近净形铸造是近净形高品质流变铸造系列技术。是以非牛顿流变学和凝固理论为基础,以凝固行为和流变行为的有效控制为技术核心,以实现无缺陷,高可靠性,近净形,高性能,长寿命产品生产为目的绿色铸造新技术。

简介

近净形铸造是根据合金熔体具有的良好流变性能进行成形，使用永久型，彻底摆脱了"翻砂"，减小了环境负荷;在压力作用下充型，凝固和补缩，取消了传统铸造中的冒口，使工艺出品率显著提高;利用流变与凝固的耦合控制技术，实现细晶均质化铸造，产品性能与锻件相当;从熔炼到铸件成形的短流程机械化作业，使能耗和排放显著降低，绿色度高.

该系列技术吸纳了传统锻造技术的高品质优势和传统铸造技术的广泛适应性优势，可以解决锻造技术对设备吨位要求高和受零件结构复杂性限制的问题，还可以解决传统铸造技术所得产品质量均匀性，稳定性和安全可靠性低的问题.

该系列技术代表了材料成形技术的发展方向，国内外都已经获得工业应用.用于接触网零件生产，取代现有的精密铸造方法，不仅使材料利用率提高到75-85%以上，而且因组织细密，屈服强度提高一倍以上.用于煤矿支护设备液压阀体，使材料利用率由圆钢车制时的48%提高到82%以上，性能达到了与轧制圆钢车制相当的程度.用于车辆零件(轴箱体，钩舌，测速齿轮等)生产，有效解决了缩孔，缩松等难以解决的缺陷，使产品可靠性大幅度提高.用于高锰钢，高铬铸铁等抗磨材料成形生产，使产品抵抗异常破坏的能力大幅度提高，而成本与砂型铸造相当。

研究现状

近30年来，精密成形技术在国外以很快的速度发展。大量优质、高效、少无切削的新型成形与改性技术得到发展，并在工业中获得广泛应用，如气化模铸造、树脂自硬砂组芯造型等近净形铸造技术；超塑成形、精密热锻、精密冷温成形等精密塑性成形技术；气体保护焊、激光焊、真空电子束焊等精密连接技术。为了加快产品设计，近10年来发展了快速原型/零件制造技术，它打破了材料“去除”的成形原理，采用“累积”成形。目前已开始用于不同领域，并获得了巨大的经济效益。

为了提高制造成形的质量，特别是在大型零件制造中，减少实验工作量以实现一次制造成功，工艺模拟技术获得了飞速发展，首先在铸造领域进入了商品化阶段，在焊接、锻压、热处理方面也取得了很大成绩。

为了改善人类生存环境，绿色制造成形也在不断发展，人们力求在制造成形过程中，最大限度地减少对环境的污染。为了日益扩大人类活动范围，各种水下切割与连接，以及表面改性技术获得发展与应用，已可在水下200米深处进行操作。随着航空、航天事业的发展，在空间进行连接与改性已有必要，这方面也取得突破性进展。

发展趋势

1、成形精度向净成形的方向发展

当前精密成形技术已在较大程度上实现了近净成形，即制造接近零件形状的工件毛坯，较传统成形技术减少了后工序的切削量，减少了材料、能源的消耗。发展趋势是实现净成形，即直接制成符合形状要求的工件。据国际机械加工技术协会预测，21世纪初，塑性成形与磨削相结合，将取代大部分中小零件的切削加工。

2、成形工艺向新型加工方法以及复合工艺方向发展

激光、电子束、离子束、等离子体等多种新能源及能源载体的引入，形成多种新型成形与改性技术，一些特殊材料(如超硬材料、复合材料、陶瓷等)的应用造就了一批新型复合工艺的诞生，如超塑成形/扩散连接技术。

3、成形装备沿着“单机自动化--流水线自动化--柔性、集成系统”方向发展

由于激烈的市场竞争，生产方式将由大批量单品种转向多品种变批量，为快速响应市场又要求成形的高速度，各类传感器技术、计算机技术、信息和控制技术的发展支撑着精密成形装备从单机到系统的自动化、柔性化、集成化。

4、成形质量控制朝过程智能化方向发展

质量控制是为了保证优化的工艺，提高产品质量，保证稳定不变的工艺条件得到分散度极小的均一的产品质量。为此，在生产过程自动化、工艺参数在线控制、生产工艺因素对工艺效果影响的模拟基础上，实现控制过程智能化，并实现上述目标，是当前的主要方向。

5、工艺模拟及优化技术获得飞速发展，工艺由“技艺”向“工程科学”方向发展

精密成形技术的一个重要发展趋势是工艺设计由经验判断走向定量分析，应用数值模拟于铸造、锻压、焊接、热处理等工艺设计中，并与物理模拟和专家系统结合，来确定工艺参数、优化工艺方案、预测加工过程中可能产生的缺陷及采取有效防止措施、控制和保证加工工件的质量。

代表性的技术有虚拟铸造技术，虚拟锻压技术，焊接、热处理工艺过程模拟及质量预测、组织性能预测，成形工艺-模具-产品CAD/CAM一体化技术。

应用范围

本项目技术是一种通用性很强的材料成形技术，在汽车零件，军工航天零件，机车车辆零件，抗磨零件，电力配件等各种重要零件生产领域具有广阔的市场化前景.

汽车和轨道交通领域的机车车辆零件正在向轻量化，绿色化方向发展.轻量化和绿色化的关键途径之一是提高材料性能水平.本项目提供的流变成形系列技术可以为此提供技术支撑.

军工产品和载运工具零件的高安全可靠性和高复杂性对材料成形技术提出了严峻挑战，现有传统铸锻技术难以满足要求，本项目技术可以发挥其优势，为军工，航天等重要领域提供高品质近净形零件.

抗磨材料及其产品的国内外需求都很大，目前的生产方法主要是铸造.而传统铸造产品组织性能的不均匀性和高缺陷率使抗磨产品经常出现早期异常破坏，造成严重的材料浪费.本项目技术的高致密，均质化特点可以使这一问题得到根本的解决，推广应用前景看好.

金属基复合材料以铸造成形成本最低，但因复合材料的铸造工艺性能不好，铸造生产难度较大，应用受到限制.采用本项目技术可以方便地生产各种金属基颗粒增强复合材料及其零件，使其应用范围大幅度扩展。