现在，国内卡丁车(相似碰碰车)都从国外进口，其间铝合金车轮是一个重要零件。曩昔，国外选用压力铸造出产该铸件，铸件质量差，且成品率低，劳动强度大。针对该铸件的结构特色和功能要求，怎么进步其产品质量、下降原材料耗费、节约能源、进步劳动出产率及下降铸件本钱，是当时出产中的要害。从研发的状况可知，选用揉捏铸造替代压力铸造是往后制作铝合金车轮卓有成效的工艺。　　1　车轮材料、要求及铸件规划 　　图1所示为铝合金车轮零件图。车轮不只有较高的功能要求，并且形状非常杂乱。图1　车轮零件图 　　车轮材料的化学成分(质量分数)为：1.5%～3.5%的Cu,10.5%～12.0%的Si,＜0.3%的Mg，＜1.0%的Zn，＜0.5%的Mn，＜1.3%的Fe,＜0.5%的Ni,＜0.5%的Sn，其他为Al。力学功能要求：σb＞276 MPa,σs＞115 MPa,σ＞4.4%,HB＞92。 　　该车轮内外形的尺度精度较高，都应加放加工余量及余块。按揉捏铸造工艺的要求，把形状杂乱的车轮零件图规划如图2所示的铸件图。 　　由该图可见，为便于从铸件内孔脱出及简化模具加工，把本来的阶梯轴孔规划成圆柱形中心孔，其直径为φ30 mm，内壁斜度为3°［1］。图2　车轮铸件图 　　2　模具结构及规划参数［1］ 2.1　揉捏铸造模具结构 　　铝合金车轮揉捏铸造的模具结构如图3所示。它首要有凸模、右凹模、顶杆镶块和左凹模组成所要求的型腔。左凹模和右凹模别离固定在左凹模定模板和右凹模动模板上，左凹模定模板用螺钉紧固鄙人模板上，右凹模动模板经过侧缸在导柱上施行敞开及闭合。图3　车轮揉捏铸造模具 　　1.上模板 2.凸模固定板 3.凸 模 4.导 柱 5.右凹模 6.右凹模动模板 　　7.垫 板 8.下模板 9.顶杆镶块 10.左凹模 11.左凹模定模板 　　选用2000 kN油压机改装进行揉捏铸造，其作业进程是：将定量的合金熔液浇入型槽后，固定在活动横梁上的凸模以必定速度向下挤入型腔，压力达必定数值后保压；铝合金凝结后卸压，凸模经过作业缸的回程向上移动，顶杆镶块经过下顶缸从铸件内向下退出，直到悉数脱离铸件之后，再用侧缸敞开右凹模，取出铸件。 　　2.2　模具规划的首要参数 　　(1) 空隙　凸模与左、右凹模之间的空隙要恰当。过小则因凸模与凹模的安装差错而相碰或咬住；过大则合金熔液经过空隙喷出，构成事端；或许在空隙中发生纵向毛剌，减小加压作用，阻止卸料。合理的空隙与加压开端时刻、加压速度、压力巨细、工件尺度及金属材料有关。依据实践出产经历，单边空隙取0.1 mm。 　　(2) 脱模斜度　合金熔液在凸模压力下凝结成铸件，冷却后紧包在凸模及顶杆镶块上。为了便于凸模及顶杆镶块脱出，故在凸模及顶杆镶块上设有3°的脱模斜度。因为铸件外形呈圆状，且分在左、右两片凹模，只需右凹模向右移动必定间隔，铸件就易从左凹模取出，故不用设置脱模斜度。 　　(3) 排气　在左、右两片凹模彻底闭合后，合金熔液因缓慢地浇入型腔，型腔中气体可根本排出。揉捏铸造时，留在凸模导向部分的少数气体，经过凸模与凹模之间的空隙排出。 　　(4) 模具材料　揉捏铸造是在必定的压力和必定的温度下进行的，不存在像压铸模那样遭到金属液的冲刷。作业压力比压铸时高，只需求模具在高温下有必定的抗压强度即可。别的，为了避免与合金熔液触摸的模具表面发生热疲惫裂纹，左右凹模、凸模及顶杆镶块均选用3Cr2W8V合金模具钢制作，热处理后硬度为HRC48～52，型腔表面进行软氮化处理。 　　3　揉捏铸造的工艺参数 　　揉捏铸造是铸锻结合的工艺，其出产工艺进程是：合金的熔化、模具的预备(整理、预热、喷涂润滑剂)、金属的浇注、液态金属的加压、压力的坚持、压力的去除及铸件的取出等。 　　为确保铸件质量，须合理挑选工艺参数［1～2］。 　　(1) 比压　压力巨细对铸件的物理力学功能、铸造缺点、安排、偏析、熔点及相平衡等都有直接影响。所以断定成形有必要的单位压力是很重要的。假如比压过小，铸件表面与内涵质量都不能到达技术指标；比压过大，对功能的进步不非常显着，还简单使模具损坏，且要求较大合模力的设备。揉捏铸造实验是在2 000 kN油压机上进行的。实验证明，适合于本铝合金车轮揉捏铸造的比压应在50～60 MPa范围内选取。 　　(2) 加压开端时刻　从车轮揉捏铸造实验的成果来看，其加压开端时的间隔时刻过长，铸件的强度及伸长率下降。现用的开端加压时刻是3～5 s，较为适宜。 　　(3) 加压速度　揉捏铸造要求必定的加压速度，在或许状况下，以加压速度快一点为好。加压速度快，则凸模能很快地将压力施加于金属上，便于成形、结晶和塑性变形。但也不宜过快，不然会使部分合金熔液的表面发生飞溅及涡流，使铸件发生缺点，以及在凸、凹模之间的空隙中流出过多的合金熔液，构成难以去除的纵向毛刺。因而，有必要使凸模缓慢地压入液态金属中。因为运用的油压机作业进给速度较慢，故使用作业行程的速度进行限制。 　　(4) 保压时刻　压力坚持时刻首要取决于铸件厚度，在确保成形和结晶凝结条件下，保压时刻以短为好。可是保压时刻过短，则铸件内部简单发生缩孔，假如保压时刻过长，则会延伸出产周期，添加变形抗力，下降模具运用寿命。 　　考虑本车轮的壁厚状况，揉捏铸造的保压时刻选用12 s左右。 　　(5) 模具预热温度　模具若不预热，合金熔液注入型腔后会很快凝结，导致来不及加压；但预热温度也不能过高，不然会延伸保压时刻，下降出产率，一起也不利于喷涂润滑剂。对本车轮揉捏铸造模具的预热温度为200～300℃，通常是用火油喷灯进行加热。 　　(6) 合金浇注温度　浇注温度过高或过低都对合金成形有显着影响。过低，合金极易凝结，所需单位压力大；过高，易发生缩孔。有必要指出，揉捏铸造合金的浇注温度要比砂型浇注温度高。一般期望把浇注温度控制在比较低的数值，因为揉捏铸造时期望消除气孔、缩孔和疏松。在浇注温度低时，气体易于从合金熔液内部逸出，很少留在金属中，易于消除气孔。此外，也可削减缩孔构成时机，一起因为浇注温度较低，金属溢出较少，可削减毛刺。对本车轮揉捏铸造的浇注温度选用720～740℃为较适宜。 　　(7) 润滑剂　润滑剂的作用是维护模具，进步铸件表面质量和便于从模具内取出铸件。选用机油石墨润滑剂，即5%的200～300意图石墨粉加入到95%机油中，拌和均匀即可。用喷喷涂在模具型腔表面上，其厚度为0.05～0.1 mm，过厚会影响铸件表面质量。 　　(8) 冷却　揉捏铸造卸压后，一般应当即脱模，故铸件的出模温度较高。为了避免高温的铸件空冷时在薄壁与厚壁的交界处发生裂纹，应将出模后的铸件当即放入砂堆中，待冷却到150℃以下时再取出空冷。

