金屬材料的擠壓鑄造成型技術(shù)極其中應(yīng)用

周博文 張騰飛

摘 要：隨著社會(huì)主義建設(shè)的不斷發(fā)展，實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)金屬材料成型過程的定性分析，也對(duì)人們以后的相關(guān)研究起到了重要作用。金屬材料的廣泛應(yīng)用不僅是單一成型工藝的研究。同時(shí)，對(duì)相關(guān)材料的后續(xù)加工也起到了重要作用。鑒于此，本文對(duì)金屬材料的擠壓鑄造成型技術(shù)極其中應(yīng)用進(jìn)行分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：金屬材料;擠壓鑄造;技術(shù)應(yīng)用

引言

無論哪種技術(shù)有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，它都要求科技人員順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展要求。目前，我國還不能完全自主開發(fā)制造注塑機(jī)來滿足行業(yè)需求，這在很大程度上限制了我國壓力制造技術(shù)的興起。因此，增加注塑設(shè)備和工藝自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)開發(fā)的投入，是提高我國注塑技能的有效途徑。

1擠壓鑄造成型技術(shù)概述

擠壓成型技術(shù)經(jīng)歷了近100年的發(fā)展，起源于20世紀(jì)30年代的前蘇聯(lián)，擠壓成型技術(shù)的出現(xiàn)比擠壓成型技術(shù)晚了大約一個(gè)世紀(jì)。我國壓鑄技術(shù)發(fā)展比較晚，發(fā)展歷程始于一些高校和科研機(jī)構(gòu)開始進(jìn)行的相關(guān)理論方面的研究，為研究鑄造技術(shù)的工藝參數(shù)和模具開發(fā)等方面，慢慢設(shè)計(jì)一些新產(chǎn)品。此后，我國開始了注塑技術(shù)的快速發(fā)展階段，特別是注塑技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，使我國的注塑技術(shù)有了質(zhì)的飛躍[1]。以前不能解決的金屬鑄件壁厚大的問題、形狀復(fù)雜的問題等得到很好的解決，大大拓寬了我國壓鑄技術(shù)的應(yīng)用范圍。目前，我國汽車工業(yè)發(fā)展趨勢良好，采用壓鑄技術(shù)可以生產(chǎn)出質(zhì)量較好的發(fā)動(dòng)機(jī)變速箱金屬零件，此外，汽車工業(yè)的發(fā)展也有助于壓鑄生產(chǎn)的進(jìn)步。

2實(shí)驗(yàn)原理

擠壓鑄造是將熔化的金屬或合金原料直接注入模具腔后，關(guān)閉模具，應(yīng)用靜壓使晶體凝固以獲得制造或毛坯的加工方法。熔化的金屬液體在凝固之前可以填充整個(gè)模具，因此通常難以填充的薄壁部分也可以完全填充，從而防止零件的表面連續(xù)性。但是，快速充填模具時(shí)，空氣難以排出，易于保持空氣，擠壓鑄件容易產(chǎn)生氣孔缺陷，因此通過在分割線上放置排氣口的措施，可以減少氣孔。填充液體或半固態(tài)金屬后，關(guān)閉模具并施加靜態(tài)壓力，直到鑄件凝固。然后使用推桿推動(dòng)模具型腔內(nèi)的所有工件。因?yàn)榭梢栽谝粋€(gè)模具中設(shè)置多個(gè)型腔，所以每次擠壓鑄造過程中可以同時(shí)準(zhǔn)備多個(gè)段。

3擠壓鑄造成形技術(shù)在金屬材料上的應(yīng)用

3.1鋁合金擠壓鑄造成形技術(shù)研究

典型的鋁合金壓鑄工藝包括汽車活塞壓鑄、汽車車輪壓鑄、高壓齒輪泵殼體壓鑄、管道尾部壓鑄等。活塞制造技術(shù)分為兩種。一種是鍛造法，另一種是鑄造法。兩種方法鑄造耐熱性能較好，疲勞強(qiáng)度高，僅更適合部分高效電機(jī)，但鍛造方法生產(chǎn)工藝復(fù)雜，需要重型設(shè)備配置，生產(chǎn)成本遠(yuǎn)高于鑄造方法。注塑活塞的出現(xiàn)很好地解決了上述問題。也就是說，不需要像鍛造方法那樣配置大型工藝設(shè)備，從而降低了投資。還避免了金屬鑄造或低壓鑄造的性能問題。擠壓成型方法提高了金屬利用率，節(jié)約了能源，改善了工作環(huán)境，縮短了活塞的制造周期。隨著擠壓鑄造鋁合金車輪YI技術(shù)的出現(xiàn)，逐漸取代了原有的鑄造方法，許多汽車零件制造商對(duì)擠壓鑄造鋁合金車輪采用了YI技術(shù)，并說：無序地形已經(jīng)成為一定的尺寸。擠壓鑄造鋁輪轂易于與其他生產(chǎn)方法相比較，一是工藝路線更加簡單，設(shè)備投資減少，生產(chǎn)率提高;其次，擠壓鑄造鋁合金輪轂質(zhì)量輕、耐久性強(qiáng)、市場偏好大，可能在市場競爭中占據(jù)更大的主導(dǎo)地位。

