摘要：随着经济的发展，汽车行业的发展也快速向前，渐渐地，汽车行业的发展暴露出很多的问题，其中就包括汽车覆盖件模具铸造工艺的问题。本文主要介绍汽车覆盖件模具铸造工艺采用实型铸造技术，缩短了成型及加工周期，降低了加工成本，实现了快速铸造，节省了材料及生产成本，同时提高了国内车辆覆盖件铸造模具的制造水平。
关键词：汽车覆盖件模具；铸造；工艺改进
1 我国汽车覆盖件模具铸造工艺现状
汽车工业的发展为汽车模具业的发展提供了极大的市场机遇，据有关资料显示，在美国、日本等汽车制造业发达的国家，汽车模具在整个模具产业中占有50%左右的份额。而在我国，仅有三分之一左右的模具产品服务于汽车制造业。因此，汽车模具市场有相当大的发展空间，而汽车覆盖件模具是整个汽车模具的重要组成部分，也是技术最密集、加工难度最大的部分。
我国在汽车覆盖模具的设计、制造、加工等方面与国外都有一定的差距。铸造方面，随着汽车工业的飞速发展与工业技术的进步，用户对铸件的要求也越来越高，铸件的轻量化、薄壁化、强韧化己成为发展的必然趋势。当前，国内汽车覆盖件模具铸件的生产多采用FMC（Full Mould Casting）铸造毛坯，据统计我国采用实型铸造和消失模铸造工艺生产汽车覆盖件模具产量己经突破30万吨，并呈继续上升趋势。而实型铸造的主要生产工艺过程对环境的负面影响以及树脂成本较高的缺点也逐渐显现出来。干砂负压实型铸造工艺具有环境污染小、铸造成本低的特点，它能在解决实型铸造工艺所存在的问题的同时，进一步提高铸件质量。
2 汽车覆盖件模具铸造技术概述
覆盖件模具铸造技术的提高，将对提高铸件质量，发展新型铸件，提高近净加工水平有重要意义。覆盖件模具铸造技术的进步，将为汽车、电力、船舶、轨道交通、航空航天等国家支柱性产业提供更多精密、复杂、高质量的铸件，促进我国制造业整体水平的提升。
3 未来市场需求及产品
随着汽车、摩托车、航空航天等工业的高速发展，覆盖件模具铸造每年以超过25%以上的速度快速增长，覆盖件模具铸造技术有了很大的进步，但是以轿车铝合金发动机缸体为代表的大型、复杂压铸模具主要依靠进口。当前，正值我国汽车、摩托车工业进入高速增长期，产量连续多年大幅度增长，可以预测未来10-20年，我国覆盖件模具铸造的生产仍将获得主要来自汽车工业的强劲推力而高速增长。在节能减排的背景下，黑色金属重力铸造模具增量将放缓，而铝镁合金压铸模具、低压铸造模具和挤压铸造模具将大幅度增长。
4 汽车覆盖件模具的铸造工艺
4.1 实型铸造工艺
汽车覆盖件模具具有单件、小批量生产特点，多为中大型模具，有的单件模具毛坯重达数吨甚至十几吨。传统的铸造方法采用木质模样、粘土砂干型铸造工艺，不仅需要耗用大量的木材和工时，而且铸件的尺寸精度差、飞边毛刺多、粗糙笨重。实型铸造方法与之相比具有许多优点已成为汽车覆盖件冲模毛坯生产的主要方法。
实型铸造是采用了聚苯乙烯泡沫塑料作为一次性气化模样，在模样上先涂挂错英粉耐火涂料作为底层涂料，再涂挂高铝矾土耐火涂料作为衬层涂料的复合涂料层，采用映喃树脂砂（石英砂）造型的实型铸造工艺。该方法可获得表面光洁、尺寸精确、内部致密、无飞边毛刺的铸件。相对于传统砂型铸造，实型铸造采用了泡沫塑料模代替了木模，省去了起模、修型、合箱等操作，大大提高了生产效率、减轻了劳动强度。其流程主要包括模样制作、涂涂料、造型、浇注以及清理等几个阶段。
4.2 模具铸件泡沫模样的制作