对低压铸造铝合金轮毂裂纹形成原因进行分析，就影响裂纹产生的各种因素，如铸件结构、工艺参数、模具温度等进行研究，通过合理控制和调整这些因素，消除裂纹对轮毂铸件的影响，从而提高企业的经济效益。　　铝合金轮毂具有许多钢质轮毂无法比拟的特性，因此铝合金轮毂在轿车、摩托车等车辆上已开始广泛应用。到2002年，我国轿车铝合金轮毂的装车率已接近45%。由于汽车轮毂质量要求较高，本身结构又适合于低压铸造，且需求量大，因此，极大地推动了低压铸造技术的发展。目前，低压铸造已成为铝合金轮毂生产的主要工艺方法，国内的铝合金轮毂制造企业多数采用此工艺生产。　　低压铸造可实现高度机械化、自动化，既提高生产率（10～15型/h），又可减少众多的不利于生产工艺的人为因素，提高成品率，且可大大减轻工人的劳动强度。然而低压铸造件的质量受到诸如工艺方案、工艺参数、模具结构及人工操作等因素，以及它们之间的相互影响，任何一个环节设计不合理或操作不当都有可能导致低压铸造件产生缺陷。其中，铝合金轮毂裂纹的产生是影响企业生产成本、生产效率的重要因素，且轮毂裂纹是汽车安全性的重大隐患。因此，对低压铸造铝合金轮毂裂纹成因的探讨就显得尤为重要。　　一、低压铸造铝合金轮毂裂纹形成的原因　　低压铸造铝合金轮毂裂纹主要产生在应力集中的部位，或轮毂顶出时因受力不均，或升液管处液体凝固造成的开裂。裂纹一般分为冷裂和热裂两种。　　冷裂纹是指合金在低于其固相线温度时形成的裂纹。通俗地说，冷裂是铸件冷却到低温时，作用在铸件上的铸造应力超过铸件本身强度或塑性所允许的程度而产生的。冷裂多在铸件表面上出现，裂口表面有轻微的氧化；而热裂通常认为是在合金凝固过程中产生的，由于型壁的传热作用，铸件总是从表面开始凝固的。当铸件表面出现大量的枝品并搭接成完整的骨架时，铸件就会出现固态收缩（常以线收缩表示）。　　但此时枝晶之间还存在一层尚未凝固的液体金属薄膜（液膜），如果铸件的收缩不受任何阻碍，那么枝晶层不受力的作用，可以自由收缩，也就不会出现应力。当枝晶层的收缩受到阻碍时，不能自由收缩或受到拉力的作用，就会出现拉应力，这时枝晶间的液膜将受到拉伸的作用而变形。当拉应力超过液膜的强度极限时，枝晶间就会被拉开。但是被拉裂部分的周围还存在一些液体金属，如果液膜被拉开的速度很慢，且周围有足够的液体并及时流人拉裂处，那么拉裂处将得到填补和“愈合”，铸件不会出现热裂纹。如果拉裂处不能重新“愈合”，铸件就会出现热裂纹。热裂断口处表面被强烈氧化，呈现无金属光泽的暗色或黑色。　　二、影响裂纹产生的主要因素　　对于同一种合金，轮毂是否产生裂纹，往往取决于轮毂结构、工艺参数和模具温度等因素。　　1.轮毂结构设计不当对轮毂裂纹的影响　　（1）内圆角大小不当，是轮毂产生热裂纹最普遍的原因，因为轮毂在冷却时尖角处会产生很大的应力。在内圆角小的部位，即使补缩良好不出现缩裂，也会产生热裂。　　（2）轮毂截面骤然改变，会导致冷却速度快慢不一，即使补缩良好也会产生较大应力，使轮毂凝固后出现裂口或裂纹。　　2.工艺参数不合理对轮毂裂纹的影响　　在低压铸造中，由于保压时间过长，或升液管过长造成升液管内液体出现凝固，在轮毂铸件顶出时承受一定的拉力，从而造成轮毂产生冷裂。因此，设计合理的保压时间和升液系统，对减少轮毂在顶出时造成的开裂有十分重要的意义。　　3.模具温度对轮毂裂纹的影响　　低压铸造的模具温度决定合金液的凝固方式，并直接影响铸件的内部和表面状况，是铸件产生尺寸偏差及变形等诸多缺陷的主要原因之一，同时对生产率也有很大的影响。模具温度随着铸件重量、压铸周期、压铸温度及模具冷却方式等的变化而改变。　　从传热学角度来看，提高模具温度可降低金属与模具之间的换热强度，延长了流动时间。也有研究表明，提高模具温度还略能降低金属液与铸型之间的界面张力。随着模具温度的增加，充型时间略减少，即充填能力随着模具温度的升高而增加。　　因此模具温度的适当升高有利于应力的减小，如果模具温度过低，铸件在金属型中冷却过快，铸件各部分之间的凝固速度不同，会使铸模内铸件的冷却不均匀，产生热应力和变形，结果导致在铸件成品上产生热裂及较大的残余应力和残余变形，坦较高的摸具温度不利于得到结晶细小的组织，液态金属容易吸气和收缩，使铸件产生气孔、缩松和缩孔等缺陷的机会增加。为将这一矛盾统一化，可在不出现铸造缺陷的情况下，适当提高模具温度。　　三、改进措施　　（1）合理设计升液系统由于保压时间过长，或升液管过长造成升液管内液体出现凝固，使轮毂铸件在顶出时承受一定的拉力，从而造成轮毂产生冷裂，因此设计合理的升液系统对减少裂纹倾向具有十分重要的意义。升液系统是指浇注时液态金属由坩埚进入型腔的通道，包括升液管、保温套和铸件浇注系统。这几部分的尺寸直接影响坩埚内液面到铸件内浇口之间的距离。这段距离越长，则浇注时液态金属通过这段距离时降温越快，极易造成升液管通道早期凝同。　　因此应注意：　　①缩短坩埚内液面到铸件内浇口之间的距离。这段距离涉及到设备、工艺、模具等几个方面，所以要综合考虑，应以减短这段距离为宜。　　②改进保温套。适当加大保温套商径，以便扩大保温层厚度；采用保温性能好的材料作保温套，如硅酸铝纤维毡。　　③升液管直径适当加大。为防止升液管早期凝固，应适当加大升液管的直径。　　（2）设计合理的轮毂结构任进行轮毂结构设计时，应避免尖角结构和截面的骤然改变，宜采用圆角或厚度均匀的结构。　　（3）在不出现铸造缺陷的情况下，适当提高模具温度。

近日日本宇部公司在挤压铸造机上进行了铝合金和镁合金的半固态挤压铸造方面的研发工作，该研发工作将进一步提升其在国际压铸行业的技术水平。挤压铸造是一种使液态或半固态金属在高压下充型和凝固的精确成形铸造技术，它能有效提高压铸件的补缩合成形能力，具有避免或减少气孔等压铸件缺陷，提高铸件力学性能的作用，且使用范围广，节约能源。目前这种工艺已经被广泛应用到汽车、摩托车等重要安全和高性能零部件的生产上。 　　日本宇部公司进行的铝合金和镁合金的半固态挤压铸造的研发，扩大了挤压铸造技术在合金压铸件方面的应用范围，一旦该公司研发成功，将为目前的压铸市场增添新的高端压铸件。 　　目前，许多国家也在进行挤压铸造新产品的开发工作，他们主要从以下几个方面来扩展新工艺的应用： 　　第一、取代常规的压铸工艺，使其有更致密的组织，可固溶热处理，并提高其力学性能货提高其耐磨性、抗渗漏性； 　　第二、取代砂型、金属型铸造，使铸件内部组织更致密，表面轮廓更清晰，尺寸精度更高； 　　第三、取代锻造、热挤压等工艺，以降低成本，简化工艺。近年来，世界各国对挤压铸造铝基复合材料的研究工作十分活跃，由于挤压铸造工艺是制备金属基复合材料最廉价又适合大批量生产的一种很实用的工艺方法，因此备受关注。

