金属铸造工艺论文选题背景及意义

金属铸造工艺论文选题背景及意义

铸造工艺是研究做成产品的方法，更进一步，提升生产效率，降低成本，规范操作，保证质量，持续改进，内容涉及很多，是不可或缺的铸造力量。一般公司或工厂，铸造工艺人员应该不少于总人数的10-20%，才能持续发展

前人研究的成果，所选题目到目前所研究到的状况，而你又对选题有何特别看法，为何会选此题，对前人的研究成果和看法有何异议或者是有何更深入的观点

学位申请者为申请学位而提出撰写的学术论文叫学位论文。这种论文是考核申请者能否被授予学位的重要条件。　　学位申请者如果能通过规定的课程考试，而论文的审查和答辩合格，那么就给予学位。如果说学位申请者的课程考试通过了，但论文在答辩时被评为不合格，那么就不会授予他学位。　　有资格申请学位并为申请学位所写的那篇毕业论文就称为学位论文，学士学位论文。学士学位论文既是学位论文又是毕业论文。　学术论文是某一学术课题在实验性、理论性或观测性上具有新的科学研究成果或创新见解的知识和科学记录；或是某种已知原理应用于实际中取得新进展的科学总结，用以提供学术会议上宣读、交流或讨论；或在学术刊物上发表；或作其他用途的书面文件。　　在社会科学领域，人们通常把表达科研成果的论文称为学术论文。 　　学术论文具有四大特点：①学术性 ②科学性 ③创造性 ④理论性一、学术性学术论文的科学性，要求作者在立论上不得带有个人好恶的偏见，不得主观臆造，必须切实地从客观实际出发，从中引出符合实际的结论。在论据上，应尽可能多地占有资料，以最充分的、确凿有力的论据作为立论的依据。在论证时，必须经过周密的思考，进行严谨的论证。二、科学性科学研究是对新知识的探求。创造性是科学研究的生命。学术论文的创造性在于作者要有自己独到的见解，能提出新的观点、新的理论。这是因为科学的本性就是“革命的和非正统的”，“科学方法主要是发现新现象、制定新理论的一种手段，旧的科学理论就必然会不断地为新理论推翻。”（斯蒂芬·梅森）因此，没有创造性，学术论文就没有科学价值。三、创造性学术论文在形式上是属于议论文的，但它与一般议论文不同，它必须是有自己的理论系统的，不能只是材料的罗列，应对大量的事实、材料进行分析、研究，使感性认识上升到理性认识。一般来说，学术论文具有论证色彩，或具有论辩色彩。论文的内容必须符合历史 唯物主义和 唯物辩证法，符合“实事求是”、“有的放矢”、“既分析又综合” 的科学研究方法。四、理论性指的是要用通俗易懂的语言表述科学道理，不仅要做到文从字顺，而且要准确、鲜明、和谐、力求生动。表论文的过程 　　投稿-审稿-用稿通知-办理相关费用-出刊-邮递样刊　　一般作者先了解期刊，选定期刊后，找到投稿方式，部分期刊要求书面形式投稿。大部分是采用电子稿件形式。 　　发表论文审核时间　　一般普通刊物（省级、国家级）审核时间为一周，高质量的杂志，审核时间为14-20天。 　　核心期刊审核时间一般为4个月，须经过初审、复审、终审三道程序。 　　期刊的级别问题 　　国家没有对期刊进行级别划分。但各单位一般根据期刊的主管单位的级别来对期刊划为省级期刊和国家级期刊。省级期刊主管单位是省级单位。国家级期刊主管单位是国家部门或直属部门。

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金属铸造工艺论文选题背景

先秦的铸钱工艺，不同的时期不同的国家不尽相同，有用陶范、有用石范、亦有用金属范铸造。西汉早期，民间铸钱大多采用石范，郡国铸钱则多采用铜范；武帝元鼎四年以后，上林三官统一采用铜范铸钱；王莽时期从铜范过渡到叠铸。从陶范经石范再经铜范至王莽以后采用叠铸，这些范铸技术的变革与发展，有着多方面的因素，而不仅仅是一个简单的技术进步与否的问题，其中蕴含着社会大背景的因果关系。通过对传统范铸技术及历史文献的综合研究，我们发现，从春秋时期的陶范铸钱，到西汉初石范作为主流；武帝时期的铜范铸钱，到王莽以后的叠铸，既与钱币形制的变化、合金的变化相关，也是社会政治经济发展和科学技术进步的必然结果。关键辞：古钱币 铸造工艺 陶范 石范 铜范 叠铸 用型砂造的型、软型来铸造工件的方法，通常被称之为砂型铸造。砂型铸钱技术大约盛行于隋唐以后，在此之前的不同历史阶段，曾采用过陶范、石范、铜范及叠铸等铸造技术。我们将砂型铸钱以前所采用的各种性质的铸钱工艺，统称为范铸法铸钱工艺，不论范铸法中哪一种型，都属于干型、硬型。本文所要论述的是指范铸技术的发展、更替，以及它们之间存在的内在关系。在许多西汉遗址中，曾出土了不少铸造半两钱及五铢钱的石范和铜范。从范铸工艺技术角度看，若范面中钱腔大都具有黑灰层，说明这些石范及铜范都是铸过钱的。在王莽时期及东汉的铸钱遗址中，出土的往往是叠铸陶范。关于石范和铜范到底能否直接用于铸钱的问题，我们已作了专题研究，并通过了专家鉴定，答案是肯定的【1】，有关研究成果已分别发表【2】。本文主要针对西汉时期铸钱为什么大多使用石范、铜范，而王莽以后铸钱又为什么大多采用陶范叠铸技术等问题进行讨论。 