一、铝合金压铸技术的特点
从20世纪60年代初全国民众团结一心冶炼钢铁开始，我国已经成为世界钢铁制造大国。随着时代的进步，汽车轻量化的推进，将钢铁作为原材料已经满足不了现代制造业发展的需要。据了解，我国大部分钢材企业都出现连年亏损的情况，很多大型国有企业也不例外，这充分表明新材料已经成为未来制造业的发展趋势。不可否认，钢有着硬度强不易变形，性能稳定，不易受外界环境的影响、成分稳定等优点，但正是因为这些优点也变成了限制它发展的缺点。随着铝的出现，在当今对外观和用途要求越来越高的时代，铝以其超强的可塑性被越来越多的制造业所使用。但由于铝刚性弱的特点，也给制造业带来了很多问题，想要一种具备铝的柔软性和钢的刚性相结合的优点的材料，铝合金这种合金材料应运而生，铝合金材料能够在高温环境下被加工，因此被各行各业所使用，如汽车、航空等领域；铝合金以其质量轻的优势被用在航天器材方面，比如我国已经建成的登月车，使用的大部分都是强度铝合金材料，这种铸造技术在生活中还有很多，也正因为它的性质，铝合金成为了汽车、航天等行业中替代不了的金属材料。
铝合金的优点：
1、铝合金的导热和导电性好，容易加工；
2、铝合金收缩性小，可作为填充材料使用；
3、铝合金密度小、强度大，其抗拉强度与密度之比为9：15，如论是高温还是低温条件，铝合金都能保持较好的力学性能；
4.铝合金具有较好的抗腐蚀和抗氧化性，大部分铝合金在有腐蚀性的环境中都能保持自身的稳定性。
缺点：
1、强度低，不耐磨；
2、由液体到固体整体收缩比较大，大约为6.6%；
3、整体线膨胀比比较高；
4、容易发生粘模，应该严控控制合金中的铁含量；
5、熔点低，高温作用下受到限制。
二、压铸铝合金的种类
1、Al-Mg 合金
Al-Mg铝合金的性能特点是：常温下有较好的力学性能和抗腐蚀性；铸造性能比较差，有很大的力学性能波动和壁厚效应；会因为使用时间的延长而降低合金的塑性，甚至导致压铸件开裂的现象；压铸件也容易产生应力腐蚀性开裂的状况。Al-Mg合金的优点和缺点同等重要，因此，在制造应用方面会有一定的限制。
2、Al-Zn 合金
Al-Zn铝合金压铸件在常温下放置一段时间后，会具有较高的力学性能，当锌的含量大于10%时，强度会明显提高。此合金的缺点是没有很好的抗蚀性，有应力腐蚀的倾向，高温压铸容易产生开裂。常用的Y401合金流动性好、容易填满型腔，缺点是容易形成气孔性大，合金中硅和铁含量不足时，易发生开裂。
3、Al-Si 合金
由于Al-Si铝合金的凝固温度间隔不大、合金中硅相的凝固潜热和比热容较大、线收缩系数小等特点，因此它在铸造性能方面比其他铝合金要好，其填充能力很好，也很少有热裂和缩松现象发生。Al-Si共晶体是合金中含有硅相数量最少的，质量分数只有10%左右，因此这种合金塑性共晶体比其他铝合金要好，唯一的硅相还能够通过方式来提升自身的塑性。试验证明：Al-Si共晶体在其结晶点周围温度仍保持不变的塑性，而其他铝合金确没有这种塑性。铸造合金结构中常要有一定数量的共晶体，使其铸造性能得到很好的保障；共晶体数量的增加会降低合金硅的力学性能，两者之间相互矛盾。但是由于Al-Si共晶体的塑性比较高，因此可以同时兼顾力学性能和铸造性能两方面的要求，所以Al-Si合金是当前各领域压铸铝合金中应用最广泛的。
三、铝合金压铸技术要求
力学性能、压铸件尺寸和表面质量共同构成铝合金压铸技术。
1、力学性能：铝合金压铸产品的力学性能应满足GB/T15115的标准。用压铸件本体进行力学检验时，指定部位抽取样品的力学性能应高于单铸试样的75%。
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2、压铸件尺寸：压铸件的形状规格和精度应满足铸件图样中的标准。铝合金压铸产品尺寸精确度应按GB6414标准执行，如果对尺寸和形状另有要求，需要在图样上标注出来。压铸件的铸造斜度不包含在尺寸公差标准范围内。压铸件在进行加工时，公差范围应符合GB/T11350的标准。
