摘要：作为一种重要的工业材料，铝合金的应用范围十分广泛。而就铝合金的铸造技术而言，随着近年来相关技术的成熟和发展，也取得了很大进展。本文以此为基础，就铝合金压力铸造的代表性工艺技术予以介绍，同时就今后铝合金压力铸造的发展方向予以展望。
关键词：铝合金；压力铸造技术；展望与分析
1、铸造铝合金的应用现状
在中国，压铸业的发展仍然是一个新兴产业。压铸件的产量在短时间内发生了翻天覆地的变化。压铸技术的不断进步和发展为铝合金的生产提供了先进的技术基础，特别是铝合金因其优异的性能而得到广泛应用。例如，发动机汽缸，车身等都是由铝合金压铸而成。市场需求的不断扩大，也促进了我国铸造铝合金行业发展迅速。[1]今天，随着国外先进压铸技术生产线的不断引进，中国铸造铝合金行业逐步实现了全自动化生产技术水平。然而，引进大量先进技术不仅耗费了中国巨额外汇，而且还使中国许多中小企业受到市场的影响。因此，如何改进自有品牌铝合金压铸技术，如何扭转被动发展态势，铝合金铸造技术，特别是铝合金材料成型技术的研究，作为关键技术展开了广泛的研究和探讨。铝工业的发展为铝合金技术的发展提供了充足的物质基础，汽车工业作为铝合金材料的主要消费市场，汽车技术的创新也促进了铝合金成形技术的发展。为此，研究铸造技术，提高技术含量，提供铸件附加值是铸造行业参与国际竞争的前提和保证。
2、开发铸造铝合金技术的特点
铸造铝合金工艺主要通过将铝合金浇注到压铸机压力室中，在高压下快速成型，并获得一定的铸造和韧性铸造方法来获得。例如，通过浇注液态铝合金或半固态铝合金以在高压和高速条件下快速形成和结晶来形成压力铸造方法，从而实现铸件的铸造过程。[2]其技术特点主要体现了以下几点：首先，生产效率相对较高，并且使用压铸技术可以在短时间内实现大批量快速生产的目标。其次，铸件的精度相对较高。铸件密集，塑性也很强，耐压性等指标远高于铸铁。第三，直接成型的铝合金铸件可直接应用于生产，消除了不必要的工艺操作。此外，镶嵌铸造材料的范围相对较宽，可根据不同需要制造具有特殊性能的铝合金铸件。同时，由于快速填充成型，在压铸过程中难以及时排出空气，导致铸件中残留。有气泡，如果气泡太大则影响其性能。
3.铝合金压铸技术应用现状分析
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。
3.1 真空压铸
通过真空环境产生的压力注入铝合金液体以形成目标组的固有形状。（1）可以压铸具有更高精度的装置，在炒作过程中有效的削弱了反压力带来的副作用。[3]允许通过压铸实现更大或更薄的部件；（2）可以提高铸件的稳定性，提高产品的质量，使其逐渐具有更大的耐压效果，从而可以打破传统铸件气孔设置过盛的弊端；（3）材料要求相对较低，在一定程度上降低了铸造投资成本。
3.2 加氧压铸
氧气型铸件采用氧气和铝合金液体制造，同时增加铸件的化学反应，减少铸件内孔的发生。更有利于铸件的密封性，技术要求比较高，但效益也非常可观（1）提高铸件的精度，铸件的质量有一个安全保证，可以使铸件的容量加倍，例如耐压和耐热，以及极高的耐久性；（2）资源的取用较为便捷，设定的铸件构成较为简易，满足成本要求低；（3）收缩性能好，通常用于高端设备。它已经有了一定的开发原型，并且通过对现有环境的分析，铝合金压力锻造技术的发展空间非常广阔，随着科研技术的应用。[4]铝合金压力技术也将偏向智能，在系列参数的显示控制中，它会更方便和简单。（1）将传感器控制原理应用于铝合金压铸件的开发，以准确测量铸件过程中元件的温度公差，抗压承受力，以及参数的智能变化，更准确的跟踪记录分析，如高温铝合金压力传感器涡流热传感器超声波形状分析仪接触式温度传感器 X射线晶粒检测器等，使用专业设备分析收集的图像数据，细粒度，并发现细节上有很大改进（2）使用压力铸造监测的 CAE技术，在压铸过程中对铝合金信号进行数字仿真，通过详细的数字仿真恢复信号数据，实现铸造过程的可视化过程。弥补压铸技术在应用过程中的不足，找到合适的突破口，制定科学合理的解决方案，排除多种认为因素的干扰，控制温度压力速率等制约性条件。（3）通过专业准确的分析，设计出更高效的铸造模具，为了改善铸件的生命周期，在一定程度上，在节省成本的同时，随着许多创新技术的应用，这也是技术创新的突破。铸件的设置必须更轻，更符合人们的审美意识和性能要求，其复杂性将被更高的技术所取代。实现高性能铸件的应用投入。