早在青铜时代我国就发明了各种范铸工艺，从而制造出了无数精美的青铜器。在青铜范铸中大多用陶范，但也有采用石范及金属范进行铸造的。各地出土资料表明，除大多采用陶范技术外，先秦已经有石范及铜范铸造了。 石范铸钱上个世纪以来，各地曾出土过许多石范，有战国的、有西周的、亦有商代的，说明石范铸器最迟在商代。在汉代遗存中，山东、山西、河南、陕西等省均有铸钱的石范出土，数量之大空前（多见于专业杂志报道）。这说明西汉继承前代，将石范技术广泛用于铸钱。 铜范铸钱1982年2月，安徽省繁昌县的文物工作者在该县横山镇收集到两件蚁鼻钱青铜范，是农民在开挖房基时发现的。其中一件长27、宽7、厚95厘米，重1055克，范面有64枚蚁鼻钱腔，另一件有65个蚁鼻钱的钱腔。这些币型主要分为四排，中间有直浇道与每个钱腔相通。范的正面型腔内有凸起的阳文，文字的下方有一凸起的圆点，与出土的蚁鼻钱上的凹圆点相吻合。类似的蚁鼻钱青铜范在上海博物馆、武汉市博物馆也有收藏，说明楚国当年是采用青铜范来铸造蚁鼻钱的。 叠铸范包铸钱到目前为止，考古出土的叠铸范模和范片数量已不算少，但没有早于汉代的。从各地发掘的铸造遗址看，先秦尚未发现有真正的叠铸技术，最早采用叠铸技术的是西汉早期的半两钱【3】。有关铸钱工艺综上所述，虽然西汉的石范铸钱和铜范铸钱的工艺都是继承了先秦的范铸技术。但先秦的石范及铜范技术在范铸中的应用并不普遍，而西汉才将石范及铜范技术普遍用于铸钱行业。出土资料表明，先秦时期钱币的铸造工艺比较复杂，春秋时晋、郑等国的空首布币是陶范铸造；战国秦半两钱则既有石范铸造，也有铜范铸造；楚国的蚁鼻钱则都是铜范铸造。之所以采用不同方式铸钱，是由于各国钱币的大小不一、形制不一、合金亦不相同，这是由物质的物理及化学性能所决定的，只能按照各种钱币的形制及合金成分的综合要求来选择与适当的铸造方式，否则会造成大量废品。 如果我们根据各种不同形制的钱币来研究各种币形与各种工艺之间的关系，就不难发现其中的某些规律。先秦空首布为什么采用陶范铸造在山西侯马东周铸铜遗址中，出土了铸造空首布的陶范，在山西也出土了许多空首布。这种钱币的体积都较大，耸肩尖足，首长5、肩长5、肩宽6厘米，其厚度一般不足4厘米。从铸造角度看，这种几何形状的铸件，不仅要求合金中有较高的铅含量，而且要求范材要有较好的保温性能，象石范或铜范这样的材料，保温性能差而使铜液凝固速度过快，甚至来不及充满范腔即已凝固，因此，石范或铜范不适宜浇注空首布这样薄的铸件。从对21枚空首布所作的化学成分分析得知，铅的平均含量达30%【4】，尽管含铅量较高，但毕竟空首布很薄，所以，只能采用保温性能较好的陶范铸造，石范及铜范是无法铸出空首布这类几何形状的钱币的，只适宜浇铸径间较厚的铸件。关于空首布的具体铸造方法，我们将有专题模拟实验研究报告刊出。西汉半两为什么采用石范铸造在山东、陕西、山西等地都出土了一些铸造过西汉半两的石范。西汉半两钱有薄有厚，薄的不足05厘米，可能会采用陶范铸造；厚的一般在2厘米左右，约为耸肩尖足空首布厚度的5倍。从对13枚秦半两钱所作的化学成分分析得知，其含铅量平均值为42%【5】，其中最低为01%，最高达 74%，如果将这种含铅的合金液体浇入陶质范腔，至少在浇铸后半个小时或更长的时间内，其液体不凝固或不能彻底凝固。我们曾于1996年作过模拟实验，采用陶范竖式浇铸，即双合范立式串铸，铜液含铅量为30%，浇铸1小时后，打开范腔，钱坯尚未彻底凝固，用小木棍一碰，液体就立即被挤压出来。这一模拟实验说明了一个问题，即陶范不适宜铸造含铅量高并体积较厚的铸件，原因是陶范具有较好的保温性能。同时，我们还认识到，用含铅量偏高的铜合金液体浇铸径间较厚的铸件时，不适宜采用陶范。2002年我们进行了石范铸钱模拟实验【6】，通过实验得知，用含铅量在20%以上的铜合金液体浇铸厚度 15-2厘米的铸件时，浇注到石范范腔中的合金液体凝固正常。这就从技术上说明了西汉初年至武帝统一铸钱以前，大多采用石范铸钱是十分合理的。 上林三官五铢为什么采用铜范铸造武帝以前的铸钱较杂，民间及郡国都能铸，其规模自然不能与国家铸币厂相比，民间大多采用简单易行的石范铸钱，郡国因财力及技术力量远胜于民间，则大多采用铜范铸钱。由于民间及郡国铸钱都为取利，因此，钱往往越铸越小。作为一个国家，要想统一币形，除颁布严格的法令以外，还必须从技术上做到形制的统一。石范工艺虽然易于操作，但石范毕竟用的是质地较软的滑石料，在铸钱过程中容易破损，如果大批量铸钱，就必须经常更新石范，钱的形制就难以统一。所以，只有采用经久耐用的铜范，才能铸造大批量的形制、质量一致的钱币。王莽及其以后为什么大多采用叠铸工艺铸钱所谓叠铸即叠式浇铸，是将用泥料在铜质模盒（范母）中压印出的子泥范层层相叠，然后用草拌泥包裹起来，共用一个主浇道进行浇铸的一种工艺。这种工艺较之传统的竖式陶范、石范及铜范铸钱而言，优点是不言而喻的，不但便于统一钱型、保证质量，而且大大提高了劳动力工效。在王莽之前的西汉初年，就已出现了叠式铸钱工艺，但比较原始，只是一层层同向叠压铸造光背的半两钱。