铝合金压力铸造技术现状探讨

铝合金压力铸造技术现状探讨

田野 ,周潇杰 ,韩雄

广东鸿图武汉压铸有限公司  湖北  430200

摘要：新时期下，随着我国技术水平的不断提升，铝的冶炼方法以及工艺也得到全面优化，为铝工业发展进程的推动提供很大助力。铝合金发挥的作用极大，尤其是在航空航天、交通运输等领域，因此世界各国对铝合金材料成形技术尤为关注，加大了压铸技术的推广和使用，所以我国在今后发展期间，应该深入分析铝合金压力铸造技术，结合当前技术的发展情况，科学对技术优化和改进。

关键词：铝合金压力铸造技术；现状；展望

随着汽车制造、机械制造业的不断发展，人们对于产品有着需求的同时，对产品的优质性也有了更高的要求。尤其是汽车行业，都在绞尽脑汁争取在激烈的竞争中脱颖而出，迎合国家节能减排的生态环保政策，为企业创造更高的经济效益。近年来汽车轻量化的提出让汽车制造业在节能减排大方向上有了新的突破，而提到轻量化，就不得不提及核心材料——铝合金。要想让铝合金在汽车轻量化发展中发挥更大的作用，铸造铝合金的技术就显得尤为重要。

1.铝合金及铸造铝合金

铝合金的密度低、强度高，与钢材质相比要有较强的可塑性和抗腐蚀性，且其自身的重量低，能够导电、导热，是机械制造中常用的一种有色金属材料。铸造铝合金则是利用铝合金材料通过一定的工艺手段来获取到各种形状的零件毛坯，铸造铝合金的优点在于可以通过铸造的工艺手段来提升铝合金的某一种或者多种性能。常见的铸造工艺有重力铸造、低压铸造以及高强度铸造铝合金与热处理技术。提升铝合金性能的目的在于能够让铸造铝合金更适应各机械所需的性能要求，更好地发挥效果。

2 铝合金压力铸造技术应用工艺现状简析

众所周知, 内部气孔与疏松是铝合金压力铸件最常见的缺陷, 其很大程度上限制了铝合金压力铸件的应用范围与使用效果。为了有效提升铸件的性能, 近年来国内外也采用了很多具有代表性的升级工艺。

2.1 真空压铸

真空压铸的主要方式在与通过将压铸型腔内的空气抽出, 在所形成的真空状态下促进金属液压铸成型。相比于传统的压铸技术, 真空压铸的技术特点也十分民明显, 首先便是有效减少或消除压铸件内部的气孔, 继而有效提升铸件的表面质量与整体性能。其次在真空压铸的过程中有效的降低了型腔的反压力, 这意味着可以应用于较大或是较薄铸件的铸造之中。

2.2 加氧压铸

所谓的加氧压铸实际上就是在充填型腔之前, 用氧气进行压室以及型腔的充填。在这个过程中, 氧气一方面可以通过排气槽有效排除, 另一方面压铸件内也也不易产生气孔。加氧压铸的特点也十分显著, 首先气孔的消除与减少持续提升了铸件的质量, 同时对于压铸件的作业温度有了很大程度的拓展。最后相比于真空铸造, 加氧铸造方式不仅结构更为简单, 且操作方便。

2.3 半固态压铸

所谓的半固态压铸实际上就是在液态金属呈凝固状态以前进行有效的搅拌, 在一定的冷却速率下获得更高的固体组分浆料。当下具体应用的有搅溶铸造法与流变铸造法, 在将近三十年的发展历程中, 半固态成型技术由于其独特的优势与广泛的应用前景饱受关注。首先在搅拌的过程中已经有大量的融化潜热消散, 所以这有效降低了浇注的温度同时减少了对于相关部件的热冲击。其次半固态金属粘度远高于液态金属, 其在内浇道处的流速较低, 所以在充填式能够有效的方式喷溅与湍流, 这也避免了过多空气的卷入。第三由于半固态金属的收缩较小, 所以铸件的质量也会相对提升。最后, 由于半固态金属在输送到压室的过程中呈现一种软固体的形态, 所以就操作而言也相对简便。

