金屬材料的擠壓鑄造成型技術(shù)及其應(yīng)用

李家威

中車齊齊哈爾車輛有限公司工藝技術(shù)部 黑龍江齊齊哈爾 161002

1 擠壓鑄造成型技術(shù)概述

對于擠壓成型技術(shù)來講，其發(fā)展歷程有一百多年，來源于上個世紀(jì)三十年代的前蘇聯(lián)，擠壓鑄造成型技術(shù)比壓鑄成型技術(shù)晚出現(xiàn)一個世紀(jì)左右。我國的擠壓鑄造成型技術(shù)發(fā)展比較晚，發(fā)展歷程首先從一些高校與科研所展開相關(guān)理論方面的研究開始，對于鑄造技術(shù)的工藝參數(shù)和模具等一邊探索一邊設(shè)計，慢慢設(shè)計一些新型產(chǎn)品。之后，我國開始步入擠壓鑄造成型技術(shù)快速發(fā)展階段，尤其是間接鑄造成型技術(shù)的開發(fā)和運用，使得我國的擠壓鑄造成型技術(shù)有了質(zhì)的飛躍。此前不能解決的金屬鑄件壁厚大的問題、造型復(fù)雜的難題等都得到了良好的解決，極大拓展了我國擠壓鑄造成型技術(shù)的應(yīng)用范圍。當(dāng)前，我國的汽車行業(yè)領(lǐng)域發(fā)展趨勢良好，運用擠壓鑄造成型技術(shù)可以生產(chǎn)質(zhì)量更好的發(fā)動機變速箱金屬零件，且汽車行業(yè)的發(fā)展也推動擠壓鑄造業(yè)的進步[1]。

2 擠壓鑄造特點及實用范圍

因為擠壓鑄造主要是使得液態(tài)金屬在較大的機械壓力下實現(xiàn)結(jié)晶，所以，其特點主要呈現(xiàn)以下：

（1）擠壓鑄造可以對鑄件當(dāng)中的氣孔以及縮孔和縮松等缺陷消除，使得其產(chǎn)生局部塑性變形，確保鑄件組織能夠緊密。并且在壓力下結(jié)晶，有著較為顯著的細化晶粒，對凝固速度加快和確保組織均勻化的作用，所以，擠壓鑄件力學(xué)性能通常大于其他的普通鑄件，可以達到相同種類合金的鍛件水平，同時對鍛件中所存在的各向異性問題不會存在。因此，擠壓鑄造是現(xiàn)階段能夠提供質(zhì)量良好以及力學(xué)性能高的鑄件加工生產(chǎn)工藝。

（2）擠壓鑄件其表面粗糙度低以及尺寸良好，其水平可以達到壓鑄件的水平。液態(tài)金屬在高壓下成型凝固，使得鑄件和型腔壁可以緊密的貼合。

（3）擠壓鑄件在凝固當(dāng)中，各個部分都是在壓應(yīng)力狀態(tài)，這對于鑄件實現(xiàn)補縮和避免裂縫產(chǎn)生非常有利。因此，擠壓鑄造自身的工藝適應(yīng)性很強，采用的合金不會受到鑄件性能好壞對其的影響，其不但可以生產(chǎn)性能良好的鑄造合金，還可以對于一些性能較低的變形合金進行鑄造[2]。

（4）可以很好的實現(xiàn)機械和自動化，將人員的勞動強度大大的降低，將車間勞動條件可以很好的改善。并且，擠壓鑄造一般不會產(chǎn)生澆冒口，毛坯的精度較高，鑄造尺寸也準(zhǔn)確，所以在金屬采用生產(chǎn)制作中的利用率是非常的高，可將金屬材料生產(chǎn)加工切削量減少。因此，這對于生產(chǎn)成本的降低以及生產(chǎn)效率的提升非常有利。和一些重力鑄造比較，其可以將鑄件的質(zhì)量提升，降低廢品率。

（5）擠壓鑄造主要就是采用壓力進行補縮，工藝在實際的應(yīng)用中會受到很大的影響。相對于一些薄壁零件和結(jié)構(gòu)就較為復(fù)雜的零件，由于鑄件的冷凝速度比較快，甚至沒有加壓就已經(jīng)凝固，除此之外，直接擠壓鑄造一般無澆冒口系統(tǒng)，所澆筑的金屬成型之后就是鑄件。

