壓鑄技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與展望

1、    壓鑄技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與展望    王春寶摘 要：在近現(xiàn)代金屬材料的加工工藝中，壓力鑄造是一種發(fā)展較快且較為先進(jìn)的加工方法。其特殊的工藝技術(shù)被廣泛應(yīng)用在合金的成型鑄造上，本文介紹了壓鑄技術(shù)的特點(diǎn)，之后對(duì)了鑄造技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀做了詳細(xì)介紹。關(guān)鍵詞：壓鑄技術(shù);現(xiàn)狀;展望1 壓鑄技術(shù)概述壓鑄技術(shù)，也就是壓力鑄造技術(shù)，是一種近代金屬加工工藝。利用高速高壓將液態(tài)金屬或合金射入到模具的型腔里，再通過保壓、結(jié)晶直到材料凝固成型，所生產(chǎn)出來的成型產(chǎn)品極為機(jī)械制造業(yè)所需的成品或者半成品。壓力鑄造技術(shù)具有極高的生產(chǎn)效率、優(yōu)良的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)以及精準(zhǔn)的壓鑄尺寸，迅速成為了機(jī)械制造

2、業(yè)中的支撐技術(shù)，在零部件的生產(chǎn)中獲得了廣泛應(yīng)用和發(fā)展。如今，航空航天、汽車制造、電子產(chǎn)品、家用電器及儀器儀表等都離不開金屬零件，且越復(fù)雜的機(jī)械制造對(duì)零部件的精細(xì)要求就越高，這就直接對(duì)壓鑄技術(shù)提出了嚴(yán)格的要求，為了更好地適應(yīng)發(fā)展，必須不斷提高壓鑄技術(shù)，進(jìn)而提高壓鑄件的品質(zhì)和壽命。2 壓鑄技術(shù)的特點(diǎn)在對(duì)原材料實(shí)施壓鑄工作中，作用在材料上的壓力一般在20-200mpa，充型的初始速度是15-70m/s，而充型的時(shí)間僅為0.01-0.20s。在這種獨(dú)特的充型和凝固方式下，致使壓鑄技術(shù)有著自己獨(dú)特的特點(diǎn)：能夠達(dá)到零部件形狀復(fù)雜、輪廓清晰、薄壁等需求。一般的鑄件壁厚都是在1-6mm之間，而利用壓力鑄造的方

3、法，可以獲取到更薄壁厚的小型鑄件，也可以增加大鑄件的壁厚。在面對(duì)較為復(fù)雜的零部件，其他的鑄造方法都不能滿足部件要求的情況下，使用壓鑄技術(shù)可以做到精確、高效地生產(chǎn)。鑄件的精度高、尺寸穩(wěn)定、表面光潔且加工余量少。與其他鑄造工藝相比較，壓鑄技術(shù)生產(chǎn)下的鑄件能夠有更高的精度。壓鑄技術(shù)下生產(chǎn)的鑄件要比其他鑄造工藝所生產(chǎn)的鑄件擁有更為穩(wěn)定的尺寸，因?yàn)閴鸿T技術(shù)能夠利用模具將壓鑄材料按照要求的尺寸壓鑄成型，其生產(chǎn)出來的鑄件精度很高，且是用液體加壓凝固的方法，能夠讓鑄件的表面變得光潔。一般用壓鑄技術(shù)生產(chǎn)出的零部件，進(jìn)行少量的加工之后便可以直接裝配使用。所生產(chǎn)的鑄件有較強(qiáng)的耐磨性，組織緊密。原材料在高速高壓的情況

4、下進(jìn)行鑄造，液態(tài)金屬或合金在高壓的作用下凝固成型，所獲得的晶粒較小，讓組織更加緊密，能夠增強(qiáng)鑄件的強(qiáng)度。并且鑄件在激冷的作用下表面會(huì)生成0.3-0.5mm的硬化層，增強(qiáng)了鑄件的耐磨性。壓鑄技術(shù)能夠縮短生產(chǎn)周期。對(duì)材料進(jìn)行壓力鑄造，一次操作的時(shí)間約在5s3min，生產(chǎn)的周期較短，能夠適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械生產(chǎn)要求的批量生產(chǎn)。3 壓鑄技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀3.1 國外壓鑄技術(shù)的發(fā)展3.1.1 壓鑄機(jī)及其外圍設(shè)備在整體性能和控制水平上有了明顯提高就目前先進(jìn)的壓鑄機(jī)來說，大多都有著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和電液伺服控制技術(shù)，再加上新型的液壓元器件及傳感器等，能夠讓原材料在進(jìn)行壓鑄工作時(shí)，有全面實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)控制，及時(shí)反饋數(shù)據(jù)信息，對(duì)

