铝合金铸造生产技术探讨

铝合金铸造生产技术探讨

尹炳坚

广东肇庆动力金属股份有限公司

摘要：铝合金作为当前应用范围非常广的一种金属，在铸造上不管是重力、压铸还是砂模铸造等，都会用到铝合金铸件。应用铝合金是因为铝合金质量轻，并且耐腐蚀，自身美观，容易加工等特点。本文就先了解铝合金铸件优点，然后提出铝合金铸造生产技术，为相关研究人员提供参考。

关键词：铝合金；铸造；生产技术

铝合金的铸造技术已经有一定发展时间，并且受到当前加工理念和设计要求影响，再加上新的合金也在不断出现，一些铝合金铸造强度甚至超过锻造铁。因此，铸造的重要性得以重视，想要保证铸造质量，就要明确生产技术，才能进一步取得理想铸造效果。

一、铝合金铸件优点

（一）提供毛坯重要途径

铸造生产的优点在于，不仅能从中获取到零件形状，而且还能对内部组织加以优化，提高自身的力学性能[1]。一般情况下，针对受力大、力学性而过高的零件，都采取铸造方法来制造。当前，使用大量铝合金铸件来替代以往的钢结构件。所以，在经济不断发展情况下，铝合金铸造有着重要作用，应用范围在增加，应用前景较好。

（二）轻量化理想材料

因为铝合金自身性能好，所以已经被广泛应用于汽车、机械等相关领域。因为自身的塑性好，所以能被加工成不同零件，减少人工和成本。铸造也是当前铝合金轮毂制作的重要方法，在铸造上是在一定压力下，让铝在热状态下铸压成毛坯。在铸压后再通过处理，达到相应要求[2]。液压机在对铝合金材料进行铸造时，凭借着液压机的自身速度，可以将铝合金材料铸造成不同形状。使用铝合金材料锻造大物件也可以借助大型机器完成，最终呈现出的铝合金铸件具有优良的性能、过硬的质量，自身的可靠性更强。

二、铝合金铸造技术特点

铝合金铸造通常是指在高温高压的环境下注入铝合金，借助环境的影响使得铝合金以最快的速度定型，整个过程中也不会破坏材料的韧性。以压力铸造方法为例，压力铸造法属于常规的铝合金铸造技术，从而完成铸造[3]。这一技术最突出的特点即节省生产所用时间，通过对压力铸件技术应用，能顺利大批量的铸件生产。第二，铸件的精密性较高。因为采取高速、高压技术，能减少在铸件内存在的气量，自身的抗拉性得以增强，不管是耐压力还是可塑性都要远高于铸铁。第三，直接成型。铝合金逐渐能应用于生产，减少以往的各类工序操作，并根据需求来制定对应铝合金铸件。

三、铝合金铸造生产技术

在整个铝合金铸造过程中和铝合金铸造生产技术使用过程中，最关键的一点在于避免铝合金内部出现气孔、发生疏松，因为气孔和疏松问题会直接影响铝合金性能，所以为避免这类问题发生，通常会采用最先进、性价比最高的先进工艺。

（一）真空压铸法

这种方法是在相应设备中排除内部存在的空气，在保证真空情况下来压铸成型。所以，真空压铸的方法，能减少铝合金在实际铸造中存在的气孔问题，保证铝合金铸件自身质量和性能[4]。与此同时，在真空情况下还能减少内部型腔作用力，在较小压力下利用小机器来完成对较薄铸件的处理。

（二）加氧压铸法

这种方法是在排除机器内部空气后，再向其中输入足够的氧气。在填充铝液的基础上，氧气能利用排气孔来排除。此外，利用化学反应原理，铝液和氧气反应产生氧化铝，而氧化铝颗粒的出现可以有效减少在铸件内部形成的气孔。利用这样的方法来铸造，不仅能保障铸件的性能，还能提升铸件的质量和耐用性，与传统的铝合金铸造方法相比更具优势。即使是在超高温的环境下依然能保持正常工作，加之操作简单，并不需要过多成本。

（三）半固态压铸

在固态金属凝固前，通过搅拌的方法让其始终存在一定固体成分，利用这类半固态进行压铸，能发挥自身性能，并且在实际操作上也更加简单，能有效的规避在实际铸造中因为温度过高，从而对压铸型腔的冲击，能延长模具的使用说明[5]。因为是在半固态情况下，所以自身的粘度要更好，并且在浇铸上，也能避免空气进入其中，减少喷溅问题出现，在完成铸造后形成的铸件并没有过多的气孔，提高自身的质量和性能。

