，对学生的学习、品德、生活以及心理进行单个指导的一种教学制度。目前，随着高校教育改革的进行，出现了各种各样的导师制：硕士生导师制、博士生导师制、班主任制、全员导师制、全程导师制、科研型导师制等。但在各种导师制下辅导员和专业教师的工作不清晰、分工不明，这样对大学生的学业发展、科研兴趣有直接影响。本文以山东建筑大学材料学院为例，探讨双导师制下大学生科研能力的培养模式。
一、双导师制的内涵及实施过程
笔者学院从2006年开始尝试双导师制，主要核心思想是大一、大二以思想政治导师――辅导员为主；大三、大四以专业导师――青年教师为主。让学生参与教师的科研项目，通过科研将辅导员的思想引导和专业教师的专业指导有机结合在一起，便于学生的日常管理和科研业务水平的提高。
大一、大二期间主要以辅导员为主，主要负责学生的生活、学习、勤工助学、党建、校园文化等工作。大一期间根据学生对专业方向的兴趣分成不同的科研兴趣小组，依据科研兴趣小组邀请专家教授讲座；大二期间依据科研兴趣小组开展学生职业生涯规划设计大赛和学业生涯规划设计大赛活动，帮助学生确定科研兴趣和自信心。
大三、大四期间主要以青年教师为主，主要负责学生的专业指导、专业兴趣的培养、科研水平的提高等。指导学生参加全国大学生“挑战杯”大赛、铸造工艺设计大赛、混凝土设计大赛等各种全国竞赛，激励学生撰写学术论文；暑假期间带领学生参加“顶岗实习”暑期社会实践和学院“开放性实验”活动。
二、学生科研能力的培养机制
1.引导学生做好学业规划
双导师制下大学生科研创新能力的提高，首先是做好学生的学业引导，做好学生的指路明灯。辅导员根据学生不同专业方向建立科研兴趣小组，例如表面工程小组、铸造小组、模具设计小组、焊接未来小组、金属材料小组、绿色建筑小组、CAD设计小组等30个科研兴趣小组，每组20个学生左右。然后根据科研兴趣小组邀请国内外专家学者做专业报告，每年邀请国内外专家学者40余人，学生反响热烈且参与度高。最后根据学生在学习和生活中的表现建立学生专业综合素质评价表，再组织开展各种比赛，为提高科研能力打下坚实基础。
2.鼓励学生参与第二课堂
材料学院依托山东省铸造协会、山东省表面工程协会、山东省机械工业协会、山东省科学院、山东开泰集团等20家企业建立了“科研、实践、实习、教学、就业”为基地的第二课堂。以“顶岗实习”的形式，深入企业，了解企业需求；以“挑战杯”大学生系列竞赛等为龙头，鼓励学生参与教师科研项目，提高科研能力；以“开放性试验”为阵地，组织学生熟悉实验过程、仪器操作。
三、学生科研能力培养的效果
1.就业能力明显提高
双导师制实施后学生就业能力明显提高。近三年材料学院毕业生初次签约率超过95%，总体签约率达100%。就业单位主要有国家核电、中建集团、宝钢集团、济钢、山东电力集团等大型企业，考研学校主要有哈尔滨工业大学、北京航空航天大学、中国科学院、山东大学等知名院校。
2.科研成果斐然
双导师制实施后学生在仪器操作、实验设计、论文书写等方面的能力有明显提高。近三年学生在社会实践、科技创新等活动中取得显著成绩，先后有山东省社会实践先进个人称号4人、山东建筑大学社会实践先进个人称号128人、“挑战杯”等科技竞赛国家级奖励7项、省级奖励38项、新型专利28项。
双导师制人才培养模式，是通过辅导员和青年教师的不同指导，从学生科研兴趣小组、社会实践、科技竞赛、开放性试验等方面探索大学生科研能力培养机制，建立完善的科研能力培养模式，有效地提高了学生的科研能力。
参考文献：
[1]郑文强，丁倩.科研型导师制对本科生科研水平影响初探[N].河南职工医学院学报，2011（23）.
