铸造铝合金铸造工艺相关热点问题的探讨

铸造铝合金铸造工艺相关热点问题的探讨

陆有伟

广东省东莞电机有限公司 广东东莞 523000

摘要：随着社会经济不断的发展，我国铸造生产加工水平得到了极大的提升。在生产加工中，应当积极引入先进工艺技术，发挥其最大的优势，为铸件质量提供保障。在高强度铝合金生产过程中，提高对其的重视程度，规范铸造流程，是推动其发展的关键。下文中，将主要针对铸造铝合金铸造工艺相关热点问题进行深入分析，以此来提高生产加工水平。

关键词：铸造铝合金；铸造工艺；热点问题；探讨

前言

在铝合金铸造过程中，加大对铸造工艺的研究，明确操作要点。针对操作人员展开培训，强化其责任意识，对各种工艺技术加以利用，对提高铝合金铸造工艺加工水平有很大的帮助。对于铸造铝合金的研究包括，合金元素的作用、成分优化、合金熔炼等方面，开发新铸造方法满足现代化社会对其的需求，能够推动工业经济持续发展。

1. 铸造铝合金铸造工艺

1. 压力铸造

压力铸造是指在高压作用下，快速让铝合金液体充填型腔，通过施加压力，让铝合金液体变成凝固状，形成铸件。压力铸造生产具有一定的优势，生产出的铝合金具备良好的机械性能，致密性较好，强度与硬度都能够达到要求，能够在保证铸件尺寸的同时，保持表面光洁^[1]。压力铸造最大的问题在于，无法提高轮毂性能，主要是因为铝合金液体充型快，气体在型腔内得不到排出，会一直存在于铸件内，对铸件质量产生直接的影响。专家针对这一问题开始研究，并取得了新的研究成果，研发出了无气孔压力铸造工艺，能够有效解决这一问题。其中，充氧压力铸造法应用最为广泛，该方法结合了传统压力铸造法的优点并解决了存在的问题，可以改善铝合金轮毂机械性能，质量比较轻，大多在高级车辆中应用^[2]。

2. 低压铸造

低压铸造方法的原理是，将铝合金液体注入密闭性好的坩埚内，让液体保持在浇注温度，压缩空气入液体，与型腔之间形成压力差，坩埚液体受低压作用会上升，经过铸型浇口被压入模具，就能获得铝合金铸件^[3]。使用低压铸造方法取得的铝合金铸件平稳性好、成型好、致密性比较高有着较多的优势，是众多制造企业优先选用的技术工艺，比如丰田公司等著名企业。低压铸造方法在具备较多优点的同时，在实际应用中仍存在不足，例如：需要的资金投入量比较大、铸造时间长等，解决以上问题，有利于大范围推广该铸造技术^[4]。

3. 重力加压铸造

重力加压铸造是基于传统压力铸造与压力铸造研究出的新技术，是在重力作用下充型，金属液体凝固则是利用压力作用进行，该技术具备以上两种技术的优势，可以弥补铸造中存在的不足，在工业有着广阔的发展前景。重力加压铸造方法最大的特点在于：体积小、铝合金液体利用率高并且结构简单，从实践中可以看出，重力加压铸造方法，不仅能够降低铸件报废几率，还能提高成品率。因为浇注口位置，模具应力点会发生改变，模具的使用寿命会因此得到延长。轮毂在压力下会凝固，达到补缩的目的，力学性能也会大大提升，设备造价比较低，可以利用传统重力铸造设备解决，使用原有设备节约成本，而冷却风道能够调整铸件凝固顺序，避免出现缩孔等问题^[5]。

2. 铝合金铸造成形方法

1. 铝合金的砂型铸造

在铝合金铸件中，对表面尺寸精度要求比较高，小零件大多都是采用砂型铸造，尤其是复杂异形铸件。铝合金砂型铸造是以黏土砂型为主，黏土砂型状态分为三种，湿型是不烘干直接浇入，干砂型是整个烘干，表面烘干型是采用适当方法进行烘干。小型铸铁件生产大多都是采用湿型，生产周期比较短，可以节约成本，适合用于自动化生产。干型可以降低发气量，降低缺陷发生率，但是也存在着明显的缺陷，燃料耗量较大，无法进一步实现机械化。干型适合用于对质量要求比较高，并且结构复杂的铸件，表面烘干型是在二者之间，比较适用于大型铝合金铸件^[6]。

