鑄造行業(yè)作為一個(gè)古老的行業(yè)，在數(shù)千年人類發(fā)展過(guò)程中，曾經(jīng)為人類文明的發(fā)展與進(jìn)步作出了巨大貢獻(xiàn)。早在5000年前的殷商時(shí)代，可以鑄造飲酒用的杯，當(dāng)作樂(lè)器用編鐘，祭祀用的銅鼎，打仗用的武器等，被譽(yù)為世界奇跡。青銅器的鑄造就很發(fā)達(dá)，湖北隋縣出土的一套青銅全套64支，總重5噸多，其實(shí)磅礴，鑄造精美，紋路精細(xì)，敲擊時(shí)鏗鏘悅耳，深沉渾厚，樂(lè)音和諧，扣人心弦。到了漢代，生鐵鑄造就已成規(guī)模。各種農(nóng)業(yè)用工具，打仗用刀斧劍炮，裝飾用鐵人、鐵馬、方鼎，品種繁多?？脊虐l(fā)現(xiàn)，當(dāng)時(shí)可鍛鑄鐵在中國(guó)實(shí)用已經(jīng)很廣泛。而西方在公元1670年才發(fā)明歐法的白心可鍛鑄鐵。中國(guó)古代的鑄鐵生產(chǎn)技術(shù)要比歐洲早1000多年。

    進(jìn)入20世紀(jì)，鑄造的發(fā)展速度很快，其重要因素之一是產(chǎn)品技術(shù)的進(jìn)步，要求鑄件各種機(jī)械物理性能更好，同時(shí)仍具有良好的機(jī)械加工性能；另一個(gè)原因是機(jī)械工業(yè)本身和其他工業(yè)如化工、儀表等的發(fā)展，給鑄造業(yè)創(chuàng)造了有利的物質(zhì)條件。建國(guó)50多年來(lái)，我國(guó)的重力鑄造工業(yè)從無(wú)到有，重力鑄造生產(chǎn)有利相當(dāng)大的發(fā)展，隨著我國(guó)汽車、摩托車、家用電器、計(jì)算機(jī)等工業(yè)的發(fā)展，對(duì)重力鑄造件的需要量日益增加，以生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、精密、大型重力鑄造件的重力鑄造工業(yè)得到高速的增長(zhǎng)和發(fā)展。

    目前，我國(guó)鑄件年產(chǎn)量已超過(guò)3100萬(wàn)噸，居世界第一，是世界鑄造生產(chǎn)大國(guó)。由于鑄造業(yè)其產(chǎn)品質(zhì)量不一保證，廢品率較高，所以在我國(guó)改革開(kāi)放和經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展的不斷深入以及國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)更加激烈、嚴(yán)格的條件下，對(duì)鑄件生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)科學(xué)化控制，確保鑄件質(zhì)量，縮短試制周期，降低鑄件成本，增加競(jìng)爭(zhēng)能力，提高經(jīng)濟(jì)效益，加速產(chǎn)品更新和技術(shù)換代，對(duì)于促進(jìn)我國(guó)傳統(tǒng)工業(yè)的技術(shù)改造和國(guó)民經(jīng)濟(jì)向質(zhì)量效益型健康發(fā)展有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

    從60年代初凝固模擬技術(shù)首次被用來(lái)進(jìn)行溫度場(chǎng)研究開(kāi)始，經(jīng)過(guò)數(shù)十年的努力，鑄件充型凝固過(guò)程的計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)的發(fā)展已進(jìn)入了工程實(shí)用化階段，鑄造工藝設(shè)計(jì)和實(shí)施也正在逐步由經(jīng)驗(yàn)走向科學(xué)化。近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，鑄造工藝計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，鑄件凝固過(guò)程數(shù)值模擬等多項(xiàng)技術(shù)在鑄造生產(chǎn)工程中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。鑄造過(guò)程數(shù)值模擬技術(shù)在改造和提升傳統(tǒng)鑄造技術(shù)，降低產(chǎn)品成本，提高鑄造企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力等方面起到了不可替代的作用，其廣泛應(yīng)用必將為鑄造行業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

    鑄件充型凝固數(shù)值模擬系統(tǒng)主要包括前處理、充型計(jì)算、凝固計(jì)算和后處理幾個(gè)主要模塊。鑄件凝固過(guò)程模擬包括溫度場(chǎng)計(jì)算、縮孔縮松預(yù)測(cè)，被學(xué)者稱為鑄件凝固過(guò)程的宏觀模擬。目前，一般的溫度場(chǎng)模擬已經(jīng)本成熟，縮松、縮孔等缺陷預(yù)測(cè)也得到了深入研究。對(duì)于數(shù)值模擬軟件而言，縮松、縮孔的預(yù)測(cè)是凝固計(jì)算的主要目的之一，也是大多數(shù)凝固模擬軟件的主要功能之一，但是目前軟件的推廣以及應(yīng)用還并不完善。

