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摘要：铝合金材料相比于钢铁材料，由于其较好的比强度、比刚度、耐腐蚀性以及抗疲劳性能，在众多的行业中得到了广泛的应用，尤其是近年来铝合金熔模精密铸件的生产规模和产量都迅速增加，出现了一大批生产企业。就如现代航空航天工业中，飞行器制造所需要的构件在质量、强度、整体结构性能方面的要求较高，铝合金熔模精密铸件就被应用于其中，技术开发的利用得到了延伸和发展，本文就结合了生产实际对铝合金熔模精密铸件的技术及应用进行了深入的探讨。
关键词：铝合金；熔模铸造；精密铸造技术
熔模精密铸造主要是指将蜡做成相应的模型，并在蜡模型的外部涂抹具有耐火性质的粘土，随后对蜡模型进行烘干加热，直至火将蜡全部融化后，其蜡油全部流出，得到由耐火性质材料包裹的空壳。在此基础上，将所需要的金属材料融化后全部倒入耐火材料包裹的空壳中，并采取相应的手段使金属冷却，最后再将冷却后金属外部的耐火材料敲碎，由此得到材料内部的金属模型。现代社会中，采用铝合金熔模精密铸造技术，是将其广泛应用于机械设备制造中的重要手段。
1 铝合金熔模精密铸造技术
1.1 熔模制作技术
通过对铝合金熔模精密铸造技术的深入分析发现，在铝合金熔模精密铸造应用过程中，其精密铸造所选用的模型材料的性能、蜡模的质量等，均会影响最后铝合金表面形成的粗糙程度。究其原因，铝合金材料的物质性能体现为其密度较低、熔点较低，在相对干燥的空气中，该金属材料将会自动形成具有保护性能的氧化膜，无法通过对蜡模和铸造壁上的微小孔穴加以复制。因此在铝合金熔模精密铸造后，其表面相对不够平整。为了满足现代重工业对于薄壁、结构复杂的大型铸件的需求，因此当前技术研发部门一直致力于研究强度较高、不易收缩变形的性能较优的膜料，如水溶芯成型、液态模料高压注射成型等技术都得到了快速的开发应用和发展。在技术应用方面，对压蜡设备生产研发的不断精进，大型压蜡机的出现为大型熔模件的制造提供了条件，如美国 TEMPCRAFT 生产的 V-3002型压蜡机，最大合型力可达 3000kN。该技术已经普遍应用于机械设备零件的制作，如对熔模铸造技术中压蜡机熔模件的制造。
1.2 石膏熔模铸造技术
在铝合金熔模铸造技术分析过程中，本文认为石膏熔模铸造技术是该技术中比较常用的技术之一。石膏熔模铸造技术铸件过程中通常采用热模浇注，容易导致浇注出的铸件薄厚程度不统一。石膏熔模铸造技术应用过程中，应加强对该技术操作的规范性，明确石膏粉与水的混合标准，保证二者在真空环境下实现搅拌，以保证工艺质量的可靠性。石膏型熔模铸造技术优势在于其良好的复制性，因此可以应用于对尺寸精度要求高的铸件，但是对铸件表面粗糙度要求不能太高；石膏型熔模铸造应用的热模浇注，导热率不高，因此可以浇注出壁面厚度不均匀的薄壁精铸件，而不会出现缩孔此类现象，在铸造薄壁、结构复杂的大型铝合金精密铸件往往就会用到的是石膏型熔模铸造技术。石膏型熔模铸造技术具体操作有：按照石膏型混合料的水粉比标准，将规定的适量自来水和粉料置入容器中，在真空环境下进行搅拌，同时搅拌的水温，在向容器中加水的同时，加入其他液态附加剂如正辛醇溶入水中，通过这些工序充分保证工艺质量的可靠性。在对凝固的石膏型进行脱蜡前，先要将其放置足够时间，待石膏可以充分硬化。石膏型拔模后不必进行脱蜡，即可以焙烧，若石膏型中没有残蜡，在 250～400℃的温度下进行煅烧即可，可将自由水和结晶水充分除去。
1.3 陶瓷熔模铸造技术