可用金属铸造成形工艺直接获得零件的铝合金。    该类合金的合金元素含量一般多于相应的变形铝合金的含量。     据主要合金元素差异有四类铸造铝合金。    （1）铝硅系合金，也叫“硅铝明”或“矽铝明”。有良好铸造性能和耐磨性能，热胀系数小，在铸造铝合金中品种最多，用量最大的合金，含硅量在10％-25％。有时添加0.2％-0.6％镁的硅铝合金，广泛用于结构件，如壳体、缸体、箱体和框架等。有时添加适量的铜和镁，能提高合金的力学性能和耐热性。此类合金广泛用于制造活塞等部件。    （2）铝铜合金，含铜4.5％-5.3％合金强化效果最佳，适当加入锰和钛能显著提高室温、高温强度和铸造性能。主要用于制作承受大的动、静载荷和形状不复杂的砂型铸件。    （3）铝镁合金，密度最小(2.55g/cm3)，强度最高(355MPa左右)的铸造铝合金，含镁12％，强化效果最佳。合金在大气和海水中的抗腐蚀性能好，室温下有良好的综合力学性能和可切削性，可用于作雷达底座、飞机的发动机机匣、螺旋桨、起落架等零件，也可作装饰材料。    （4）铝锌系合金，为改善性能常加入硅、镁元素，常称为“锌硅铝明”。在铸造条件下，该合金有淬火作用，即“自行淬火”。不经热处理就可使用，以变质热处理后，铸件有较高的强度。经稳定化处理后，尺寸稳定，常用于制作模型、型板及设备支架等。

日本铸造技术是从第二次世界大战后，以新的形式复苏而形成的。之后通过借鉴引进欧美新的技术逐渐发展起来的，本文主要介绍日本两项铝合金压铸件铸造新技术。 一、半固态成形铝合金的制造技术 传统的铝合金压铸件，力学性能和耐压性方面的可靠性差，所以，一种高质量的成形方法——半固态成形法引人注目。这种方法的要点是将液体金属、固体金属与混合状态下（半熔融）制造铸件，可使铸件内部缺陷大幅度减少，从而提高耐压性和力学性能。这种方法要用经电磁搅拌等特殊方法制成的坯料。目前，日本制造厂所用的坯料是从国外进口的，在生产成本、稳定供应和余料的回收利用等方面都存在问题。 自行研究开发的坯料的制造技术，以加工应变导入法为基础，经多项研究试验加以改进，确立在半熔融加热条件下，使初生成为100um左右的均匀球状体的制造技术。其要点为： ①为抑制制坯料中的初生均匀球状体的成长，控制凝固速度并确定化学成分。 ②加工应变时控制导入的速度和温度； ③加工应变的均衡导入技术。 用这种方法制造出来的半固态成形用坯料，半熔融温度加热处理后微观组 织均一。用几种坯料制成的轮毂，与原来的产品比较，在顶端与薄壁部位都有均一细微的微观组 织。机械性质优良，完全达到了旋转弯曲试验技术标准的要求。 二、纤维增强的发动机缸体 汽车的发动机要向轻量化、紧凑化、高性能化方向发展。轻量化主要是发动机中的缸体使用铝合金，紧凑化主要是缩短缸体的各缸孔间的尺寸，以达到使缸体全长缩短。高出力是同样的缸体使缸径扩大从而增大排气量，这与简洁化是兼容的。高性能化是使缸体整体铝合金化，使缸孔的热传导好、变形小，从而提高发动机效率，节约能源。 原来的缸体多用铝合金压铸，镶铸铸铁缸套，不能满足上述要求。因而开发了整体铝合金发动机缸体，缸孔部分用纤维增强金属。 缸孔部分用陶瓷纤维预制品，其间隙中浸入铝合金液体，置换空气而形成。预制品在压型中定位，与过去用的铸铁衬套同样。将预制品进行预热，固定在支撑物上，支撑物在压型中定位。 另外，为使预制品的纤维间隙易于浸入铝液，采用层流压铸法。为防止铝液温度降低，向压射室涂敷粉状润滑剂，压型上涂敷粉状离型剂。铸造后可将支撑物回收反复使用。

铸造准备检查与确认的工作内容:　　　　(1)温度控制(以转注流程的温降确定保温炉、在线除气箱、过滤箱以及铸造流槽前端的各点温度控制);　　　　(2)铝液转注流程中各对接口、事故流口的密封及事故箱的到位、容量与干燥情况;　　　　(3)转注流槽、铸造流槽、漏斗(分配袋)、控流筏、打渣箱及工具的加热和干燥情况;　　　　(4)铸造传动控制系统包括液压、仪表的运行与显示情况;　　　　(5)结晶器光洁程度、安放位置和引锭头的位置及干燥情况(包括润滑);　　　　(6)冷却水的调试检查及水温情况;　　　　(7)生产合金、规格的工艺参数确认等等，这些是每个铸次不可忽略的工作。　　　　除此之外有的铸造准备还要有针对性，根据所生产的合金、规格及以往生产、质量所存在的问题，有的放矢，采取必要的对应措施。　　　　铸造主要工艺参数的设定要根据铸造时间或铸造长度，把握各工艺参数的对应关系。要根据每铸次各方面的实际情况进行综合调整，尤其是针对某些质量缺陷进行优化。

铝，一种银白色轻金属，在元素周期表中排名第13位，有很好的延展性。铝元素在地壳中的含量仅次于氧和硅，居第三位，是地壳中含量较丰富的金属元素。是工业生产中重要的金属材料，因其熔点低、延展性好是压铸行业使用频率较多的金属材料。　　　　铝是一种非常重要的金属制造,这是因为其多功能的性质和各种应用两种处理过的金属及其合金在不同的行业。　　　　高压压铸较快的路线使熔融金属完成的组成部分。这可通过注射熔融金属成一个硬钢模具、工具,让它冷却和固化压力之前,它会被移除。这个过程提供了一种准确、快速低成本生产方法对铝、锌压铸件、符合高新技术产业需求在产品的外观和尺寸公差是关键和卷并不总是大。　　　　铝是过程中采用高压压铸铝金属,是一种具有很多优点,适合应用在铸造的金属合金。其中的许多原因是用于铝压铸工艺性能的金属本身。铝有许多特点,非常适合这一过程。铝是非常轻和高韧性,能轻易地打败成不同的形状和大小取决于需求。它也是非常可塑性和有着良好的尺寸稳定性允许它实现复杂形状和薄壁部件。铝是灰尘和耐腐蚀,具有良好的电子性质及优良的热特性,因为它是热的良导体能够保留热量和好好形状的演员。　　　　是一个充满竞争的压力压铸工艺方案时需要大量的成分,或紧公差和表面镀层是更好的质量要求,才能实现由重力压铸。也需要加工是非常低的密切,由于铸造公差。热处理的压力压铸是不可能的,但是由于高速率的凝固的力学性能是非常好,但是,加工成本是远远高于他们为重力压铸。　　　　其他模具部件包括幻灯片和核心。核心部件,通常生产开口或位置,但他们都能被用来创造其他细节。有三种类型的岩心、宽松、移动和固定。宽松的核心是用来创造复杂的细节,并插入到死的手。以固定的内核,平行的方向拉死了,是较久地依附于死。移动内核,以任何其他方式拉比平行的方向。被清除出模具型腔凝固后的投篮。