    ADC12鋁硅合金因具有強(qiáng)度和耐腐蝕性能高，熱膨脹系數(shù)小，切削性能好及優(yōu)良的鑄造性能被廣泛應(yīng)用于汽車氣缸體、缸蓋、機(jī)車減震器、引擎齒輪箱、農(nóng)機(jī)齒輪箱等零部件。近年來(lái)，隨著汽車、摩托車工業(yè)的迅速發(fā)展，其主要用于小型汽車的制動(dòng)泵殼體及摩托車減震器殼體等形狀較復(fù)雜，強(qiáng)度、精度要求較高的批量生產(chǎn)的中小型零部件。

    縮孔是鋁合金鑄件常見(jiàn)缺陷之一，嚴(yán)重的縮孔缺陷往往造成鑄件的大量報(bào)廢。目前國(guó)內(nèi)的鋁鑄件生產(chǎn)廠家主要是通過(guò)質(zhì)量的檢測(cè)和工藝的改進(jìn)相結(jié)合的辦法來(lái)減輕或消除此類缺陷。產(chǎn)品的試制時(shí)間較長(zhǎng)，并造成了人力、物力的浪費(fèi)。計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)為預(yù)測(cè)鑄件缺陷，確保鑄件質(zhì)量提供了一種簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)的方法。對(duì)凝固過(guò)程的計(jì)算機(jī)模擬也成功的用于澆冒口的輔助設(shè)計(jì)，但大都偏重于鑄鋼、鑄鐵件的應(yīng)用，對(duì)鋁合金的應(yīng)用研究較少。80年代中期以來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的飛速發(fā)展，凝固過(guò)程數(shù)值模擬技術(shù)在鑄造過(guò)程中得到了廣泛的應(yīng)用。當(dāng)前，隨著模擬研究的不斷發(fā)展，模擬研究的重點(diǎn)已經(jīng)從早期的溫度場(chǎng)模擬和近幾年較受關(guān)注的流場(chǎng)模擬轉(zhuǎn)向了以下兩個(gè)方面：一個(gè)是向微觀組織模擬以及力學(xué)性能模擬等方面進(jìn)行深入的探討，尋求新的突破；另一個(gè)是在已有的溫度場(chǎng)、流場(chǎng)的模擬基礎(chǔ)上，針對(duì)特定的鑄造工藝，尤其是重力鑄造工藝參數(shù)較多。且對(duì)各項(xiàng)參數(shù)十分敏感的特種鑄造工藝，結(jié)合各種工藝因素進(jìn)行模擬，追求更加準(zhǔn)確的模擬結(jié)果，為工藝分析與優(yōu)化提供依據(jù)。對(duì)實(shí)際的鑄造生產(chǎn)而言，后者具有更加現(xiàn)實(shí)的意義。這意味著在未來(lái)的幾年里，凝固模擬將進(jìn)一步在各種新的鑄造工藝中應(yīng)用。國(guó)外許多鑄造模擬軟件已經(jīng)開(kāi)發(fā)出重力鑄造模塊，國(guó)內(nèi)在這方面的研究較少。

    在鋁合金重力鑄造生產(chǎn)中，重力鑄造件經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生一些縮孔、氣孔，產(chǎn)生這些問(wèn)題的因素很多，一是產(chǎn)品重力鑄造時(shí)模具表面殘留水份，和鋁液接觸時(shí)，產(chǎn)生氣體，進(jìn)入產(chǎn)品內(nèi)部；二是重力鑄造件使用的鋁合金除渣、除氣不夠；三是重力鑄造用的鋁液溫度沒(méi)有掌控好；四是模具上存在一些問(wèn)題。目前，對(duì)鋁鑄件滲漏的研究主要集中于以下方面：

1、利用數(shù)學(xué)的方法分析縮松、縮孔形成的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)因素，建立數(shù)學(xué)模型，使用計(jì)算機(jī)模擬鑄件凝固過(guò)程，確定鑄件中縮孔縮松形成的部位，然后進(jìn)行分析并改變模型中的工藝參數(shù)以達(dá)到消除或減輕縮松目的，最終用于指導(dǎo)鋁合金鑄件的生產(chǎn)。

2、依據(jù)凝固過(guò)程的特性，在生產(chǎn)實(shí)踐中通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，探索縮孔、縮松形成的原因和機(jī)理，針對(duì)成因改進(jìn)工藝消除或減輕縮松、縮孔，以達(dá)到防治滲漏的目的。