出土资料表明，到王莽时期，叠铸技术已相当成熟，叠式铸造的规模史无前例。王莽时期钱币几次改制易形，如大布黄千、一刀平五千等这样的币形，己打破了秦以来的圆形方孔钱形制。虽然王莽也用铜范直接浇技术铸钱，但相比之下，陶范叠铸技术则更显示出其优越性。从大泉五十、货泉、大布黄千及小泉直一等71枚钱的化学成分看，其铅含量较低的平均值仅为07%【7】；若用这种铅含量的铜液在铜范上浇铸钱币，其成活率显然不及陶范高，加之陶范叠铸工艺的成本更低，所以，王莽时期的铸钱工艺从铜范直接浇铸逐渐过渡到陶范叠铸，应该说这是铸钱技术一次大的进步。 凡历史上大的举措，必有其社会背景，作为天下普遍用于流通的钱币，与其铸造有关的因素很多，其最为直接的因素在文献中也多有记载。1 《史记》中有关汉初社会经济状况的记载“汉兴，接秦之弊，丈夫从军旅，老弱转粮饷，作业剧而财匮，自天子不能具均驷，而将相或乘牛车，齐民无藏盖。于是为秦钱重难用，更令民铸钱。”“……至孝文时，荚钱益多，轻，乃更铸四铢钱，其文为‘半两’，令民纵得自铸钱。”由此可知，西汉初年，年轻男子大多去打仗，老弱者转运粮饷，连年战争用钱巨大，以至天子出行都难有四匹相同毛色的马拉车，而将相只能坐牛车。文帝推行“听民放铸”政策，很快出现如邓通大夫这样靠铸钱发家的官员。历史上的“文景之治”使社会经济得到迅速发展，其最主要的举措之一即是放手让百姓铸钱。汉代铜钱仍属重量货币，即钱的重量价值等于所用金属材料本身的重量价值，只是为方便流通而将其铸造成固定的形状，固定的大小，这就涉及到了铸造技术的问题。先秦钱币的品种各国不尽相同，从发现的铸钱遗址来看，一般都与大规模的铸铜遗址在一起。这一现象说明，先秦钱币是分散在各国的青铜器作坊中铸造的，各国都没有形成专业的铸钱作坊，其制模制范及铸造工艺也都是由铸制青铜器的工匠兼铸。由于铸造钱币比铸造青铜器简单，所以不存在技术方面的问题。西汉以后，天下一统，虽然货币体系继承秦制，但听民放铸。对于非专业铸工而言，采用石范铸钱，是最简单易行的，省去了传统陶范铸法中复杂的制模制范工艺过程。石范直接铸钱工艺，对于西汉初年那些没有从事过专业青铜范铸技术劳作的工匠而言，应是最为明智的选择。2《史记》中有关上林三官铸钱的记载“郡国多奸铸钱，钱多轻，而公卿请令京师铸钟官赤仄，一当五，赋官用非赤仄不得行。白金稍贱，民不宝用，县官以令禁之，无益。岁余，白金终废不行。是岁也，张汤死，而民不思。其后二岁，赤仄钱贱，民巧法用之，不便，又废。于是悉禁郡国无铸钱，专令上林三官铸。钱既多，而令天下非三官钱不得行，诸郡国所前铸钱皆废销之，输其铜三官。而民之铸钱益少，计其费不能相当，唯真工大奸乃盗为之【8】。”由上述记载可知，由于石范铸钱工艺的简单易行，使民间及郡国得以顺利铸钱。西汉初年，民间铸钱推动了社会经济的快速发展，但其弊端是因铸钱者太多，钱币的形制始终难以统一。为了最大限度地解决这一问题，武帝命上林三官统一铸造五铢。上林三官采用技术难度较大的铜范铸钱工艺，铸出了型制统一的五铢。由于上林三官五铢钱形规矩，技术要求及铸制成本皆高于石范铸钱，加上严厉的法令，所以，武帝以后民间盗铸钱得以有效控制。 战国及其以前铸器虽用过石范，但绝大多数铸器还是采用陶范，为什么西汉以后铸钱却大多使用石范？除上述因素外，还应考虑技术问题及社会背景。1 青铜时代结束以后，延续了数千年的青铜范铸技术仅由两种长期大量生产的铸件承袭，即铸钱与铸镜。铸钱、铸镜的范铸工艺及合金技术截然不同，各自按照自己的发展需要在不断地改进及革新【9】 。先秦的青铜器范铸技术，是在对夏代以来（约2000年）传统范铸技术的不断改进中一代代传承下来，中间从未出现过断层，但这种范铸技术随着战国晚期青铜时代的结束而逐渐断代。从出土的青铜器群可以看到一个现象，即凡有铸造纹饰的青铜器，绝大多数为战国及其以前的铸品，凡西汉以后的青铜器，则绝大多数无铸纹，这难道是西汉的郡王甚至帝王们不想铸制有铸纹的青铜器吗？我们认为肯定不是，西汉以后无铸纹青铜器出现的原因当不外乎以下几种；其一，周朝文化衰落，青铜纹饰是其代表；其二，鎏金、错金银等装饰工艺的普及；其三，受汉初尚简之风的影响，青铜范铸技术中的有些工艺在战国晚期至西汉初年的数10年内出现断层，这也是西汉以后再也造不出有精美铸纹青铜器的主要原因。2从出土的西汉青铜铸件看，我们完全有理由认为，西汉初期青铜范铸工匠己不具备春秋战国时期塑造纹饰的技能了。春秋战国时代的工匠，可以用一个很小的纹饰模，复印出许多纹饰范块，从而铸造出一个满身具有完全相同小纹饰的青铜器，而西汉却不能。虽然西汉初年的青铜镜背纹上尚有些地纹，但大多是整雕，再也没有战国青铜镜背纹那种由许多小块拼兑而成的地纹了。再往后至文景时期，整雕地纹也不复存在，出现了采用圆规技术设计的完全无地纹的一些镜种，如日光镜、昭明镜、草叶纹镜等。这说明西汉的青铜范铸工匠，已不再是春秋战国时代那种世代传承的奴隶式的技术工匠，而是只为适应市场经济而劳作的平民百姓。