一种铝合金砂型低压铸造用涂料及其制备方法，采用于原料组分中加入包括促使热稳定性和骨料颗粒排列致密性得到提高的纳米氧化钛，促使涂料悬浮性提高，涂刷性改善，贮存期延长的稳定剂；其原料的质量百分比组成为，骨料：滑石粉37％～73％，纳米氧化钛10％～23％，铝矾土8％～17％；粘结剂：钠基膨润土1％～6％，硅溶胶8％～17％；稳定剂0.5％～1.0％；从而获得机械强度高，附着力好的铸件表面涂层的技术方案；克服了长期存在于该行业的：涂料热稳定性差，易出现涂层裂纹、剥落，涂层骨料颗粒排列不致密，涂料悬浮性低，骨料易聚集结块，涂料涂刷性、贮存性均差等缺陷；本发明适合用于有色金属铸造；特别适合铝合金树脂砂型低压铸造。

对低压铸造铝合金轮毂裂纹形成原因进行分析，就影响裂纹产生的各种因素，如铸件结构、工艺参数、模具温度等进行研究，通过合理控制和调整这些因素，消除裂纹对轮毂铸件的影响，从而提高企业的经济效益。    铝合金轮毂具有许多钢质轮毂无法比拟的特性，因此铝合金轮毂在轿车、摩托车等车辆上已开始广泛应用。到2002年，我国轿车铝合金轮毂的装车率已接近45％。由于汽车轮毂质量要求较高，本身结构又适合于低压铸造，且需求量大，因此，极大地推动了低压铸造技术的发展。目前，低压铸造已成为铝合金轮毂生产的主要工艺方法，国内的铝合金轮毂制造企业多数采用此工艺生产。低压铸造可实现高度机械化、自动化，既提高生产率（10～15型/h），又可减少众多的不利于生产工艺的人为因素，提高成品率，且可大大减轻工人的劳动强度。然而低压铸造件的质量受到诸如工艺方案、工艺参数、模具结构及人工操作等因素，以及它们之间的相互影响，任何一个环节设计不合理或操作不当都有可能导致低压铸造件产生缺陷。其中，铝合金轮毂裂纹的产生是影响企业生产成本、生产效率的重要因素，且轮毂裂纹是汽车安全性的重大隐患。因此，对低压铸造铝合金轮毂裂纹成因的探讨就显得尤为重要。    一、低压铸造铝合金轮毂裂纹形成的原因    低压铸造铝合金轮毂裂纹主要产生在应力集中的部位，或轮毂顶出时因受力不均，或升液管处液体凝固造成的开裂。裂纹一般分为冷裂和热裂两种。    冷裂纹是指合金在低于其固相线温度时形成的裂纹。通俗地说，冷裂是铸件冷却到低温时，作用在铸件上的铸造应力超过铸件本身强度或塑性所允许的程度而产生的。冷裂多在铸件表面上出现，裂口表面有轻微的氧化；而热裂通常认为是在合金凝固过程中产生的，由于型壁的传热作用，铸件总是从表面开始凝固的。当铸件表面出现大量的枝品并搭接成完整的骨架时，铸件就会出现固态收缩（常以线收缩表示）。但此时枝晶之间还存在一层尚未凝固的液体金属薄膜（液膜），如果铸件的收缩不受任何阻碍，那么枝晶层不受力的作用，可以自由收缩，也就不会出现应力。当枝晶层的收缩受到阻碍时，不能自由收缩或受到拉力的作用，就会出现拉应力，这时枝晶间的液膜将受到拉伸的作用而变形。当拉应力超过液膜的强度极限时，枝晶间就会被拉开。但是被拉裂部分的周围还存在一些液体金属，如果液膜被拉开的速度很慢，且周围有足够的液体并及时流人拉裂处，那么拉裂处将得到填补和“愈合”，铸件不会出现热裂纹。如果拉裂处不能重新“愈合”，铸件就会出现热裂纹。热裂断口处表面被强烈氧化，呈现无金属光泽的暗色或黑色。    二、影响裂纹产生的主要因素    对于同一种合金，轮毂是否产生裂纹，往往取决于轮毂结构、工艺参数和模具温度等因素。     1.轮毂结构设计不当对轮毂裂纹的影响   （1）内圆角大小不当，是轮毂产生热裂纹较普遍的原因，因为轮毂在冷却时尖角处会产生很大的应力。在内圆角小的部位，即使补缩良好不出现缩裂，也会产生热裂。   （2）轮毂截面骤然改变，会导致冷却速度快慢不一，即使补缩良好也会产生较大应力，使轮毂凝固后出现裂口或裂纹。    2.工艺参数不合理对轮毂裂纹的影响     在低压铸造中，由于保压时间过长，或升液管过长造成升液管内液体出现凝固，在轮毂铸件顶出时承受一定的拉力，从而造成轮毂产生冷裂。因此设计合理的保压时间和升液系统，对减少轮毂在顶出时造成的开裂有十分重要的意义。    3.具温度对轮毂裂纹的影响    低压铸造的模具温度决定合金液的凝固方式，并直接影响铸件的内部和表面状况，是铸件产生尺寸偏差及变形等诸多缺陷的主要原因之一，同时对生产率也有很大的影响。模具温度随着铸件重量、压铸周期、压铸温度及模具冷却方式等的变化而改变。    从传热学角度来看，提高模具温度可降低金属与模具之间的换热强度，延长了流动时间。也有研究表明，提高模具温度还略能降低金属液与铸型之间的界面张力。随着模具温度的增加，充型时间略减少，即充填能力随着模具温度的升高而增加。因此模具温度的适当升高有利于应力的减小，如果模具温度过低，铸件在金属型中冷却过快，铸件各部分之间的凝固速度不同，会使铸模内铸件的冷却不均匀，产生热应力和变形，结果导致在铸件成品上产生热裂及较大的残余应力和残余变形，坦较高的摸具温度不利于得到结晶细小的组织，液态金属容易吸气和收缩，使铸件产生气孔、缩松和缩孔等缺陷的机会增加。为将这一矛盾统一化，可在不出现铸造缺陷的情况下，适当提高模具温度。    三、改进措施   （1）合理设计升液系统　由于保压时间过长，或升液管过长造成升液管内液体出现凝固，使轮毂铸件在顶出时承受一定的拉力，从而造成轮毂产生冷裂，因此设计合理的升液系统对减少裂纹倾向具有十分重要的意义。升液系统是指浇注时液态金属由坩埚进入型腔的通道，包括升液管、保温套和铸件浇注系统。这几部分的尺寸直接影响坩埚内液面到铸件内浇口之间的距离。这段距离越长，则浇注时液态金属通过这段距离时降温越快，极易造成升液管通道早期凝同。因此应注意：①缩短坩埚内液面到铸件内浇口之间的距离。这段距离涉及到设备、工艺、模具等几个方面，所以要综合考虑，应以减短这段距离为宜。②改进保温套。适当加大保温套商径，以便扩大保温层厚度；采用保温性能好的材料作保温套，如硅酸铝纤维毡。③升液管直径适当加大。为防止升液管早期凝固，应适当加大升液管的直径。   （2）设计合理的轮毂结构　任进行轮毂结构设计时，应避免尖角结构和截面的骤然改变，宜采用圆角或厚度均匀的结构。   （3）在不出现铸造缺陷的情况下，适当提高模具温度。

1． 铸造性能好2． 密度小（2.5～2.9克/厘米3），比强度（ δb＞r）高.3． 耐蚀性、耐磨性、导热性和导电性好。4． 铝硅系合金有粘模倾向，切削性能较差。5． 对金属坩埚腐蚀严重。6． 体积收缩率大，易产生缩孔。