2.4 先进模式的液态高压铸造

为了提升高压铸件的质量, 同时也为了缩减模具制造的周期与成本, 运用CAE技术进行设计制造无疑也是十分理想的选择。由于高圧铸造中所需面对的压力较大且充型时间较短, 所以国际范围内对于很多层面的预算精度还有待提升。其中边界条件作为制约预测精度的关键所在, 加强边界条件的优化至关重要。通过对高圧铸造过程中的不同因素进行测定, 继而得到较为精准的CAE边界条件, 以此来优化模具结构以及铸造过程, 这便是更为先进的液态高压铸造工艺。国外的很多公司已经就该工艺的改造探索予以了高度的关注, 国内对于该技术的探索同样也有很长的路要走。

3铝合金压力铸造技术的展望

现阶段，虽然我国铝合金压力铸造技术的发展水平不断提高，但相比于国外所应用的先进技术，我国在技术方面还存在很多空白，技术水平亟待提升，很多难点没有彻底解决，诸如填充理论中流动形态的分析和实现等[4]。为确保铝合金压力铸造技术的应用价值能得到充分发挥，为我国制造业的可持续发展奠定良好基础，在今后发展期间，需要从以下几点展开研究：

3.1 加强对开发铝合金液态压铸专用传感器、探测器的利用

为保证铝合金压力铸造技术水平能整体提高，将技术的作用充分发挥出来，应该加强对高温铝液压力传感器等的使用，密切监控各项工艺参数，包括压射位移、压力等。针对压铸件的性能组织以及表面等必须加强检测力度，掌握内部的质量，了解是否能达到既定要求，明确含气量，确保各项检测的最终结果能符合技术使用标准，促进铸件质量的提升。为避免出现任何问题，还应该深入分析影响铸件质量的各类数据信息，理清工艺参数和压铸件质量之间的关系，加强对CAE技术等的运用，以便高压铸件质量和效果能整体提高。

3.2 加强对高新技术的应用

在铝合金压力铸造技术发展过程中，应该加强对先进技术手段的利用，诸如服控制技术，通过对该技术的合理使用，不仅可以让整个压铸过程实现标准化和规范化目标，还能提升压铸效率，对整个过程的精度实时管控，避免出现偏差。通过分析可知，压铸件的质量与压铸机压射性能的高低息息相关，若想提升质量，首先要控制好压铸机的压射

[5]。在压射控制过程中，精准编程压力曲线和冲头速度，但在具体操作环节，每一次压射都会出现与事先设定曲线不一致的情况，并且这种偏差存在较强的不可控性，因此采取何种方式方法对存在的偏差加以修正，及时修改压射期间的各项数据，让工艺要求得到满足，能够规定的时间内，将偏差控制在最合理的范围，还要加强重视，进行深入分析和研究，真正做到压射控制的实时性，同时对设计参数变化规律精准把握，让制造过程能始终处于稳定状态。

3.3 加强对高性能压力铸造模具设计技术的利用

在对模具设计过程中，如果所应用的方式方法不合理，不能结合具体要求展开设计，模具使用寿命便会降低，如果情况严重，甚至会影响生产效率，最终制约了产品成本及经济效益的提高。近年来，车辆及电机等产品在发展过程中，正在逐渐朝着轻量化的方向迈进，压铸模的比例更是随之提高。因此在这种背景下，压铸模使用年限及复杂程度必须达到既定要求。通过对压力铸造过程的深入研究，合理使用CAE技术，设计出的压力铸造模具有很高的精准性，模具的性能可以发挥到最大[6]。

4结语

铝合金压力铸造技术的发展对于整个行业乃至整个社会的发展均有着重要的意义，就现阶段相关技术的发展而言，铝合金压铸技术还有很多改进的环节。这需要广大从业者予以广泛的关注与积极的探索。本文所述内容以实践为基础，简要分析了铝合金压铸技术的发展现状和未来前景。旨在通过相关研究工作的开展，为铝合金压铸件的发展提供积极的参考。

参考文献：

[1]孙静.超高强铝合金铸造技术及装备控制系统的发展[J].南方金属,2010,(1).

[2]杨世德.中国铝加工行业发展战略研究与应用[D].重庆:重庆大学,2008.

[3]徐宝鑫.铸造铝合金技术的发展现状与展望[J].铸造，1992.

[4]梁宏伟.铸造铝合金技术的现状及未来发展[R].企业技术开发，2012.