模具铸件的尺寸精度的高低，外观质量的好坏在很大程度上都取决于泡沫模样的制作。所以要想获得外观质量好的优质模具铸件首先在泡沫模样的制作上就要严格加以控制。
4.2.1 泡沫板材的选择
泡沫板材的性能和质量的好坏对模具铸件的外观质量影响很大。选密度小的泡沫板材铸出来的铸件碳渣、皱皮缺陷较少但铸件表面粗糙度差，选密度大的泡沫板材铸出来的铸件表面粗糙度好但碳渣缺陷增多。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆针对这种情况，结合我们生产中的实践经验和一些理论上的介绍我们选择的泡沫板材是 19kg/m3的聚笨乙烯板材。泡沫板材的压缩强度为 80~90KPa，断裂弯曲负荷大于 40N，且要求泡沫珠粒细小，排列紧密，脱水充分。
4.3 模具铸件浇注系统的设计
根据模具铸件的结构特点和具体使用要求，结合生产中的实践经验，我们对于模具铸件常采用底雨淋式浇注系统。模具铸件的型面和要求重要的部位向下，非重要的底平面向上。
4.4 涂料
模具铸件一般都是中大型铸件，浇注时间较长，因而对涂料的耐火度要求较高。而涂料的质量和涂刷工艺对铸件的表面质量影响也很大，所以对模具铸件的涂料必须严格加以控制。生产中我们采用的是水基涂料，人工涂刷。一般总共要刷三次，涂料总厚度控制在 2~2.5mm。每次涂刷后都要进行烘干，烘干温度控制在 50~60℃。对于铸件上的一些小孔和狭窄部位我们常用干涂料填塞，以免出现粘砂缺陷。另外泡沫模样刷涂料和烘干时都要放在平直的支架上以免引起变形。
4.5 浇注工艺
4.5.1 浇注温度
浇注温度高有利于减少碳渣缺陷，但铸件又容易出现粘砂缺陷。浇注温度低铸件碳渣缺陷又比较严重。根据我公司的具体情况我们选择的浇注温度是 1350~1380℃。
4.5.2 浇注速度
浇注时遵循“一慢二快三稳”的原则。在浇注开始阶段采取先细流慢浇的方法，待浇注系统被金属液充满后再加大浇注速度，愈快愈好，但以浇口杯被金属液充满而不外溢为准，在浇注后期当金属液到达模样的顶部或冒口根部时，就应需略为收包，并保持金属液平稳地上升同时不让金属液冲出冒口。
5 实型铸造存在问题
5.1 环保问题
由于实型铸造采用塑料泡沫模样代替的木模，在浇注过程中泡沫燃烧会产生原本体积巧倍的废气，其中包含有大量苯、甲苯、乙苯、苯乙烯等有害废气。这些废气直接被排放在大气中，对环境污染严重。另外，浇注过程中，树脂燃烧也会产生部分有害气体，会影响操作人员的健康。
5.2 制作成本问题
国内有越来越多的汽车覆盖件模具制造厂，竞争日益激烈。而人工成本不断提高，树脂的价格也在不断提高。采用树脂自硬砂实型铸造面临着成本高，利润低的问题。如何降低成本成了目前不得不解决的问题。
5.3 制作工艺问题
目前实型铸造工艺在实际生产中由于泡沫燃烧产生的大量废气无法顺利排除会导致铸件产生气孔、缩松等缺陷，致使模具质量降低。严重时，甚至可能致使铸件报废。
结束语：
总而言之，在今后的生产实践中我们将在泡沫模样的分块或整体数控加工、减少加工余量、提高模具铸件表面质量和降低环境污染方面做出更多的努力和探索。从而使实型铸造汽车覆盖件模具铸件技术在我公司能得到更好的应用和发展。
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论文作者:王琳璟
论文发表刊物:《基层建设》2017年第19期
论文发表时间:2017/11/6
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