3近年来，由中国钱币博物馆牵头，与鄂州市博物馆、北京科技大学、中国科技大学等单位分别组成了几个课题组，对春秋空首布、西汉石范铸半两钱【10】、西汉早期原始叠铸、铜范铸钱、制作叠铸范模盒、六朝双面型腔叠铸工艺铸钱等六个方面问题分别进行了专题研究，并都进行了模拟实验。通过模拟实验，我们认识到，自春秋空首布至六朝的各种范铸法铸钱工艺的第一道模，几乎都是在石料上刻制而成的【11】。结语综上所述，我们认为，先秦时期各国钱形不同，其铸钱工艺也不相同。进入西汉以后，由于需要尽快恢复社会经济，国家实行开放的铸钱政策，允许民间铸钱，对于复杂的陶范工艺而言，采用石范工艺铸钱最易操作，所以，西汉初年民间大多采用石范铸钱。武帝时期，在收回铸币权的同时，由于统一采用铜范铸钱技术，国家才真正实现了铸币的统一。王莽以后，由于钱形更改及合金成分的改变，采用西汉初年发明的陶范叠铸工艺技术并将其改进，亦是最佳选择。从此，陶范叠铸铸钱技术一直被使用到发明砂型铸钱为止。过去曾有学者认为，西汉石范及铜范都不能铸钱。我们认为，石范及铜范能否铸钱不是问题，关键是西汉初年只有采用石范铸钱，才能使西汉初期的社会经济得以快速发展。而上林三官则必须采用铜范铸钱，才能实现国家货币的真正统一。王莽时期，叠铸工艺技术的广泛应用和不断改进，是科学技术的发展在当时铸钱业中的具体体现。王莽以后至六朝一直使用陶范叠铸工艺主要有两个原因，一是离先秦青铜时代的传统陶范技术越来越远；二是叠铸范所使用的金属模盒可在石祖范上直接铸成【12】，比传统陶范的制模制范工艺简单许多。所以，采用叠铸技术铸钱不但比传统陶范法串铸技术省工、省料、省时，而且所铸钱的质量好坏也容易控制。所以，王莽以后至砂型铸钱技术出现前，铸钱的主流工艺是陶范叠铸。 【1】王楚栋、董亚巍、王金华、周卫荣、李秀辉：《中国古代石范铸钱模拟试验研究》，《中国钱币》2003年1期第32页。【2】李迎华、董亚巍、周卫荣、王昌燧：《汉代铜范铸钱工艺及其模拟试验》，《中国钱币》2005年2期。【3】周卫荣、戴志强：《钱币学与冶铸史》第177页“齐刀铜范母与叠铸工艺”，中华书局 2002年10月。【4】周卫荣《中国古代钱币合金成分研究·先秦》第6页表2211-2尖足布的合金成分，中华书局2004年4月。【5】周卫荣：《中国古代钱币合金成分研究·秦汉》第30页表222-1秦半两的合金成分，中华书局2004年4月。【6】王金华、李秀辉、周卫荣：《西汉石范铸钱原因初探》，《中国钱币》2003年1期第25页。【7】周卫荣：《中国古代钱币合金成分研究·新莽钱》第40页表 222-4新莽钱的合金成分，中华书局2004年4月。【8】《史记·平淮书》，岳麓书社，1988年第1版1995年第10次印刷。【9】董亚巍：《论古代铜镜制模技术的三个历程》，《收藏家》2004年2期。【10】王金华、李秀辉、周卫荣：《西汉石范铸钱原因初探》，《中国钱币》2003年1期第25页。【11】西汉铜范铸钱课题组对汉代制作叠铸范用的铜质模盒进行了模拟实验，并于2004年12月 18日在鄂州通过了部级鉴定。课题组研究确认，这种铜质模盒亦是采用石料制作第一道工序，相关论文将陆续刊出。【12】叠铸范金属模盒研究课题组对汉代制作叠铸泥范用的金属模盒的制作进行了模拟实验，并于2004年12月18日在湖北鄂州市通过了部级鉴定，相关论文将陆续刊出。

金属材料是指由金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属、合金、金属间化合物和特种金属材料等。人类文明的发展和社会的进步同金属材料关系十分密切。继石器时代之后出现的铜器时代、铁器时代，均以金属材料的应用为其时代的显著标志。现代，种类繁多的金属材料已成为人类社会发展的重要物质基础。我们对金属材料的认识应从以下几方面开始：一、分类：金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。①黑色金属又称钢铁材料，包括含铁90％以上的工业纯铁，含碳 2％～4％的铸铁，含碳小于 2％的碳钢，以及各种用途的结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金、精密合金等。广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金。②有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金，通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等。有色合金的强度和硬度一般比纯金属高，并且电阻大、电阻温度系数小。③特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料。