有机粘结剂型砂种类比较多，当前，都是使用合成树脂粘结砂，按照粘接剂硬化工艺以及温度能够分为两种。其中，模具内冷硬中的热壳法是采用覆膜砂，流动性以及存放性比较好，可以获得强度高、质量高的铸件。壳法工艺可以制造中空壳芯，以金属型为主，耗能比较大。

2. 铝合金的金属型铸造

金属型热容量相较于砂型比较大，有着较长的使用寿命，可以加快合金液凝固，减少缺陷发生。铸件表面会出现细晶组织，能够达到提高铸件质量的目的，这一铸造方法生产效率高，有着良好的生产条件。而金属型排气差，需要提前开模，为了防止会出现冷裂纹，铝合金金属型铸造一般都是选用底注式浇注，充型平稳可以挡渣，但是会形成氧化夹渣，该方式可以同时凝固，但无法按照顺序凝固。而顶注式浇筑可以按照顺序凝固，减少缩松、冷隔等缺陷发生，但是容易出现氧化、夹渣等现象，因此可以通过过滤、控制流速等方式来避免这种现象。

3. 铸造铝合金精炼技术的现状与发展

从铝合金铸造工艺应用现状可以了解到，在铝合金铸造中大多都是采用吸附法、非吸附法。吸附法是使用精炼剂进行吸附，清除铝合金溶液杂质，在达到净化目的后，可以减少气孔。非吸附法是利用物理作用以及化学作用达到净化目的，常用到的铸造铝合金吸附工艺有浮游法、过滤法等等，其中浮游法成本较低，在我国有着丰富的应用经验，存在的不足较为明显。在采用浮游法加工时，为了避免杂质形成，会降低温度，扩散运动会因此受到影响，该方法吸附有限，精炼效果会有所欠缺，加上通入气体会让其局限性明显，导致铝液精炼有限。

溶剂法是将碱金属作为溶剂，这一材料的成本比较低，应用比较广泛，在铝合金精炼加工有着重要作用，但是杂质去除能力不够，通过过滤法进行杂质去除，可以取得明显的效果，但是在除气这一方面还存在不足。非吸附精炼技术则是采用的最新技术，比如超声波处理技术、直流电、化学固氢处理等技术从而达到精炼效果，但是所需的成本较高，具有一定的复杂性，因此推广范围有限。

对于铝合金精炼工艺技术的特点，国外铝合金精炼加工有对其进行完善。例如：气体浮游法，是在这一技术原理上研究，所提出新的精炼技术，其中包括旋转喷头吹气精炼技术，是利用喷头喷射，喷射速度非常快，通过上浮作用吸附净化铝液。在国外还有提出过滤除气联合处理技术，适用范围广，能够促进精炼技术得到进一步的发展，有着良好的应用效果。我国应当提高对其的重视程度，借鉴国外应用经验，引进先进的工艺技术。

结语

根据上文可以得知，铝合金与其他金属比强度较高，在形成氧化膜后会具备抗腐蚀性。在铝合金发展过程中，开始逐渐代替钢材料，被广泛应用于各个领域，尤其是在汽车、航空等领域，有着良好的发展空间。铝合金铸造是一个复杂的过程，选择适合的铸造技术工艺是前提，能够为铸件质量提供保障，研究人员应当将重点放在对铸造技术工艺的研究上，确保铸件性能可以达到使用要求。

参考文献

[1] 高忠玉. 低压铸造铝合金轮毂的研究现状[J]. 热加工工艺, 2021, 50(9):6.

[2] 潘琦俊, 张星, 胡柏丽,等. 一种基于铸造铝合金的转向节总成:, CN112319607A[P]. 2021.

[3] 张明成, 杨宝银, 陈东亮. 一种防止铸造铝合金叶轮叶片部位浇注不足的蜡模:, CN210475411U[P]. 2020.

[4] 周俊, 刘旦, 安现军. 铸造铝合金流动性影响因素研究[J]. 科技经济导刊, 2020, v.28;No.708(10):229-229.

[5] 赵伟, 宗星星, 韩桂强,等. 环境湿度对低压铸造铝合金铸件质量影响的研究[J]. 铸造技术, 2021, 42(11):3.

[6] 朱大智. 铸造铝合金车轮水冷模具的研究[J]. 铸造, 2020, 69(8):5.