铝合金铸造工艺功能，一般理解为在充溢铸型、结晶和冷却过程中体现最为杰出的那些功能的归纳。流动性、缩短性、气密性、铸造应力、吸气性。铝合金这些特性取决于合金的成分，但也与铸造要素、合金加热温度、铸型的杂乱程度、浇冒口体系、浇口形状等有关。 　　(1) 流动性 　　流动性是指合金液体充填铸型的才能。流动性的巨细决议合金能否铸造杂乱的铸件。在铝合金晶合金的流动性最好。 　　影响流动性的要素许多，首要是成分、温度以及合金液体中存在金属氧化物、金属化合物及其他污染物的固相颗粒，但外在的底子要素为浇注温度及浇注压力（俗称浇注压头）的凹凸。 　　实践出产中，在合金已断定的情况下，除了强化熔炼工艺（精粹与除渣）外，还有必要改善铸型工艺性（砂模透气性、金属型模具排气及温度），并在不影响铸件质量的前提下进步浇注温度，确保合金的流动性。 　　(2) 缩短性 　　缩短性是铸造铝合金的首要特征之一。一般讲，合金从液体浇注到凝结，直至冷到室温，共分为三个阶段，分别为液态缩短、凝结缩短和固态缩短。合金的缩短性对铸件质量有决议性的影响，它影响着铸件的缩孔巨细、应力的发作、裂纹的构成及尺度的改变。一般铸件缩短又分为体缩短和线缩短，在实践出产中一般使用线缩短来衡量合金的缩短性。 　　铝合金缩短巨细，一般以百分数来表明，称为缩短率。 　　①体缩短 　　体缩短包含液体缩短与凝结缩短。 　　铸造合金液从浇注到凝结，在最终凝结的当地会呈现微观或显微缩短，这种因缩短引起的微观缩孔肉眼可见，并分为会集缩孔和涣散性缩孔。会集缩孔的孔径大而会集，并散布在铸件顶部或截面厚大的热节处。涣散性缩孔描摹涣散而细微，大部涣散布在铸件轴心和热节部位。显微缩孔肉眼难以看到，显微缩孔大部涣散布在晶界下或树枝晶的枝晶间。 　　缩孔和疏松是铸件的首要缺点之一，发作的原因是液态缩短大于固态缩短。出产中发现，铸造铝合金凝结规模越小，越易构成会集缩孔，凝结规模越宽，越易构成涣散性缩孔，因而，在规划中有必要使铸造铝合金契合次序凝结准则，即铸件在液态到凝结期间的体缩短应得到合金液的弥补，是缩孔和疏松会集在铸件外部冒口中。对易发作涣散疏松的铝合金铸件，冒口设置数量比会集缩孔要多，并在易发作疏松处设置冷铁，加大部分冷却速度，使其一起或快速凝结。 　　②线缩短 　　线缩短巨细将直接影响铸件的质量。线缩短越大，铝铸件发作裂纹与应力的趋向也越大；冷却后铸件尺度及形状改变也越大。 　　关于不同的铸造铝合金有不同的铸造缩短率，即便同一合金，铸件不同，缩短率也不同，在同一铸件上，其长、宽、高的缩短率也不同。应根据具体情况而定。 　　(3) 热裂性 　　铝铸件热裂纹的发作，首要是因为铸件缩短应力超过了金属晶粒间的结合力，大多沿晶界发作从裂纹断口调查可见裂纹处金属往往被氧化，失掉金属光泽。裂纹沿晶界延伸，形状呈锯齿形，表面较宽，内部较窄，有的则穿透整个铸件的端面。 　　不同铝合金铸件发作裂纹的倾向也不同，这是因为铸铝合金凝结过程中开端构成完好的结晶结构的温度与凝结温度之差越大，合金缩短率就越大，发作热裂纹倾向也越大，即便同一种合金也因铸型的阻力、铸件的结构、浇注工艺等要素发作热裂纹倾向也不同。出产中常选用让步性铸型，或改善铸铝合金的浇注体系等办法，使铝铸件防止发作裂纹。一般选用热裂环法检测铝铸件热裂纹。 　　(4) 气密性 　　铸铝合金气密性是指腔体型铝铸件在高压气体或液体的效果下不渗漏程度，气密性实践上表征了铸件内部安排细密与纯洁的程度。 　　铸铝合金的气密性与合金的性质有关，合金凝结规模越小，发作疏松倾向也越小，一起发作分出性气孔越小，则合金的气密性就越高。同一种铸铝合金的气密性好坏，还与铸造工艺有关，如下降铸铝合金浇注温度、放置冷铁以加速冷却速度以及在压力下凝结结晶等，均可使铝铸件的气密性进步。也可用浸渗法阻塞走漏空地来进步铸件的气密性。 　　(5) 铸造应力 　　铸造应力包含热应力、相变应力及缩短应力三种。各种应力发作的原因不尽相同。 　　①热应力 　　热应力是因为铸件不同的几许形状相交处断面厚薄不均，冷却不一致引起的。在薄壁处构成压应力，导致在铸件中残留应力。 　　②相变应力 　　相变应力是因为某些铸铝合金在凝结后冷却过程中发作相变，随之带来体积尺度改变。首要是铝铸件壁厚不均，不同部位在不一起间内发作相变所构成的。 　　③缩短应力 　　铝铸件缩短时遭到铸型、型芯的阻止而发作拉应力所构成的。这种应力是暂时的，铝铸件开箱是会主动消失。但开箱时刻不妥，则常常会构成热裂纹，特别是金属型浇注的铝合金往往在这种应力效果下简单发作热裂纹。 　　铸铝合金件中的残留应力下降了合金的力学功能，影响铸件的加工精度。铝铸件中的残留应力可通过退火处理消除。合金因导热性好，冷却过程中无相变，只需铸件结构规划合理，铝铸件的残留应力一般较小。 　　(6) 吸气性 　　铝合金易吸收气体，是铸造铝合金的首要特性。液态铝及铝合金的组分与炉料、有机物焚烧产品及铸型等所含水分发作反响而发作的被铝液体吸收所构成的。 　　铝合金熔液温度越高，吸收的氢也越多；在700℃时，每100g铝中氢的溶解度为0.5～0.9，温度升高到850℃时，氢的溶解度增加2～3倍。当含碱金属杂质时，氢在铝液中的溶解度明显增加。 　　铸铝合金除熔炼时吸气外，在浇入铸型时也会发作吸气，进入铸型内的液态金属随温度下降，气体的溶解度下降，分出剩余的气体，有一部分逸不出的气体留在铸件内构成气孔，这就是一般称的“针孔”。气体有时会与缩孔结合在一起，铝液中分出的气体留在缩孔内。若气泡受热发作的压力很大，则气孔表面润滑，孔的周围有一圈亮光层；若气泡发作的压力小，则孔内表面多皱纹，看上去如“苍蝇脚”，仔细调查又具有缩孔的特征。 　　铸铝合金液中含氢量越高，铸件中发作的针孔也越多。铝铸件中针孔不只下降了铸件的气密性、耐蚀性，还下降了合金的力学功能。要取得无气孔或少气孔的铝铸件，关键在于熔炼条件。若熔炼时增加掩盖剂维护，合金的吸气量大为削减。对铝熔液作精粹处理，可有用操控铝液中的含氢量。

铸造应力包括热应力、相变应力及收缩应力三种。各种应力产生的原因不尽相同。　　    ①热应力 热应力是由于铸件不同的几何形状相交处断面厚薄不均，冷却不一致引起的。在薄壁处形成压应力，导致在铸件中残留应力。　　    ②相变应力 相变应力是由于某些铸铝合金在凝固后冷却过程中产生相变，随之带来体积尺寸变化。主要是铝铸件壁厚不均，不同部位在不同时间内发生相变所致。　　    ③收缩应力 铝铸件收缩时受到铸型、型芯的阻碍而产生拉应力所致。这种应力是暂时的，铝铸件开箱是会自动消失。但开箱时间不当，则常常会造成热裂纹，特别是金属型浇注的铝合金往往在这种应力作用下容易产生热裂纹。　　    铸铝合金件中的残留应力降低了合金的力学性能，影响铸件的加工精度。铝铸件中的残留应力可通过退火处理消除。合金因导热性好，冷却过程中无相变，只要铸件结构设计合理，铝铸件的残留应力一般较小。