3 其適用范圍

（1）在材料種類方面適用性較廣，可用于生產(chǎn)各種類型的合金，如鋁合金、鋅合金、銅合金、灰鑄鐵、球墨鑄鐵、碳鋼、不銹鋼等。

（2）對于一些復(fù)雜且性能上有一定要求的零件，采用擠壓鑄造合適。因為擠壓鑄造既能容易成形，又能保證產(chǎn)品性能的要求。

4 鋁合金材料擠壓鑄造成型技術(shù)探究

在日常生活中較為常見的鋁合金材料擠壓鑄造工藝包括汽車的活塞擠壓鑄造工藝、高壓齒輪泵殼擠壓鑄造工藝和管鉗柄擠壓鑄造工藝等?；钊T造工藝有兩種，一種是采用鍛造工藝，另一種是采用鑄造工藝。二者進行對比，鍛造工藝抗疲勞強度更大，適合用于高性能的汽車發(fā)動機，但鍛造工藝的生產(chǎn)程序較為復(fù)雜，需要運用到一些重型的設(shè)備，工藝成本也比鑄造工藝高。擠壓鑄造工藝的出現(xiàn)化解了此問題，即不用像鍛造工藝需要重型設(shè)備，有效降低了成本，也解決了金屬鑄造帶來的性能問題。擠壓鑄造工藝提升了金屬材料的使用率，節(jié)約了成本和能源，使得我國的勞動環(huán)境得到良好改善，減少了活塞制作周期[3]。擠壓鑄造鋁合金輪轂工藝技術(shù)的出現(xiàn)，慢慢取代了以前的鑄造工藝方法，許多汽車零件生產(chǎn)制造商引用了擠壓鑄造鋁合金輪轂工藝技術(shù)，且逐漸形成了較大規(guī)模。擠壓鑄造鋁合金輪轂工藝技術(shù)對比其他工藝技術(shù)有著許多優(yōu)勢：①其工藝技術(shù)生產(chǎn)線更為簡潔，相應(yīng)設(shè)備成本較低，零件生產(chǎn)效率提升；②擠壓鑄造鋁合金輪轂工藝技術(shù)制造的零件產(chǎn)品質(zhì)量更好，更為耐用，得到了市場的廣泛青睞，在競爭中占有更大的主動權(quán)。

5 鎂合金擠壓鑄造成型技術(shù)探究

鎂合金擠壓鑄造成型技術(shù)漸漸成為相關(guān)研究領(lǐng)域的重點內(nèi)容。和鑄造鎂合金技術(shù)對比，鎂合金擠壓鑄造技術(shù)具有更佳的力學(xué)性能。擠壓鑄造生產(chǎn)的鎂合金產(chǎn)品的綜合性能更佳，解決了鑄造鎂合金產(chǎn)品的組織缺陷問題，為性能需求更高及形狀更復(fù)雜零件產(chǎn)品帶來了機會。但由于我國的工藝水平有限，當(dāng)前還沒較為成熟的擠壓鑄造鎂合金工藝技術(shù)，在現(xiàn)實制造過程當(dāng)中出現(xiàn)了一些氣泡或者裂紋的產(chǎn)品問題，且出現(xiàn)力學(xué)性能不夠穩(wěn)定的問題。伴隨著現(xiàn)代科技的快速發(fā)展，由鎂合金打造的高端精密儀器設(shè)備已在許多發(fā)達國家有了廣泛的運用。當(dāng)前我國采用較多的還是傳統(tǒng)的鑄造工藝與金屬鑄造工藝，針對高端精密儀器設(shè)備成型技術(shù)明顯能力不夠。隨著科技的進步和能源緊迫問題，鎂合金勢必會成為將來擠壓鑄造成型技術(shù)領(lǐng)域的關(guān)鍵原材料，著重開發(fā)和研究鎂合金擠壓鑄造成型技術(shù)對我國的合金運用領(lǐng)域有著重大意義。

6 結(jié)語

總之，不管什么工藝技術(shù)，其自身有存在著相應(yīng)的優(yōu)點和缺點，這就需要我們和時代的發(fā)展腳步相隨。當(dāng)前，我國還不能完全自主研發(fā)制造擠壓鑄造成型機器來滿足行業(yè)需求，在極大程度上限制了我國擠壓制造工藝的提升。所以，加大投入研發(fā)自主知識產(chǎn)權(quán)的擠壓鑄造成型設(shè)備和工藝是提升我國擠壓鑄造技能的有效方法。