其中有通过快速冷凝工艺获得的非晶态金属材料，以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等；还有隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐磨、减振阻尼等特殊功能合金，以及金属基复合材料等。金属材料按生产成型工艺又分为铸造金属、变形金属 、喷射成形金属，以及粉末冶金材料。铸造金属通过铸造工艺成型，主要有铸钢、铸铁和铸造有色金属及合金。变形金属通过压力加工如锻造、轧制、冲压等成型，其化学成分与相应的铸造金属略有不同。喷射成形金属是通过喷射成形工艺制成具有一定形状和组织性能的零件和毛坯。金属材料的性能可分为工艺性能和使用性能两种。二、性能为更合理使用金属材料，充分发挥其作用，必须掌握各种金属材料制成的零、构件在正常工作情况下应具备的性能（使用性能）及其在冷热加工过程中材料应具备的性能（工艺性能）。材料的使用性能包括物理性能（如比重、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性等）、化学性能（耐用腐蚀性、抗氧化性），力学性能也叫机械性能。材料的工艺性能指材料适应冷、热加工方法的能力。三、生产工艺：金属材料生产，一般是先提取和冶炼金属 。有些金属需进一步精炼并调整到合适的成分，然后加工成各种规格和性能的产品。提炼金属，钢铁通常采用火法冶金工艺，即采用转炉、平炉、电弧炉、感应炉、冲天炉(炼铁)等进行冶炼和熔炼；有色金属兼用火法冶金和湿法冶金工艺 ；高纯金属以及要求特殊性能的金属还采用区域熔炼、真空熔炼和粉末冶金工艺。金属材料通过冶炼并调整成分后，经过铸造成型，或经铸造、粉末冶金成型工艺制成锭、坯，再经塑性加工制成各种形态和规格的产品。对有些金属制品，要求其有特定的内部组织和力学性能，还常采用热处理工艺 。常用的热处理工艺有淬火、正火、退火、时效处理（将淬火后的金属制件置于室温或较高温度下保温适当时间，以提高其强度和硬度）等。四、发展趋势：金属材料的发展已从纯金属、纯合金中摆脱出来。随着材料设计、工艺技术及使用性能试验的进步，传统的金属材料得到了迅速发展，新的高性能金属材料不断开发出来。如快速冷凝非晶和微晶材料、高比强和高比模的铝锂合金、有序金属间化合物及机械合金化合金、氧化物弥散强化合金、定向凝固柱晶和单晶合金等高温结构材料、金属基复合材料以及形状记忆合金、钕铁硼永磁合金、贮氢合金等新型功能金属材料，已分别在航空航天、能源、机电等各个领域获得了应用，并产生了巨大的经济效益。

做掀，锄头，砍刀…前景大好。金属型铸造能减少生产环境中铸造粉尘、铸造烟气、降低生产现场温度、以及改善生产环境铸造废物、减少公害等方面，是砂型铸造没有的优点。而且球铁金属型铸造生产在汽车行业等领域中，将在批量大、保安要求高的零部件生产上得到应用，推动我国汽车工业向着安全、可靠、耐久、轻量化方向发展。

铸造工艺论文选题背景及意义

（一）主题的写法[2]毕业论文只能有一个主题（不能是几块工作拼凑在一起），这个主题要具体到问题的基层（即此问题基本再也无法向更低的层次细分为子问题），而不是问题所属的领域，更不是问题所在的学科，换言之，研究的主题切忌过大。因为涉及的问题范围太广，很难在一本硕士学位论文中完全研究透彻。通常，硕士学位论文应针对某学科领域中的一个具体问题展开深入的研究，并得出有价值的研究结论。（二）题目的写法毕业论文题目应简明扼要地反映论文工作的主要内容，切忌笼统。由于别人要通过你论文题目中的关键词来检索你的论文，所以用语精确是非常重要的。论文题目应该是对研究对象的精确具体的描述，这种描述一般要在一定程度上体现研究结论，因此，我们的论文题目不仅应告诉读者这本论文研究了什么问题，更要告诉读者这个研究得出的结论。（三）摘要的写法毕业论文的摘要，是对论文研究内容的高度概括，其他人会根据摘要检索一篇硕士学位论文，因此摘要应包括：对问题及研究目的的描述、对使用的方法和研究过程进行的简要介绍、对研究结论的简要概括等内容。摘要应具有独立性、自明性，应是一篇完整的论文。（四）引言的写法一篇毕业论文的引言，大致包含如下几个部分：1、问题的提出;2、选题背景及意义;3、文献综述;4、研究方法;5、论文结构安排。问题的提出：讲清所研究的问题“是什么”选题背景及意义：讲清为什么选择这个题目来研究，即阐述该研究对学科发展的贡献、对国计民生的理论与现实意义等。文献综述：对本研究主题范围内的文献进行详尽的综合述评，“述”的同时一定要有“评”，指出现有研究成果的不足，讲出自己的改进思路。研究方法：讲清论文所使用的科学研究方法。论文结构安排：介绍本论文的写作结构安排。“第2章，第3章，……，结论前的一章”的写法是论文作者的研究内容，不能将他人研究成果不加区分地掺和进来。已经在引言的文献综述部分讲过的内容，这里不需要再重复。（五）结论的写法结论是对论文主要研究结果、论点的提炼与概括，应准确、简明，完整，有条理，使人看后就能全面了解论文的意义、目的和工作内容。主要阐述自己的创造性工作及所取得的研究成果在本学术领域中的地位、作用和意义。同时，要严格区分自己取得的成果与导师及他人的科研工作成果。