陶瓷熔模铸造技术是相对高端的铸造技术。在铝合金熔模铸造技术应用过程中，铝合金具有密度和强度较低的特点。因此，铸件在脱蜡时，应注意对原有浇注系统的保留。此外，铝合金熔模铸件材料受密度和强度的影响，其热冲击力相对较弱。因此，在铸件过程中，应注意对温度和湿度的控制。在陶瓷熔模铸造技术使用过程中，保持温度和湿度的方法很多。通常，可以采用减少陶瓷壳里外包裹粘土的数量，通过提高撒砂粒密度的方式，实现对温度和湿度的保留。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆改进陶瓷型壳熔模铸造法工艺，可应用于制造结构复杂的中、小型铝合金熔模精铸件。由于铝合金熔模铸件具有壁薄、强度低的特点，铸后脱壳时要注意不能破坏浇注系统，并且铝合金材料在浇注时由于低温、低密度的特点产生的动、静压力和热冲击都较弱，所以，型壳就应当在湿强度、透气性以及高温强度等方面符合一定的标准，同时为保证型壳残留强度较低，可以应用的方法有：减少型壳的里外层次的数量，选择使用粘接强度大但粘度低的粘结剂。提高加固层的撒砂粒度。科学控制型壳焙烧温度，并添加乳胶等附加剂于制壳涂料中，以充分提升型壳的溃散性和透气性。
1.4 精密压铸技术
采用铝合金压铸件使汽车质量减轻,耗油量减少,排出废气减少；且压铸件具有降噪减振性能和铸造精度高等优点。我国的汽车工业近年来迅速发展壮大,对铝合金熔模压铸件的需求量迅猛提升,这大大促进了我国铝合金压铸件产业的发展。压铸铝合金按性能分为中低强度(如中国的Y102)和高强度(如中国的Y112)两种。 铝合金压铸力学性能较高,可压铸各种复杂、薄壁铸件,其铸件可以进行各种表面处理,特别具有良好的电镀性、并具有良好的常温使用性能。目前工业应用的压铸铝合金主要有以下几大系列: Al-Si-Cu、Al-Si-Mg、Al-Si、Al-Mg、Al-Zn等。压铸铝合金力学性能的提高往往伴随着铸造工艺性能的降低,压力铸造因其高压快速凝固的特点使这种矛盾在某些方面更加突出。在未来的推广应用中,我们要着力推广新型高强度、高耐磨性的压铸合金,研究可着色的压铸合金以及用于有特殊安全性要求的铸件等方面的新型压铸合金技术。
2 铝合金熔模精密铸造技术的发展趋势探究
随着社会经济文化的不断进步与发展，科学技术随之更新，铝合金熔模精密铸造技术日益成熟，并广泛应用到各行业的机械设备铸件中。近年来，城市化进程明显加快，现代工业对铝合金的使用频率显著提升，对铝合金铸件技术的要求日益提高。当前，不仅注重铝合金熔模精密铸造技术下尺寸的精确性、表面的平整性，同时也注重其内在的质量问题。为此，包括石膏熔模铸造技术和陶瓷熔模铸造技术在内的多种铝合金熔模精密铸造技术，逐渐在现有技术的基础上得到了创新式的研发。铸造新技术在尺寸精确性、表面质量和内部冶金质量方面得到了充分的发展，铸件表面粗糙度可以控制 Ra在 0.8～3.2μm 之间，因此在制造大型、薄壁、复杂铝合金铸件技术会不断取得进步。薄壁的大型铝合金精密铸件的壁厚要求小于2mm，且铸件外廓尺寸要求大于 500 mm，尺寸误差是 ±0.125 mm/25 mm，这些大型铝合金铸件在大型电子设备框架、壳体上得到了广泛应用。由于飞机等大型设备的结果设计越来越复杂，因此未来铝合金铸件将向形状复杂和结构复杂化方向发展，对于铝合金熔模铸件应用的工艺会有更高的要求。
在未来的发展趋势下，伴随着大型机械设备的设计复杂性，为了满足工业机械设备零件对铸造技术的要求，铝合金熔模精密铸造技术也将向形状和结构更复杂的方向发展。可见，在铝合金熔模铸造技术应用过程中，将提出对熔模铸造工艺更高的要求。
3 结语
就当前铝合金熔模精密铸造技术的发展现状而言，我国与工业发达国家相比，研究时间、研究水平均不同程度地呈现出落后趋势。通过对工业发达国家关于铝合金熔模精密铸造技术的相关研究，发现当前该技术已经逐渐应用于机械设备制造和应用领域方面，对社会经济的促进和发展意义重大。相关人员应积极研究铝合金熔模精密铸造技术及应用要点，要深入分析铝合金熔模精密铸造的相关技术，并将其合理的应用在机械设备中，以提升铝合金熔模精密铸造技术应用水平。
参考文献：
[1]沈伟杰.铝合金熔模精密铸造技术及应用[J].现代制造技术与装备,2016(12)
[2]苏景阳.试析熔模精密铸造技术在航空工业的应用及发展[J].黑龙江科技信息,2016(30)
[3]铸造铝合金的生产方法[J].铝加工,2016(06)
论文作者:梅永康
论文发表刊物:《电力设备》2018年第34期
论文发表时间:2019/5/17
标签：铝合金论文; 技术论文; 铸件论文; 精密铸造论文; 石膏论文; 压铸论文; 强度论文; 《电力设备》2018年第34期论文;