（四）重力低压技术

在密封罐中，输入干燥空气，在压力作用下，能沿着液管进入到直浇道上，并平稳的进入到型腔，保持在密封罐中的压力，直至铸件能完全凝固。然后对液面上的压力及时解除，取出构件，如图1所示。这一方法形成的构件组织密实，并适用于复杂的铸件，金属收得率能达到95%，不会对环境造成污染，并在应用上能实现自动化。

图1 重力低压工艺

从以上这些铝合金铸造技术研究中能看出，一部分铝合金铸造技术操作复杂，需要投入大量的成本。在众多技术中，半固态压铸的铸造方法在操作过程中消耗小、操作简单，无奈工作效率不高，且对铸件大小有要求，所以只能在铸造小型铝合金上应用。综上，需要结合现有铝合金铸造技术情况，来研究各类技术情况，为我国铸造铝合金生产技术提供参考[6]。

四、铸造铝合金技术前沿分析

我国在铝合金铸造生产技术方面，因为设计和工艺影响，还有很多问题没有解决。比如，在压力铸造上，使用寿命不长，与国外先进水平存在较大差距。与此同时，压铸模具的稳定性能较差，迫切需要提升。国外的先进铝合金铸造技术中使用的压铸机器大多都已经形成CNC化，在执行操作任务时能对温度、速度等条件进行合理调控。

我国在实际铝合金生产铸造上，因为设计和工艺等因素的影响，自身的技术水平相比于国外发达技术还存在着一定距离。当前，在铸造上，应用计算机来辅助，能分析应力，完成监测等，这也受到人们的重视。计算机技术在铝合生产铸造过程中可以为整个铸造过程提供有效辅助，比如：提前模拟填充过程，根据模拟效果和结果对现有技术进行改进。在软件的帮助下，可以将铝合金压铸过程中出现气孔的情况进行模拟，并提供改进方案。为能进一步发挥技术作用，在未来发展上，需要应用更多先进技术。铝合金铸造生产技术在发展中还有很多问题需要进一步研究，比如液态压铸上，如何能分析填充中的流动状态，如何能对型腔内的各类动态参数加以测定，这些都需要进一步研究。

（一）传感器和探测器应用

在铝合金铸造生产技术的实际应用过程中，为避免在某环节出现问题，就应该根据实际情况应用传感器和探测器。比如，安排专用的传感器对温度进行把控和监管，利用专用的传感器对压力条件进行有效把控等，牢牢控制温度和压力两个要素，综合所有条件分析影响铝合金铸造过程的各要素，据此调整和优化数据，保证铝合金铸造质量。

（二）应用伺服控制技术

在现代压铸机中，需要有先进的软件编程来完成对各个环节的管理。但是，系统中的误差无法避免，通过实时控制的方法，才能保证压铸过程处于最佳状态。

（三）应用性能设计技术

在实际铸造中不管是采取哪一种铸造技术，多需要建立在高性能模具上，通过提高模具的性能延长自身使用说明，这样才能设计出性能更高的铸造模具。

结语：

通过对以上论述内容进行分析不难发现，现阶段我国在铝合金铸造方面取得了一定成绩，但是在后续发展中依然需要不断研究，加强技术创新，根据技术现状切实进行技术优化和技术改进，不断提升铝合金铸造技术，并为各行业发展提供帮助，提供高质量的铝合金铸件。

参考文献：

[1]张井柱,翁月宏.铝合金铸造工艺的Metropolis准则蜂群算法优化[J].机械设计与制造,2021(08):240-245.

[2]刘泉,黄斌,胡兴,李志娟.铝合金铸造工艺过程在线检测技术的应用研究[J].中国金属通报,2021(06):90-91.

[3]陈伟博,孙嵩,陈继霞,赵铜剑.铝合金铸造壳体高速铣削参数优化研究[J].新技术新工艺,2020(06):70-74.

[4]毛奇.铝合金铸造浇勺涂层涂覆新工艺研究[J].特种铸造及有色合金,2020,40(06):677-679.

[5]武浩达.铸造工艺对铝合金组织及性能的作用探究[J].世界有色金属,2020(09):9-10.

[6]朱乐.论铝合金铸造工艺优化技术的应用与发展[J].世界有色金属,2019(19):170-171.