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将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里，经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件（零件或毛坯）的工艺过程。现代机械制造工业的基础工艺。铸造生产的毛坯成本低廉，对于形状复杂、特别是具有复杂内腔的零件，更能显示出它的经济性；同时它的适应性较广，且具有较好的综合机械性能。但铸造生产所需的材料（如金属、木材、燃料、造型材料等）和设备（如冶金炉、混砂机、造型机、造芯机、落砂机、抛丸机等）较多，且会产生粉尘、有害气体和噪声而污染环境。 铸造是人类掌握较早的一种金属热加工工艺，已有约6000年的历史。公元前3200年，美索不达米亚出现铜青蛙铸件。公元前13～前10世纪之间，中国已进入青铜铸件的全盛时期，工艺上已达到相当高的水平，如商代的重875千克的司母戊方鼎、战国的曾侯乙尊盘和西汉的透光镜等都是古代铸造的代表产品。早期的铸造受陶器的影响较大，铸件大多为农业生产、宗教、生活等方面的工具或用具，艺术色彩较浓。公元前513年，中国铸出了世界上最早见于文字记载的铸铁件——晋国铸鼎（约270千克重）。公元8世纪前后，欧洲开始生产铸铁件。18世纪的工业革命后，铸件进入为大工业服务的新时期。进入20世纪，铸造的发展速度很快，先后开发出球墨铸铁，可锻铸铁，超低碳不锈钢以及铝铜、铝硅、铝镁合金，钛基、镍基合金等铸造金属材料，并发明了对灰铸铁进行孕育处理的新工艺。50年代以后，出现了湿砂高压造型，化学硬化砂造型和造芯、负压造型以及其他特种铸造、抛丸清理等新工艺。 铸造种类很多，按造型方法习惯上分为：①普通砂型铸造，包括湿砂型、干砂型和化学硬化砂型3类。②特种铸造，按造型材料又可分为以天然矿产砂石为主要造型材料的特种铸造（如熔模铸造、泥型铸造、铸造车间壳型铸造、负压铸造、实型铸造、陶瓷型铸造等）和以金属为主要铸型材料的特种铸造（如金属型铸造、压力铸造、连续铸造、低压铸造、离心铸造等）两类。铸造工艺通常包括：①铸型（使液态金属成为固态铸件的容器）准备，铸型按所用材料可分为砂型、金属型、陶瓷型、泥型、石墨型等，按使用次数可分为一次性型、半永久型和永久型，铸型准备的优劣是影响铸件质量的主要因素；②铸造金属的熔化与浇注，铸造金属（铸造合金）主要有铸铁、铸钢和铸造有色合金；③铸件处理和检验，铸件处理包括清除型芯和铸件表面异物、切除浇冒口、铲磨毛刺和披缝等凸出物以及热处理、整形、防锈处理和粗加工等。

金属工艺学铸造论文选题背景

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金属材料是指由金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属、合金、金属间化合物和特种金属材料等。人类文明的发展和社会的进步同金属材料关系十分密切。继石器时代之后出现的铜器时代、铁器时代，均以金属材料的应用为其时代的显著标志。现代，种类繁多的金属材料已成为人类社会发展的重要物质基础。我们对金属材料的认识应从以下几方面开始：一、分类：金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。①黑色金属又称钢铁材料，包括含铁90％以上的工业纯铁，含碳 2％～4％的铸铁，含碳小于 2％的碳钢，以及各种用途的结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金、精密合金等。广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金。②有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金，通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等。有色合金的强度和硬度一般比纯金属高，并且电阻大、电阻温度系数小。③特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料。其中有通过快速冷凝工艺获得的非晶态金属材料，以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等；还有隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐磨、减振阻尼等特殊功能合金，以及金属基复合材料等。金属材料按生产成型工艺又分为铸造金属、变形金属 、喷射成形金属，以及粉末冶金材料。铸造金属通过铸造工艺成型，主要有铸钢、铸铁和铸造有色金属及合金。变形金属通过压力加工如锻造、轧制、冲压等成型，其化学成分与相应的铸造金属略有不同。