铝合金具有密度低、强度高、韧性好和耐腐蚀等优点，在航空航天工业中被广泛用作结构材料，同时，也正在积极开发作为汽车先进材料而应用于高档轿车发动机。　　　　铸造工艺是传统铝合金主要制备方法，但已难以满足制备高性能铝合金的需要。靠前，传统工艺已经难以进一步提高强度、塑性、刚度、耐热性和耐腐蚀性；第二，在追求高性能的过程中，铸造工艺成本由于增添设备和成品率下降而迅速上升；第三，由于合金含量上升，塑性往往降低，因而后续压力加工成本上升、成品率降低。　　　　因此，生产的高成本大大提高了先进铝合金的使用门槛，严重影响整体市场规模的发展。在这些方面，喷射成形工艺正好具有性能和综合成本的双重优势，可使先进铝合金的使用门槛降低，还可以进一步提高性能，在一定范围内实现以铝代钢，从而迅速培育先进铝合金的市场，并反过来促进喷射成形工艺获得规模成本优势。因此，喷射成形工艺将成为先进铝合金的主要生产工艺。

20世纪90年代以后，中国的压铸工业取得了令人惊叹的发展，已发展为一个新兴产业。目前，铝合金压铸工艺已成为汽车用铝合金成形工艺中应用较广泛的工艺之一，在各种汽车成型工艺方法中占49%。     中国现有压铸企业3000家左右，压铸件产量从1995年的26.6万吨上升到2005年的87万吨，年增长率保持在20%以上，其中铝合金压铸件占所有压铸件产量的3/4以上。中国压铸件产品的种类呈多元化，包括汽车、摩托车、通讯、家电、五金制品、电动工具、IT、照明、扶梯梯级、玩具灯等。随着技术水平和产品开发能力的提高，压铸产品种类和应用领域不断扩宽，其压铸设备、压铸模和压铸工艺都发生了巨大的变化。压铸铝合金压铸铝合金自1914年投入商业化生产以来，随着汽车工业的发展和冷室压铸机的发明，得到了快速发展。     压铸铝合金按性能分为中低强度(如中国的Y102)和高强度(如中国的Y112)两种。目前工业应用的压铸铝合金主要有以下几大系列:Al-Si、Al-Mg、Al-Si-Cu、Al-Si-Mg、Al-Si-Cu-Mg、Al-Zn等。压铸铝合金力学性能的提高往往伴随着铸造工艺性能的降低，压力铸造因其高压快速凝固的特点使这种矛盾在某些方面更加突出，因此一般压铸件难于进行固溶热处理，这就制约了压铸铝合金力学性能的提高，虽然充氧压铸、真空压铸等是提高合金力学性能的有效途径，但广泛采用仍有一定难度，所以新型压铸铝合金的开发研制一直在进行。先进的压铸技术早期的卧式冷室压铸机的压铸过程只有一个速度压送金属液进入模具，压射速度只有1m~2m/s。采用这种工艺，铸件内部气孔多，组织疏松，不久便改进为2级压射，把压射过程简单地分解为慢速和快速2个阶段，但快速的速度也不过3m/s，后来为了增加压铸件的致密度，在慢速和快速之后增加了一个压力提升的阶段，成为慢压射，快压射和增压3个阶段，这就是经典的3段压射。     20世纪60年代中间，这种3级压射已经普遍推开，并且快压射阶段的速度已提高到5m/s。此后的40余年期间，世界各国领先的压铸机制造商对压射过程进行了研究试验，从而开发出一些新工艺，如70年代的抛物线压射系统，80年代的无飞边压铸系统，90年代的无飞边压射系统，其中有的从3阶段压射中对每个阶段加以再分解，这正是这个经典的3阶段压射的继续发展的延伸。现在压射速度、压力已由原来的人工手轮调节控制改为计算机控制。近年来，人们为了解决压铸件内部存在的气孔和缩孔问题，能够生产出高强度、高密性、可焊接可热处理、可扭曲等各种高要求的压铸件，除了继续完善真空压铸以外又发展了挤压铸造和半固态压铸等新的技术，并加以概括地称之为“高密度压铸法”。真空压铸技术真空压铸法是将型腔中的气体抽空或部分抽空，降低型腔中的气压，以利于充型和合金熔体中气体的排除，使合金熔体在压力的作用下充填型腔，并在压力下凝固而获得致密的压铸件。     真空压铸法与普通压铸法相比具有以下特点:(1)气孔率大大降低；(2)真空压铸的铸件的硬度高，微观组织细小；(3)真空压铸件的力学性能较高。近来，真空压铸以抽除型腔中的气体为主，主要有两种形式:(1)从模具中直接抽气；(2)置模具于真空箱中抽气。     采用真空压铸时，模具的排气道位置和排气道面积的设计至关重要。排气道存在一个“临界面积”，其与型腔内抽出的气体量、抽气时间及充填时间有关。     当排气道的面积大于临界面积时，真空压铸效果明显；反之，则不明显。真空系统的选择也非常重要，要求在真空泵关闭之前，型腔内的真空度可保持到充型完毕。充氧压铸技术压铸件气孔中的气体绝大部分为N2和H2，几乎没有O2，主要原因是O2与活性金属发生反应生成了固体氧化物，这为充氧压铸技术提供了理论基础。充氧压铸是在压铸前将氧气充入型腔，取代其中的空气。当金属液进入型腔时，一部分氧气从排气槽排出，残留的氧与金属液发生反应，生成弥散状的氧化物微粒，在铸型内形成瞬间真空，从而获得无气孔的压铸件。充氧压铸过程中，型腔内的真空是由化学反应产生的。生产中为保证安全性，应严格控制充氧量，降低型腔压力，使其与充氧压力相匹配。将真空压铸与充氧过程结合起来，使型腔处于负压状态，可获得更好的效果。     在金属液充型过程中，应使金属液以弥散喷射状态充型。浇道尺寸的大小也对充氧压铸的效果有较大影响，适当的浇道尺寸既可以满足金属液以紊流形式充满铸型，又可以避免金属液温度下降得过快。氧化物的高度弥散分布不会对铸件产生不利影响，反而可提高铸件的硬度，并使热处理后的组织细化。充氧压铸可用于与氧反应的Al、Mg及Zn合金。目前，采用充氧压铸可生产各种铝合金铸件，如:液压变速器壳体、加热器用热交换器、液压传动阀体、计算机用托架等对于需热处理或组焊、要求气密性高和在较高温度下使用的压铸件，充氧压铸具有技术和经济上的优势。半固态压铸技术半固态压铸是在液态金属凝固时进行搅拌，在一定的冷却速度下获得约50%甚至更高固相组分的浆料，然后用浆料进行压铸的技术。半固态压铸技术目前有两种成形工艺:流变成形工艺和触变成形工艺。前者是将液态金属送入特殊设计的压射成形机筒中，由螺旋装置施加剪切使其冷却成半固态浆料，然后进行压铸。后者是将固态金属粒或碎屑送入螺旋压射成形机中，在加热和受剪切的条件下使金属颗粒变成浆料后压铸成形。半固态压铸成形工艺的关键是有效制取半固态合金浆料、准确控制固液组分的比例及半固态成形过程自动化控制的研究开发。     为实现半固态成形的自动化生产，美国科学家认为需要大力发展以下几种技术:(1)具有自适性、灵活性的棒料运输；(2)精密的压铸润滑及维护；(3)可控的铸件冷却系统；(4)等离子除气及处理。     挤压压铸技术挤压压铸又称“液态金属模压”。其铸件致密性好，力学性能高，且无浇冒口。我国的一些企业已将其应用于实际生产中。挤压压铸技术具有极好的工艺优势，它能替代传统压铸、挤压铸造、低压铸造、真空压铸工艺，以及对差压铸造、连铸连锻、半固态加工的流变铸造工艺进行兼容。专家认为，挤压压铸技术是一项前沿性的新技术，横跨多个工艺领域，内涵丰富，创新性强，极具挑战性。     电磁泵低压铸造电磁泵低压铸造是一种新崛起的低压铸造工艺，与气体式低压铸造技术相比，在加压方式方面是完全不同的。其采用非接触式的电磁力直接作用于液态金属，大大降低了由于压缩空气不纯及压缩空气中氧的分压过高所带来的氧化和吸气等问题，实现了铝液的平稳输送和充型，可防止由于紊流造成的二次污染。另外电磁泵系统完全采用计算机数字控制，工艺执行非常准确、重复性好，使铝合金铸件在成品率、力学性能、表面质量和金属利用率等方面都具有明显的优势。这项技术随着研究的不断深入，工艺也愈来愈成熟。     压铸设备的发展通过近几年的发展，中国压铸机的设计水平、技术参数、性能指标、机械结构和制造质量等都有不同程度的提高，特别是冷室压铸机，由原来的全液压合型机构改为曲肘式合型机构，同时还增加了自动装料，自动喷涂，自动取件，自动切料边等，电器也由普通电源控制改为计算机控制，操控水平大大提高，有的已经达到或接近国际水平，正在向大型化、自动化和单元化进军。     在此期间，国内新的压铸机企业陆续崭露头角，其中香港力劲公司是典型的代表，该公司开发了多项国内领先的压铸机型，例如，卧式冷室压铸机较大空压射速度6m/s(1997年)和8m/s(2000年初)，镁合金热室压铸机(2000年初)匀加速压射系统(2002年)，较大空压射速度10m/s及多段压铸系统(2004年6月)，实时控制压射系统(2004年8月)和锁模力30000kN的大型压铸机(2004年7月)等。     近年来，上海压铸机厂，灌南压铸机厂等骨干企业都开发了较大空压射速度为8m/s以上的卧式冷室压铸机和锁模力在10000kN以上的大型压铸机；2005年投产的广东顺威伊力精压科技有限公司将生产10000kN~30000kN大型压铸机。可见中国正在形成一个有实力的、具有自主知识产权的压铸机制造业。中国现有压铸机总数1.2万台，其中国产压铸机约占85%，进口压铸机约占15%。近两年中国压铸机的年销售量均在1800台以上，其中10000kN及以上压铸机占2%，8000kN~9000kN压铸机占5%，5000kN~7000kN压铸机占13%，3500kN~4000kN压铸机占20%，3000kN及以下压铸机占60%。在3000kN以下压铸机中，热室压铸机约占30%。     中小型压铸机仍以国产设备为主。国产压铸机与国外先进的压铸设备的差距主要表现在以下几方面:(1)总体结构设计落后；(2)漏油严重；(3)可靠性差:这是国产压铸机较突出的缺陷，据了解，国产压铸机的平均无故障运行时间不到3000小时，甚至达不到国外50和60年代的水平。而国外一般超过20000小时；(4)品种规格不全，配套能力差:虽然在卧式冷室压铸机方面已基本成系列，但仍有个别断档，如从16000kN到28000kN间就无产品。热室压铸机也缺少4000kN以上的产品。压铸模具的发展较早的压铸模模芯材料选用的是45?钢、铸钢和锻钢等，由于其耐高温冲击性差，所以当时使用寿命也较短。随着科技的发展，压铸模芯材料也发生了重大变化，现都采用高温、高强度的3Cr2N8VH13热锻钢作为模芯材料，近年来又采用了进口的8407材料，使模具的使用寿命大大提高，特别是近年国内大部分厂都采用了计算机设计及模拟充填技术，使压铸模生产质量大大提高，生产期大大缩短。     中国模具行业发展迅猛，1996年至2004模具产量年平均增长率14%，2003年压铸模当年产值为38亿元。目前，中国国内模具对市场的满足率仅为80%左右，其中以中低档模具为主，大型、复杂的精密模具，在生产技术、模具质量和寿命以及生产能力方面均不能满足国民经济发展的需要。研究及发展方向汽车、摩托车工业以及汽车附件的消耗和配套产品的需求，为压铸件生产提供了一个广阔的市场，压铸铝合金在汽车上的应用也将不断扩大。     在今后的压铸技术研究与开发中，铝合金压铸的深化依然会是压铸技术发展的一个主要方向。为了适应市场需求，今后应进一步解决以下问题:(1)推广应用新型高强度、高耐磨性的压铸合金，研究可着色的压铸合金以及用于有特殊安全性要求的铸件等方面的新型压铸合金；(2)开发性能稳定、成分易于控制的压铸铝合金；(3)简化合金成分，减少合得奖号，为实现绿色化生产提供基础；(4)进一步完善压铸新工艺(真空压铸、充氧压铸、半固态压铸、挤压铸造等)；(5)提高对市场的快速反应能力，推行并行工程(CE)和快速原型制造技术(RPM)；(6)开展CAD/CAM/CAE系统的研究与开发；(7)开发和应用更多的压铸铝合金汽车零部件。

