一、项目简介

铸造作为一种基础产业，在国民经济中有着重要的地位，其产品在汽车、电力、钢铁、造船等产业中广泛采用。铸态组织常出现成分偏析、晶粒粗大等缺陷，因此常对铸件进行适当的热处理以调整其组织，得到需要的性能。在相当长的一段时期内，人们对铸造和热处理过程的把握只能凭借经验，工艺的优化须经多次试错与分析，费时费力，且造成巨大的浪费。近年来，随着CAD/CAE技术应用的推广和普及，大大缩短了产品试制周期，降低生产成本并减少材料浪费。

本项目技术基于课题组自有铸造模拟软件ProCAST与热处理模拟软件Grantas的二次开发与应用，已积累丰富的铸造工艺与热处理工艺开发与优化经验。工艺开发基本流程如下：根据零件材质与结构特点，初步设计铸造（热处理）工艺；使用CAD软件建立零件三维模型；利用有限元模拟软件对初定工艺进行模拟；基于模拟结果优化工艺；根据模拟优化工艺制作试件试块，测试验证性能。目前，已完成大型泵壳铸造工艺优化、高速重载齿轮渗碳缓冷工艺优化、常用合金钢水空交替淬火工艺等相关项目。泵壳模拟得到的缩孔缺陷分布如图1，高速重载齿轮渗碳后表面碳浓度分布如图2。 

二、应用范围

铸造工艺与热处理工艺有限元模拟优化应用范围很广。铸造工艺模拟可用于钢和铁到铝基、钴基、铜基、镁基、镍基、钛基和锌基合金，以及非传统合金和聚合体钢、镁合金、铝合金等材质，砂型铸造、消失模铸造、高压铸造、低压铸造、重力铸造、倾斜浇铸、熔模铸造、壳型铸造等众多铸造方式，对铸造过程中温度场、流场、应力场的分布及变化可进行单独或耦合计算与分析。热处理可模拟正火、退火、淬火、回火、渗碳等工艺过程，获得工件温度、组织、硬度、变形、碳浓度等技术指标。

三、 知识产权情况

本团队拥有相关专利和核心技术。

相关专利：一种针对镁合金凝固组织模拟的捕捉和转换规则，发明专利：ZL 2011 1 0400271.2。

四、 规模与投资

本项目针对铸造及热处理工艺优化，结合数值模拟及相关试验测试，用户可根据不同需要选择进行。具体投资成本依据研发内容、企业发展定位和当地物价而定。 

五、 提供技术的程度和合作方式

本团队通过CAE软件与实验试制相结合的铸造（热处理）工艺开发方式，技术成熟度高，能够提高工艺开发速度，大大缩短产品研发周期，并降低研发成本。

本团队可提供整套铸造（热处理）工艺的开发，包括工件建模、工艺制定与优化、试制产品性能分析等，对有需求的单位可进行技术转让等合作。