喷射成形金属是通过喷射成形工艺制成具有一定形状和组织性能的零件和毛坯。金属材料的性能可分为工艺性能和使用性能两种。二、性能为更合理使用金属材料，充分发挥其作用，必须掌握各种金属材料制成的零、构件在正常工作情况下应具备的性能（使用性能）及其在冷热加工过程中材料应具备的性能（工艺性能）。材料的使用性能包括物理性能（如比重、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性等）、化学性能（耐用腐蚀性、抗氧化性），力学性能也叫机械性能。材料的工艺性能指材料适应冷、热加工方法的能力。三、生产工艺：金属材料生产，一般是先提取和冶炼金属 。有些金属需进一步精炼并调整到合适的成分，然后加工成各种规格和性能的产品。提炼金属，钢铁通常采用火法冶金工艺，即采用转炉、平炉、电弧炉、感应炉、冲天炉(炼铁)等进行冶炼和熔炼；有色金属兼用火法冶金和湿法冶金工艺 ；高纯金属以及要求特殊性能的金属还采用区域熔炼、真空熔炼和粉末冶金工艺。金属材料通过冶炼并调整成分后，经过铸造成型，或经铸造、粉末冶金成型工艺制成锭、坯，再经塑性加工制成各种形态和规格的产品。对有些金属制品，要求其有特定的内部组织和力学性能，还常采用热处理工艺 。常用的热处理工艺有淬火、正火、退火、时效处理（将淬火后的金属制件置于室温或较高温度下保温适当时间，以提高其强度和硬度）等。四、发展趋势：金属材料的发展已从纯金属、纯合金中摆脱出来。随着材料设计、工艺技术及使用性能试验的进步，传统的金属材料得到了迅速发展，新的高性能金属材料不断开发出来。如快速冷凝非晶和微晶材料、高比强和高比模的铝锂合金、有序金属间化合物及机械合金化合金、氧化物弥散强化合金、定向凝固柱晶和单晶合金等高温结构材料、金属基复合材料以及形状记忆合金、钕铁硼永磁合金、贮氢合金等新型功能金属材料，已分别在航空航天、能源、机电等各个领域获得了应用，并产生了巨大的经济效益。

电火花曲面展成加工的研究 来源：福建泉州华侨大学机电及自动化学院 作者：刘石安 【摘 要】研究数控电火花铣削加工工艺，探索大面积曲面铣削加工方法，加工路径直接由通用模具设计软件生成，电极损耗补偿按加工路径均匀递增补偿法计算。 【关键词】电火花加工；电火花铣削加工；电极补偿 -/tech_asp?keyno=83 电火花成形是模具型腔加工的主要方式，其加工质量关键之一是电极的制造，由于粗、中、精加工时的放电间隙不同，电极尺寸也应不同，因此需制作多个电极才能最终满足加工精度的要求。特别是型腔加工面积较大时，有时还必须使用分割电极加工法，依次完成型腔各个部分的加工。由此使电极制作成本增高。分割电极加工时，型腔表面还会产生接缝以及电极二次装夹重复定位精度问题，这些都会影响电火花成形加工的质量。 随着数控技术的发展，模具型腔加工有了新的工艺方法——数控电火花铣削加工，即用简单电极展成复杂型面。数控电火花铣削加工工艺的关键是加工路径的生成和电极损耗的补偿。对此国内外许多电加工学者做了大量深入细致的研究，如研究等损耗分层加工模型以及基于该模型建立加工路径生成的专用CAM软件，研究电极损耗精密检测技术、在线电极补偿等[1~4]。 数控电火花铣削工艺可进行修尖角加工、窄缝加工及侧面伺服加工等，但本文更关心的是空间直线伺服进给问题，研究的主要内容集中于空间曲线轨迹加工方向、空间曲面展成加工方向，探索型腔型面的数控电火花铣削加工工艺。 本文引用金属切削加工中心的工艺路线，应用通用的模具加工软件UG造型，生成加工路径，并将加工代码编译成具体机床的数控指令。在电极损耗补偿方面，只考虑Z轴方向的补偿，并提出沿电极加工路径、按轨迹路程均匀递增补偿电极损耗的方法。 1 数控电火花铣削加工工艺 加工中心的铣削加工工艺已很成熟，故将其引入数控电火花铣削加工工艺中。经过研究和实验，已证实轮廓加工、挖槽加工、沿曲面加工、修边、去残留等加工问题都能用数控电火花铣削加工方法解决，也就是说数控电火花铣削加工中的加工路径生成问题可以用通用模具加工软件解决。 值得注意的是电火花铣削加工并不等同金属切削加工，由于放电间隙和电极损耗的存在，会对型腔尺寸精度产生影响，因此在给数控电火花铣削加工编程时必须注意如下问题： (1) 加工余量。该参量的最小值要求大于放电间隙，超精加工时加工余量并不为零，且前一道工序要给后一道工序留下余量。 (2) 加工方式。在轮廓加工或挖槽加工时可以选择生成圆弧段程序。而在沿曲面加工时必须选择直线加工方式，包括切入切出程序，即程序段必须是空间微直线段，这也有利于电极损耗补偿计算。 (3) 加工精度。加工精度越高，弦线对空间曲线的逼近度越高，空间微直线段越多，程序越长。实际加工时，粗加工可以选择低一点的精度，以减少程序段数。 (4) 残余波峰高。该参量指刀具横向进给量，其值越小，加工曲面越光顺。该参量也可以用刀具直径的百分比表示。 (5) 电极尺寸。本文要求每次加工编程时输入电极直径的实测值，这样可让电极损耗补偿计算只须放在Z轴方向。 (6) 电参量和电极长度补偿。