摘要：铸造铝合金有较强的可塑性和耐腐蚀性，被广泛应用于机械制造中，面对越来越多的需求，铸造铝合金要想实现高效、批量生产，必须提高其铸造的工艺技术。本文就铸造铝合金的现状，分析铸造铝合金技术的应用以及铸造铝合金未来的发展。
关键词：铸造铝合金；工艺技术；现状；发展
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.铸造铝合金及其技术的应用现状
铸造铝合金作为一种有色金属材料，在刚性、可塑性、强度都不亚于钢制材料的时候，又以其轻质量、高产量等优点被广泛应用在了航空航天、汽车制造等行业。拿汽车制造业来说，汽车的舒适性、操作性以及能源耗费量都是消费者选择一款汽车的衡量条件。在国家倡导节能减排的大环境下，汽车制造面临着突破和改变：一是改变内部结构，二是发展汽车轻量化。前者已经在汽车制造中几近完善，要想寻求更好的发展，必须走向汽车轻量化道路。铝合金作为轻量化材料，一直备受关注，如何能够让铝合金更好地应用在汽车制造乃至更多的机械制造行业，成为了技术工作者亘古不变的研究课题。
很多学者为了能够让铝合金更好地发挥效用，在铸造铝合金的熔炼、铸造工艺上做出了很多研究，像铝合金的净化、细化、纯化、变质、合金化等，这些先进的工艺技术在改善铝合金性能、铸造优质铝合金上发挥着巨大的作用。
近几年，随着工艺技术的不断改进和完善，对于铝合金材料的铸造研究发展迅猛，尤其是铸造铝基复合材料。在铸造Al-Si材料时，加入SiC颗粒，提高了合金的刚性和抗腐蚀性，随着铝基复合材料的铸造工艺相对成熟，铝基复合材料被应用于航空航天和汽车制造等领域，未来的发展前景广阔。这更推动了铝合金的不断向前发展，对于新型复合材料的研究是一个良好的开端。
尽管铸造铝合金具有广阔的发展空间和应用市场，但同样面临着严峻的挑战。现代工业的飞速发展让机械随时面临这被更迭的可能，人们对于器械使用的要求越来越高，器械的更多功能及其性能便需要靠不断提高铸造工艺来实现。如何让传统的铸造铝合金在发展中保持良好的进展，怎样开发研究新的合金来满足机械功能的需要，让铝合金发挥更大的效用，不断为机械制造业的发展增添力量，是我们需要持之以恒研究的重要课题。
3.铸造铝合金技术的工艺特点
在铝合金的铸造中，很容易产生气孔和疏松的问题，进而影响到铸造铝合金的性能发挥。所以，铸造铝合金最为关键的技术就是避免铸件内气孔和疏松问题的产生，为提高压铸铝合金性能而“不遗余力”。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆消除气孔和疏松问题可以采用以下几种方法：
3.1真空压铸法
顾名思义，真空压铸法就是利用抽真空的方式来实施压铸工作。这种方法需要利用特殊的设备，把压铸型空腔里面的空气排除，打造成一个真空的环境，然后再进行压铸成型。这样一来，没有了空气的影响，压铸件便能够避免气孔的产生，保证了压铸铝合金的力学性能。与此同时，排出空气形成真空环境还能够减少型腔里面产生的反作用力，可以让小机器能够在较小的比压下完成对较大或者较薄铸件的压铸工作。
3.2加氧压铸法
与真空压铸法不同，在特殊设备将空腔里面的空气排除后，向里面充入足够的氧气，这样一来，在铝液缓慢填充进铸腔时，氧气能够通过气孔向外排出，减小压铸件气孔形成的可能。另一方面，铝液在填充过程中能够与氧气发生反应，产生的氧化铝颗粒可以随着铝业的不断填充分散在铸件内部，大大加强铸件本身的强度。
与上述的真空压铸法相比较，采用加氧压铸法所铸造出来的铝合金通常要高10%的强度，且伸长率提高将近2倍。加氧压铸法的工艺简单，投入的成本较少，且能够在300℃的环境下正常工作，是目前比较先进的压铸工艺。
3.3半固态压铸法
半固态压铸法就是在铝合金材料凝固之前，通过适当的搅拌措施来让材料保持一半或者更多的固体成分，再进行压铸。利用半固态压铸法能够有效地避免在压铸过程中温度过高对压铸行腔有热冲击，进而提高模具的使用寿命。在浇铸的过程中，半固态的铝合金粘性要比纯液态的效果好，能够有效减小空气的进入，防止喷溅、气孔和疏松情况的发生，及时有效地提升了铝合金铸件的性能。
3.4液态高压压铸法
液态高压压铸法是一种比较先进的现代化压铸方法，它利用计算机自动化技术，采用CAE技术进行压铸工作。通过计算机进行辅助工作，能够大大缩短充型时间，提高生产效率。且在铝合金进行压铸工作时，利用高压压铸技术极易受到边界条件制约而影响到有效测定，利用CAE技术，能够通过对各种因素进行综合分析评定来提供精确的边界条件数据，对于实现高压压铸技术的提高有极大的帮助。
4.压铸铝合金技术的发展
近年来，压铸铝合金的相关技术在飞速发展，但仍然存在很多尚待研究的课题，未来铸造铝合金技术的发展，可以从以下几方面来实行：
4.1传感器与探测器
在对铝合金进行压铸工艺中，涉及到很多复杂的仪器，像涡流传感器，用来进行温度测量；压力传感器，用来进行压力测量；X射线晶粒探测器，用来对位移和速度进行测量。这些仪器工作运行可以帮助铝合金在压铸工作中对各种因素进行准确的测量分析，以保证压铸件的生产效率和质量。所以要对于传感器和探测器进行深入的研究，以保证测量分析的数据足够准确，才能让工艺技术有所改进，提升压铸件的性能。
4.2利用计算机进行辅助工作
计算机的不断发展让各机械制造业向自动化方向发展，压铸铝合金技术在提升的同时也要不断向计算机技术靠拢，从而在压铸工作中能够对各种因素进行准确分析，提供精确数据，避免因系统偏差造成资源浪费，同时提升压铸件的生产效率。
结语
就目前来看，铸造铝合金具有广阔的应用前景，在未来，机械制造业对于压铸铝合金的需求也会越来越多。尽管现在有着较为先进的压铸技术，但仍面临着严峻的挑战。机器制造业对于压铸零部件的性能要求逐步提高，对于生产的质量和技术把控也越发严格。只有不断研究压铸铝合金的工艺技术，才能让压铸铝合金工艺及铸件有更大的发展空间。
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论文作者:李秋旭
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第36期
论文发表时间:2018/6/11
标签：铝合金论文; 压铸论文; 技术论文; 气孔论文; 工艺论文; 性能论文; 铸件论文; 《建筑学研究前沿》2017年第36期论文;