3、表面质量，压铸产品要求尺寸精度高，表面光滑度好；铸件表面粗糙度应满足GB6060.1标准。铸造出来的产品不能有裂纹、疏松、气泡等明显性缺陷，也不允许有磨损、凹陷、飞边和毛刺等缺陷。
四、铝合金压铸表面处理技术
铝合金压铸件表面处理分为前处理和后处理两种，前处理主要是把表面氧化皮、油污等清除掉，为后处理作准备并完善表面质量。铝合金压铸件表面处理中，前处理较常用的是物理处理法，即抛光和喷丸两种，后处理较常用的是化学处理，即氧化和电镀。
1、机械处理法
（1）抛光
用钢丝刷辊对铸件表面进行电动抛光，刷辊与铸件朝着相反的方向运动，在板带的高速旋转下去除表面氧化皮。除掉的氧化皮在封闭循环系统中用冷却水洗掉。
机械抛光是通过切削的方法对铸件表面的凸起位置进行打磨而达到平滑目的的抛光方法，常用的抛光工具有油石条、羊毛轮、砂纸等，抛光主要以人工操作为主，有些特殊零件的表面处理需要借助转台等辅助工具，对表面质量要求较高的铸件可以利用超精研抛的方法。超精研抛是用特制的磨具把铸件放入含有磨料的研抛液中通过高速运转进行加工的方法。利用该技术可以使铸件表面光滑度更高。
（2）喷丸
分为抛丸和喷砂：
用钢丸或砂粒对铸件表面进行打磨，打磨力度大，清理效果好。但对较薄的铸件采用抛丸方法，容易使铸件变形，铸件在钢丸的快速作用下对铸件表面进行冲击，极易造成铸件变形，由于Fe304和FE203塑性不高，破碎后不粘连，造成油膜与其材同时变形，因此对有油污的铸件，抛丸、喷砂无法将油污彻底清除掉。在现有表面处理工艺中，喷砂清理是效果最佳的清理方法。对表面质量要求较高的铸件宜使用喷砂清理的方法。但喷砂过程中会产生大量的矽尘，对操作工人的健康和环境带来严重影响。
2、化学方法
化学方法是利用电极反应，在铸件表面产生镀层。其中主要的方法是：
（1）电镀
在电解质溶液中，铸件为阴极，在外电流条件下，在铸件表面形成镀层的过程，称为电镀。镀层包括金属、合金或半导体等，如镀铜、镀镍等。
（2）氧化
在电解质溶液中，铸件为阳极，在外电流条件下，在铸件表面形成氧化膜层的过程，称为阳极氧化，铝合金表面的氧化膜属于三氧化二铝膜。
五、压铸铝合金技术的发展
在未来压铸技术的研究中，铝合金压铸技术的创新依然是压铸技术发展的重要方向。为了满足市场需求，需要对以下问题进行解决:(1)研发性能稳定、成分不易受影响的压铸合金材料;(2)改进新型压铸合金，使材料精密度和韧性得以提升；(3)对铸造过程中的污染问题加以重视，以绿色无污染为目标，研发绿色合金材料;(4)对压铸工艺造成的形状和尺寸偏差问题进行改造；(5)提高压铸行业的需求能力;(6)研究和开发智能化铸造系统;(7)对压铸铝合金汽车零部件技术进行改进。
综上所述，我们不仅要对铝合金压铸工艺的现状与发展趋势掌握清楚，还要了解铝合金压铸技术在制造业中的重要性，技术水平的高低直接影响我国国民工业和国防工业的发展。美国，日本等发达国家的铝合金制造水平已经到了非常成熟的阶段。很多制造商依然依赖外国进口材料，这严重制约了我国原材料制造业的进步，因此想要使我国的制造业水平得到明显提升，就要不断研究和创新，对铝合金的铸造方式进行探索改进，发展我国的制造业，在将来中国可以骄傲地站在世界制造业强国行列。
参考文献
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[4]魏伯康，严青松，禁启舟，叶锦瑞，徐海登.铝合金缸盖铸造缺陷分析及控制，2006.
论文作者:李方方
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第35期
论文发表时间:2019/4/19
标签：铝合金论文; 压铸论文; 铸件论文; 合金论文; 表面论文; 塑性论文; 制造业论文; 《建筑学研究前沿》2018年第35期论文;