电参量的选择要参考加工余量，超精加工时要选择正极性加工方式，要用电子的能量去修平放电痕凸起。电极损耗补偿值依工艺经验而定，它与电参量、电极材料对及工作液等相关。电极损耗补偿值均匀插入每个微直线段端点上。 数控电火花铣削加工编程路线（图1）按上述6个方面要求设置参量，就可生成粗、中、精加工路径及机床数控指令。 加工余量、加工方式、精度、残余波峰高、实际电极尺寸 零件 毛坯 UG-NX 刀具路径补偿软件 电参数 刀具长度补偿值输入 电火花数控铣削加工程序 图1 数控电火花铣削加工编程路线 用模具软件UG设计了一空间曲面，上有“电火花”字样。为体现数控电火花铣削加工能力，将所有工序全部采用数控电火花铣削加工方案。粗加工用ф14mm电极，按挖槽采用分层加工，横向进刀为电极直径的80％；中精加工用ф8mm和ф4mm的端电极，按矢量、沿曲面方式加工，横向进刀分别为电极直径的8％和5％。图2为中精加工刀具路径。 电极ф8mm，E293 电极ф4mm，E250 （a）中加工 (b)中精加工 电极ф4mm，E250 电极ф4mm，E200 (c)中精加工 (d)精加工 图2 电火花中、精铣削加工刀具路径 在图2d中左下角有一块粉红色的残留区域（在曲面曲率较大凹处），该区域端刀无法深入，因此在精加工之后还需要再用ф4mm指状R刀电极进行最后的光整和去残留加工。 另外，在同一加工余量条件下，工艺上还要求生成反向刀具路径，进行反向铣削加工，消除前一道工序正向加工时因电极损耗而产生的阶梯波浪面，以提高表面形状精度。 2 电极损耗补偿对策 1 电极损耗的影响 在数控电火花铣削加工过程中，放电一般发生在电极端部前沿尖角处，电流密度较大，放电集中度高，存在着较严重的电极损耗现象。在加工的开始阶段，工件材料去除量较大；在加工的末尾阶段，工件材料去除量最小，因此实际加工面是一个“斜坡面”，如图3A表面所示。在A表面与B表面之间是本道工序的未加工区。显而易见，电极损耗影响加工精度。 电极补偿过量面C 无电极损耗理想加工面B 没有补偿的加工面A h1当前层厚度 h2下一层厚度 图3 电极损耗补偿控制参考面 2 电极损耗补偿的目的 一方面可控制每一层铣削加工的尺寸及形状精度，另一方面还可给下一层铣削加工减少加工余量累计负担。电极损耗补偿值的给定应按不过度补偿为原则，即其值应小于本层加工量与下一层加工余量之和。 3 电极损耗补偿计算的方法 沿曲面铣削加工时按直线方式生成加工路径，所有程序段都是空间微直线段，假设在加工路径相对较长的条件下，电极损耗沿路程均匀分布，其补偿值沿轨迹，按路程均匀递增补偿到每段空间直线终点上，那么电极损耗补偿值在第i程序段的值为： △i=(△/∑Lk)·(∑j=0→iLj) 式中：△i为第i程序段的电极损耗补偿值；△为当前层铣削加工电极损耗预估值；∑Lk为当前层总的加工路径长；∑j=0→iLj为电极在第i程序段已走过的加工路径长。 △值与电参数和加工路径长度有关，主要用于电火花中、精加工；超精加工时其值设为零。 △i值用于第i程序段的电极损耗Z轴方向的补偿值，是用离线补偿计算法得到的。 3 电火花曲面铣削加工工艺实验 工艺实验在RobForm30三轴数控电火花成形机上进行，用UG软件造型、生成加工路径文件，选用专家系统生成的加工余量和电参数，再经电极损耗补偿处理，生成数控电火花铣削加工程序代码。 表1 是实验选用的加工参数。在精加工中去除的工件材料厚016mm，而预估电极损耗△取值05～07mm（实验值），实际的加工路径总长约为00mm，如按理论计算，每100mm长得到10～16μm的补偿，18000条程序平均每条得到0025～0038μm的补偿，因此，如果按规格化计算，那么只有刀具加工很长一段距离之后，刀具电极才会作出实际意义上的补偿，真正作出实际意义上补偿的程序段比例很低。 表1 电火花铣削加工参 mm 加工类型 加工余量 电参数 电极补偿 粗加工 粗加工 中加工 中精加工 精加工 超精加工 800 E383 500 400 E373 250 200 E293 100 150 E250 075 134 E220 050～070 122 E200 0 注：电参数采用RobForm30电火花成形机规准。 粗加工时电极补偿视具体情况而定，首先选择补偿方式加工，补偿取值一般小于加工余量，如果电极损耗较大，电极端面圆角过大，此时应更换电极，Z轴重新对零位后，再进行加工。超精加工时只需生成正、反向加工刀具路径，来回打光打抛曲面。实验中还加入了轮廓加工、残余加工、修边，并考虑了加工精度设置、最大微直线段长度设置等内容。 电极制作部分是一个比较重要的环节，故自制了机上修磨装置，依据铣床刀具工具磨原理，设计有“电碰”定位基准，可精确定位，可修整电极圆柱面，也可修整电极端部球面。但由于铜电极在机械力作用下容易变形让刀，因此只成功修整了φ5～8mm指状棒电极。 图4是数控电火花铣削加工的实物照片，是一个面积约为100mm×70mm的曲面。 答案补充 也可以去百度去看看！