铝合金压铸类产品主要用于电子，汽车，电机和一些通讯行业等，当然主要的用途还是在一些器械的零件上，那么我们在铝合金的压铸中需要注意社么呢? 　　一、考虑脱模的问题 　　二、考虑铝合金压铸壁厚的问题，厚度的差距过大会对填充带来影响 　　三、在结构上尽量避免出现导致模具结构复杂的结构出现，不得不使用多个抽芯或螺旋抽芯 　　四、有些压铸件外观可能会有特殊的要求，如喷油 　　五、设计时考虑到模具问题，如果有多个位置的抽芯位，尽量放两边，最好不要放在下位抽芯，这样时间长了铝合金压铸下抽芯会出现问题。

铝合金具有密度低、强度高、韧性好和耐腐蚀等优点，在航空航天工业中被广泛用作结构材料，同时，也正在积极开发作为汽车先进材料而应用于高档轿车发动机。     铸造工艺是传统铝合金主要制备方法，但已难以满足制备高性能铝合金的需要。第一，传统工艺已经难以进一步提高强度、塑性、刚度、耐热性和耐腐蚀性；第二，在追求高性能的过程中，铸造工艺成本由于增添设备和成品率下降而迅速上升；第三，由于合金含量上升，塑性往往降低，因而后续压力加工成本上升、成品率降低。     因此，生产的高成本大大提高了先进铝合金的使用门槛，严重影响整体市场规模的发展。在这些方面，喷射成形工艺正好具有性能和综合成本的双重优势，可使先进铝合金的使用门槛降低，还可以进一步提高性能，在一定范围内实现以铝代钢，从而迅速培育先进铝合金的市场，并反过来促进喷射成形工艺获得规模成本优势。因此，喷射成形工艺将成为先进铝合金的主要生产工艺。

铝合金在生产过程中，容易出现缩孔、砂眼、气孔和夹渣等铸造缺陷。如何修复铝合金铸件气孔等缺陷呢？如果用电焊、氩焊等设备来修补，由于放热量大，容易产生热变形等副作用，无法满足补焊要求。    冷焊修复机是利用高频电火花瞬间放电、无热堆焊原理来修复铸件缺陷。由于冷焊热影响区域小，不会造成基材退火变形，不产生裂纹、没有硬点、硬化现象。而且熔接强度高，补材与基体同时熔化后的再凝固，结合牢固，可进行磨、铣、锉等加工，致密不脱落。冷焊修复机是修补铝合金气孔、砂眼等细小缺陷的理想方法。

