金属材料的挤压铸造成型技术及其应用

2019-11-28李家威

商品与质量 2019年45期

李家威

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1 挤压铸造成型技术概述

对于挤压成型技术来讲，其发展历程有一百多年，来源于上个世纪三十年代的前苏联，挤压铸造成型技术比压铸成型技术晚出现一个世纪左右。我国的挤压铸造成型技术发展比较晚，发展历程首先从一些高校与科研所展开相关理论方面的研究开始，对于铸造技术的工艺参数和模具等一边探索一边设计，慢慢设计一些新型产品。之后，我国开始步入挤压铸造成型技术快速发展阶段，尤其是间接铸造成型技术的开发和运用，使得我国的挤压铸造成型技术有了质的飞跃。此前不能解决的金属铸件壁厚大的问题、造型复杂的难题等都得到了良好的解决，极大拓展了我国挤压铸造成型技术的应用范围。当前，我国的汽车行业领域发展趋势良好，运用挤压铸造成型技术可以生产质量更好的发动机变速箱金属零件，且汽车行业的发展也推动挤压铸造业的进步[1]。

2 挤压铸造特点及实用范围

因为挤压铸造主要是使得液态金属在较大的机械压力下实现结晶，所以，其特点主要呈现以下：

（1）挤压铸造可以对铸件当中的气孔以及缩孔和缩松等缺陷消除，使得其产生局部塑性变形，确保铸件组织能够紧密。并且在压力下结晶，有着较为显著的细化晶粒，对凝固速度加快和确保组织均匀化的作用，所以，挤压铸件力学性能通常大于其他的普通铸件，可以达到相同种类合金的锻件水平，同时对锻件中所存在的各向异性问题不会存在。因此，挤压铸造是现阶段能够提供质量良好以及力学性能高的铸件加工生产工艺。

（2）挤压铸件其表面粗糙度低以及尺寸良好，其水平可以达到压铸件的水平。液态金属在高压下成型凝固，使得铸件和型腔壁可以紧密的贴合。

（3）挤压铸件在凝固当中，各个部分都是在压应力状态，这对于铸件实现补缩和避免裂缝产生非常有利。因此，挤压铸造自身的工艺适应性很强，采用的合金不会受到铸件性能好坏对其的影响，其不但可以生产性能良好的铸造合金，还可以对于一些性能较低的变形合金进行铸造[2]。

（4）可以很好的实现机械和自动化，将人员的劳动强度大大的降低，将车间劳动条件可以很好的改善。并且，挤压铸造一般不会产生浇冒口，毛坯的精度较高，铸造尺寸也准确，所以在金属采用生产制作中的利用率是非常的高，可将金属材料生产加工切削量减少。因此，这对于生产成本的降低以及生产效率的提升非常有利。和一些重力铸造比较，其可以将铸件的质量提升，降低废品率。

（5）挤压铸造主要就是采用压力进行补缩，工艺在实际的应用中会受到很大的影响。相对于一些薄壁零件和结构就较为复杂的零件，由于铸件的冷凝速度比较快，甚至没有加压就已经凝固，除此之外，直接挤压铸造一般无浇冒口系统，所浇筑的金属成型之后就是铸件。

3 其适用范围

（1）在材料种类方面适用性较广，可用于生产各种类型的合金，如铝合金、锌合金、铜合金、灰铸铁、球墨铸铁、碳钢、不锈钢等。

（2）对于一些复杂且性能上有一定要求的零件，采用挤压铸造合适。因为挤压铸造既能容易成形，又能保证产品性能的要求。

4 铝合金材料挤压铸造成型技术探究

在日常生活中较为常见的铝合金材料挤压铸造工艺包括汽车的活塞挤压铸造工艺、高压齿轮泵壳挤压铸造工艺和管钳柄挤压铸造工艺等。活塞铸造工艺有两种，一种是采用锻造工艺，另一种是采用铸造工艺。二者进行对比，锻造工艺抗疲劳强度更大，适合用于高性能的汽车发动机，但锻造工艺的生产程序较为复杂，需要运用到一些重型的设备，工艺成本也比铸造工艺高。挤压铸造工艺的出现化解了此问题，即不用像锻造工艺需要重型设备，有效降低了成本，也解决了金属铸造带来的性能问题。挤压铸造工艺提升了金属材料的使用率，节约了成本和能源，使得我国的劳动环境得到良好改善，减少了活塞制作周期[3]。挤压铸造铝合金轮毂工艺技术的出现，慢慢取代了以前的铸造工艺方法，许多汽车零件生产制造商引用了挤压铸造铝合金轮毂工艺技术，且逐渐形成了较大规模。挤压铸造铝合金轮毂工艺技术对比其他工艺技术有着许多优势：①其工艺技术生产线更为简洁，相应设备成本较低，零件生产效率提升；②挤压铸造铝合金轮毂工艺技术制造的零件产品质量更好，更为耐用，得到了市场的广泛青睐，在竞争中占有更大的主动权。

5 镁合金挤压铸造成型技术探究

镁合金挤压铸造成型技术渐渐成为相关研究领域的重点内容。和铸造镁合金技术对比，镁合金挤压铸造技术具有更佳的力学性能。挤压铸造生产的镁合金产品的综合性能更佳，解决了铸造镁合金产品的组织缺陷问题，为性能需求更高及形状更复杂零件产品带来了机会。但由于我国的工艺水平有限，当前还没较为成熟的挤压铸造镁合金工艺技术，在现实制造过程当中出现了一些气泡或者裂纹的产品问题，且出现力学性能不够稳定的问题。伴随着现代科技的快速发展，由镁合金打造的高端精密仪器设备已在许多发达国家有了广泛的运用。当前我国采用较多的还是传统的铸造工艺与金属铸造工艺，针对高端精密仪器设备成型技术明显能力不够。随着科技的进步和能源紧迫问题，镁合金势必会成为将来挤压铸造成型技术领域的关键原材料，着重开发和研究镁合金挤压铸造成型技术对我国的合金运用领域有着重大意义。