3.2鎂合金擠壓鑄造成型技術(shù)探究

鎂合金壓鑄技術(shù)正逐漸成為相關(guān)研究領(lǐng)域的關(guān)鍵內(nèi)容。與鎂合金壓鑄技術(shù)相比，鎂合金壓鑄技術(shù)具有更好的機(jī)械性能。擠壓鑄造鎂合金產(chǎn)品的綜合性能更高，消除了鑄造鎂合金產(chǎn)品的組織缺陷問題，為更高的性能要求和更復(fù)雜的模具零件提供了機(jī)會(huì)。但是，由于我國工藝水平有限，目前還沒有較為成熟的鎂合金壓鑄技術(shù)，在實(shí)際制造過程中出現(xiàn)了一些氣泡或裂紋的產(chǎn)品問題，機(jī)械性能也不夠穩(wěn)定。

3.3制動(dòng)盤擠壓鑄造

剎車盤（鼓）通常用于汽車和卡車，全國年需求量超過8000萬美元。研究了鋁復(fù)合制動(dòng)盤，由于與制動(dòng)盤匹配且成本過高，目前汽車制動(dòng)盤主要是HT250。為了達(dá)到穩(wěn)定良好的制動(dòng)效果，對(duì)制動(dòng)盤尺寸、化學(xué)成分、常規(guī)機(jī)械性能和振動(dòng)性能的要求越來越高。優(yōu)化砂紙澆鑄制動(dòng)盤的組成，調(diào)節(jié)石墨的形狀和組織，并保證性能等進(jìn)一步改進(jìn)的余地很小。砂紙澆鑄過程中的廢污染也很難克服，生產(chǎn)企業(yè)正在積極尋找替代方案。

結(jié)束語

擠壓鑄造，也稱為液態(tài)模鍛，是注塑和鍛造之間的近端模制技術(shù)，鍛造優(yōu)點(diǎn)，切口小或更小。擠壓鑄造是以熔融金屬或合金為原料，直接注入到打開的模具中后，立即關(guān)閉模具，使液態(tài)金屬足夠流動(dòng)以填充模具，并施加高壓以達(dá)到備件的外部形狀，從而降低溫度。此時(shí)，凝固的外部金屬產(chǎn)生塑性變形，內(nèi)部未固化的金屬承受相等的壓力，高壓凝固同步發(fā)生，得到工件或工件。由于高壓凝固和塑性變形同時(shí)存在，注塑結(jié)構(gòu)緊湊，沒有收縮孔和收縮等缺陷，機(jī)械性能高于注塑方法，接近或相當(dāng)單調(diào)的方法。擠壓鑄造工藝是一種無需冒口和最終清洗，液態(tài)金屬或合金利用率高，工藝簡化，經(jīng)濟(jì)高效，具有潛在應(yīng)用前景的新型金屬加工工藝。

參考文獻(xiàn)

[1]羅忠民，張堃，劉東雷，艾凡榮.擠壓鑄造法制備粉煤灰增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料及其磨損機(jī)理研究[J].功能材料，2019，50（07）：7163-7166+7171.

[2]左明偉，王鳳良，曼茂立，田輝.擠壓鑄造工藝對(duì)汽車活塞銷性能的影響分析[J].熱加工工藝，2018，47（09）：97-99+103.

[3]劉修忠，朱興元，王華君，彭春宇，桂千富，惠有科.涂料覆層對(duì)黑色金屬擠壓鑄造模具熱平衡溫度的影響[J].特種鑄造及有色合金，2018，38（03）：277-279.

[4]田晉忠，趙宇宏，張峰浩，李會(huì)軍.擠壓鑄造法對(duì)（Al_（63）Cu_（25）Fe_（12））p/ZL101復(fù)合材料性能的影響[J].2018，9（01）：78-83.

[5]閻佩雯，王寶健，胡磊，王冠乾，牛曉峰.基于近似因子分解法和SPH法的醫(yī)用擠壓鑄件充型模擬[J].特種鑄造及有色合金，2018，38（02）：169-172.

[6]袁松陽，張亮，吳國華，丁文江.7000系鋁合金及其復(fù)合材料擠壓鑄造研究進(jìn)展[J].特種鑄造及有色合金，2017，37（12）：1304-1310.