5、工藝參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格的跟蹤檢測(cè)。這樣大大提高了壓鑄件的品質(zhì)監(jiān)控以及優(yōu)化了壓鑄工藝的技術(shù)水平，在保證鑄件符合要求的同時(shí)提高了鑄件的生產(chǎn)效率。3.1.2 計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)的應(yīng)用對(duì)金屬或者合金進(jìn)行的壓鑄的過程實(shí)際是一個(gè)復(fù)雜的流動(dòng)、傳熱和傳質(zhì)的過程。通過結(jié)合計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，利用csm、cip和fem法在壓鑄過程中對(duì)溫度場(chǎng)、凝固效果進(jìn)行解析，通過求解高精度的液體自由表面，顯示三維解析的效果，來對(duì)壓鑄中會(huì)出現(xiàn)缺陷的位置進(jìn)行預(yù)測(cè)，并及時(shí)尋找解決缺陷發(fā)生的辦法。再利用cae做模擬分析壓力場(chǎng)、熱應(yīng)力及壓縮周期等工作，來對(duì)最佳的壓射速度和壓鑄型熱循環(huán)的工藝參數(shù)提供預(yù)測(cè)效果。3.2 國內(nèi)壓鑄技術(shù)的發(fā)展3.2.1 壓鑄模的

6、設(shè)計(jì)和制造發(fā)展緩慢，生產(chǎn)效率低目前我國對(duì)于壓鑄模的設(shè)計(jì)制造還停留在經(jīng)驗(yàn)階段，即靠工作人員的以往經(jīng)驗(yàn)來對(duì)壓鑄模進(jìn)行設(shè)計(jì)制造。這樣一來，難以去嘗試新興技術(shù)，降低了壓鑄模在設(shè)計(jì)和制造上的發(fā)展速度。由于壓鑄模的發(fā)展緩慢，依靠國內(nèi)模具的使用，所生產(chǎn)出來的鑄件發(fā)生返修的情況會(huì)很多，進(jìn)而降低了生產(chǎn)效率。3.2.2 液壓系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)壓鑄機(jī)的自動(dòng)控制在國外已經(jīng)有先進(jìn)的自動(dòng)控制技術(shù)來對(duì)壓鑄機(jī)進(jìn)行監(jiān)測(cè)控制工作，然在我國，雖然有cad的輔助工作，但也僅僅停留在簡(jiǎn)單的應(yīng)用上，沒有充分地利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，致使壓鑄機(jī)的結(jié)構(gòu)性能沒有得到相應(yīng)的改進(jìn)與提升。4 壓鑄技術(shù)的發(fā)展方向4.1 發(fā)展和深化研究新的壓鑄工藝在壓鑄件生產(chǎn)過程中

7、都會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部氣孔和疏松的現(xiàn)象，那是由于在充型時(shí)型腔內(nèi)的氣體沒有完全排出。且在鑄件凝固收縮時(shí)也得不到補(bǔ)縮，會(huì)對(duì)壓鑄件的性能和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)生不利影響。為了克服這一難題，國內(nèi)也采用了一些新的鑄件工藝包括真空壓鑄，加氧壓鑄，精、速、密壓鑄，定向、抽氣、加氧壓鑄，半固態(tài)壓鑄等，都很好地解決了這一難題。4.2 深化壓鑄基礎(chǔ)工藝的研究為了提升壓鑄件的質(zhì)量，就應(yīng)該提高基礎(chǔ)工藝的水平。影響鑄件質(zhì)量的因素有很多，充型條件是最為主要的一方面，他會(huì)進(jìn)一步影響鑄件中的氣孔、尺寸精度及表面質(zhì)量等。4.3 發(fā)展計(jì)算機(jī)技術(shù)在壓鑄過程中的應(yīng)用壓鑄機(jī)壓射性能會(huì)對(duì)壓鑄件的質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響，現(xiàn)代化的壓鑄機(jī)在壓射控制方面對(duì)沖頭速度和壓力曲線能夠做到精確編程，但是在每一次壓射過程中都會(huì)產(chǎn)生一定的偏差，偏離原來的曲線設(shè)定，要嚴(yán)格地掌握壓射中參數(shù)變化的規(guī)律，減小在壓射過程中的誤差，必須研究計(jì)算機(jī)技術(shù)在壓鑄中的應(yīng)用。5 結(jié)語面對(duì)壓鑄件逐年需求增加的態(tài)勢(shì)，我國的壓鑄業(yè)面臨著豐厚的機(jī)遇和巨大的挑戰(zhàn)，只有不斷發(fā)展壓鑄技術(shù)，在壓鑄件的質(zhì)量、品種上進(jìn)行探索，利用好計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，縮小與國外先進(jìn)技術(shù)的差距，才能在機(jī)械制造業(yè)中搶占先機(jī)。參考文