3.3 半固态压铸
所谓的半固态压铸实际上是在液态金属凝固之前的有效搅拌，并且在一定的冷却速率下获得更高的固体组分浆料。目前，有水坑铸造和流变铸造方法。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，半固态金属的粘度远高于液态金属的粘度，内流道的流速较低，填充型能有效地飞溅和湍流，避免了过多的空气滞留。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆[5]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。
3.4 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，边界条件是约束预测精度的关键，加强边界条件的优化具有重要意义。通过测量高粱铸造过程中的不同因素，可以获得更准确的CAE边界条件。为了优化模具结构和铸造工艺，这是一种更先进的液体高压铸造工艺。[6]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。
4、铝合金压铸技术的发展前景
4.1 加强专用传感器及探测器的研发
在铝合金液体压铸过程中，高性能传感器和探测器起着重要作用。例如，用于高温环境的涡流传感器，铝合金接触传感器，以及接触式温度传感器和 X射线管芯探测器的应用，在铝合金液体铸造过程中，可以精确地监控诸如喷射位移，压力和速度的过程参数。同时这些部件的应用还能实现就压铸件的性能进行实时的监测，继而为提升铸件质量提供支持。
4.2 加强高新技术的应用
高新技术的发展与应用是每一个领域发展的重要推动力，就铝合金液态铸造工艺的开展而言，高新技术特别是伺服控制技术的应用意义重大。它对提高压铸过程的控制精度有着至关重要的影响。众所周知，压铸件的质量取决于压铸件的注射性能。现代化压铸机在压射控制方面已经能够实现精准的编程，但是在压射过程中也会不可避免的产生一定的偏差。[7]这要求需就压射参数变化的规律予以掌握，同时加强对压铸机的伺服控制，只有如此才能保证压铸机始终处于一种最为合理的状态。
4.3 压力铸造过程中的CAE技术
亦如上文所示，CAE技术的应用前景十分广泛。在整个压铸过程中，可以通过检测与压铸过程相关的信号来进一步研究和模拟填充过程。这允许压铸过程的可视化，以及诸如注射速度，高速切换位置，模具温度和铸造温度等因素的实时和有效分析。这些分析结果对模具设计和生产过程控制具有重要的指导价值。
5、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]冯清梅.铝合金消失模铸造技术的研究及应用现状[C]//铸造学术年会.2013.
[2]刘国利.铝合金熔模铸造技术现状及发展[J].特种铸造及有色合金，2010，30（1）：72-74.
[3]吴玉娇。273 ～ 275．
[4]钱仁义。121 ～ 125．
[5]孙静.超高强铝合金铸造技南方金属，2010，（1）.[6]杨世德.中国铝加工行业发庆大学，2008.[7]詹远光.Al- Si系铸造高强度京：北京交通大学，2007.
参考文献：
[1]冯清梅.铝合金消失模铸造技术的研究及应用现状[C]//铸造学术年会.2013.
[2]刘国利.铝合金熔模铸造技术现状及发展[J].特种铸造及有色合金，2010，30（1）：72-74.
［3］吴浚郊． 轿车发动机铝合金缸体和缸盖的铸造技术［J］． 铸造技术，2014，23（5）：273 ～ 275．
［4］钱人一． 轿车发动机机体的轻量化技术［J］． 汽车工艺与材料，2016（6）：121 ～ 125．
[5]孙静.超高强铝合金铸造技南方金属，2010，（1）.
[6]杨世德.中国铝加工行业发庆大学，2008.
[7]詹远光.Al- Si 系铸造高强度京：北京交通大学，2007.
论文作者:尹炳坚
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/11
标签：铝合金论文; 铸件论文; 技术论文; 压铸论文; 压力论文; 过程中论文; 固态论文; 《基层建设》2019年第17期论文;