一、缩孔这种缺陷常发生在铸件的肥厚部分，或者厚薄交接处。有时铸件表面发白，实际上就是缩松。产生的原因：结晶过程中铸件补缩不够；引入合金液的位置不对；金属型各部位的温度不恰当，不符合顺序凝固的原则；涂料不当或涂料脱落；浇注温度过高；浇注速度太快；铸件冷却太慢；铸件毛边太大。防止办法：在铸件厚大部位设置冒口，冒口的大小、高度要适宜，达到最后凝固，提高冒口的补缩作用；沿铸件四周均匀分布内浇道，或从冒口根部开设补充浇道进行补充浇注；调整金属型各部分的温度规范，便于铸件顺序凝固；按铸件工作部分和浇冒口部位不同要求选用不同的涂料成分及涂料厚度，脱料要均匀补上；适当降低浇注温度；减慢浇注速度；在容易产生缩松的部位，嵌上铜冷铁或通气塞，以加速冷却。二、冷隔这种缺陷一般产生在较大的水平表面的薄壁铸件上，以及合金最后汇流处。铸件出型后经过震砂，进行外观检查即可发现。产生的原因：模具温度过低；铝液温度过低；模具排气不良；浇注系统设计不良，内浇口数量少、截面过小；浇注速度太慢或浇注中断；铸件设计壁厚太薄或缺少适当的圆角。防止办法：适当提高模具温度；适当提高铝液浇注温度；气体不易排出的部位上设置通气槽或排气塞，保持排气良好；适当增加内浇口数量和内浇口的截面；适当提高浇注速度，避免铝液浇注中断；按铸件设计工艺性要求设计合理的最小壁厚和铸造圆角。三、气孔气孔往往产生在铸件的上部且经常发生在铸件凸出部分的表面。铸件内部隐蔽的气孔，必须通过X光透视，以及在铸件进行加工时发现。产生的原因：浇注速度太快，卷入空气；模具排气气不良；铝液流动过快；熔化温度过高；合金除气不良；浇注温度过高；砂芯不干、排气不良或发气量太大。防止办法：平稳地浇注金属液；于金属型气体不易排除的部位增设排气槽或排气塞，并经常清理；浇注时浇包尽量靠近浇口杯；严格控制铝液温度防止超温；铝液正确地进行除气；泥芯应烘干，排气孔应畅通，泥芯返潮后应补烘，特大的泥芯中间应挖空；金属型涂料后应等涂料干燥后才能浇注。四、裂纹裂纹多数出现在铸件的内夹角处，厚薄断面过渡的部位；合金液引入铸件的部位和发生铸造应力最大的部位可用着色检查、气密性试验、X光检查发现。铝铸件上冷裂纹，在清理砂芯后进行外观检查便可发现。产生的原因：铸件上有尖角，厚薄相差悬殊；模具局部过热或浇注温度过高；冷铁安放不正确；铸件补缩不良；防止办法：改进设计，清除铸件尖角，尽量使铸件壁厚均匀过渡并倒圆角；正确地选择浇口，浇道的位置，控制浇注温度、涂料厚度，正确放置冷铁，增大冒口补缩能力；在模具冒口部位上涂石棉保温涂料。五、偏析偏析一般分布在铸件厚大部分的中心部位及上部，做宏观分析时可以发现。产生的原因：浇注前铝液成分未搅拌均匀；浇注温度过高；金属型温度过高，涂料不均匀，太厚。防止办法：浇注前尽量使合金液搅拌均匀；适当降低浇注温度和金属型的预热温度；在冷却慢的部位设计冷铁、通气塞或采用气冷、水冷；添加阻碍合金产生偏析的元素；将铸件壁厚适当减薄，以加快凝固。

锌合金压铸        锌合金是以锌为基加入其他元素组成的合金。常加的合金元素有铝、铜、镁、镉、铅、钛等。锌合金熔点低，流动性好，易熔焊，钎焊和塑性加工，在大气中耐腐蚀，残废料便于回收和重熔；但蠕变强度低，易发生自然时效引起尺寸变化。熔融法制备，压铸或压力加工成材。按制造工艺可分为铸造锌合金和变形锌合金。锌合金的主要添加元素有铝,铜和镁等.锌合金按加工工艺可分为形变与铸造锌合金两类.铸造锌合金流动性和耐腐蚀性较好,适用于压铸仪表,汽车零件外壳等。　　一、锌合金的特点　　1. 比重大。　　2. 铸造性能好，可以压铸形状复杂、薄壁的精密件，铸件表面光滑。　　3. 可进行表面处理：电镀、喷涂、喷漆。　　4. 熔化与压铸时不吸铁，不腐蚀压型，不粘模。　　5. 有很好的常温机械性能和耐磨性。　　6. 熔点低，在385℃熔化，容易压铸成型。　　使用过程中须注意的问题：　　1. 抗蚀性差。当合金成分中杂质元素铅、镉、锡超过标准时，导致铸件老化而发生变形，表现为体积胀大，机械性能特别是塑性显著下降，时间长了甚至破裂。　　铅、锡、镉在锌合金中溶解度很小，因而集中于晶粒边界而成为阴极，富铝的固溶体成为阳极，在水蒸气（电解质）存在的条件下，促成晶间电化学腐蚀。压铸件因晶间腐蚀而老化。　　2. 时效作用　　锌合金的组织主要由含Al和Cu的富锌固溶体和含Zn的富Al固溶体所组成，它们的溶解度随温度的下降而降低。但由于压铸件的凝固速度极快，因此到室温时，固溶体的溶解度是大大地饱和了。经过一定时间之后，这种过饱和现象会逐渐解除，而使铸件地形状和尺寸略起变化。　　3. 锌合金压铸件不宜在高温和低温（0℃以下）的工作环境下使用。锌合金在常温下有较好的机械性能。但在高温下抗拉强度和低温下冲击性能都显著下降。　　        二、锌合金种类　　Zamak 3: 良好的流动性和机械性能。　　应用于对机械强度要求不高的铸件，如玩具、灯具、装饰品、部分电器件。　　Zamak 5: 良好的流动性和好的机械性能。　　应用于对机械强度有一定要求的铸件，如汽车配件、机电配件、机械零件、电器元件。　　Zamak 2: 用于对机械性能有特殊要求、对硬度要求高、尺寸精度要求一般的机械零件。　　ZA8: 良好的流动性和尺寸稳定性，但流动性较差。　　应用于压铸尺寸小、精度和机械强度要求很高的工件，如电器件。　　Superloy: 流动性最佳，应用于压铸薄壁、大尺寸、精度高、形状复杂的工件，如电器元件及其盒体。　　不同的锌合金有不同的物理和机械特性，这样为压铸件设计提供了选择的空间。　　        三、锌合金的选择　　选择哪一种锌合金，主要从三个方面来考虑　　1. 压铸件本身的用途，需要满足的使用性能要求。包括：　　（1） 力学性能，抗拉强度，是材料断裂时的最大抗力；　　伸长率，是材料脆性和塑性的衡量指标；　　硬度，是材料表面对硬物压入或摩擦所引起的塑性变形的抗力。　　（2） 工作环境状态：工作温度、湿度、工件接触的介质和气密性要求。　　（3） 精度要求：能够达到的精度及尺寸稳定性。　　2. 工艺性能好：（1）铸造工艺；　　（2）机械加工工艺性；　　（3）表面处理工艺性。　　3. 3. 经济性好：原材料的成本与对生产装备的要求（包括熔炼设备、压铸机、模具等），以及生产成本。压铸：              以上是锌合金压铸的介绍,更多信息请详见上海 有色金属 网。 

热顶电磁铸造法与普通电磁铸造法的区别在于采用特制的屏蔽罩结构，并在其内部用耐火材料制成热顶约束液柱顶部熔体成型，也就是热顶兼有屏蔽罩的功能。　　热顶电磁铸造技术具有如下优点：　　（1）与电磁铸造技术相比，热顶具有约束部分液柱成型的作用。金属液面位置的控制相比之下更为容易，并有利于液柱高度的稳定。　　（2）热顶截面由于由下到上逐渐增大，在铸造过程中金属液浇注量的增减对液柱高度的影响明显减弱，从而增强了液柱高度和铸锭尺寸的稳定性。　　（3）热顶有利于金属液的浇注，减弱了浇流对金属液柱的冲击力。　　（4）由于液-固界面处的液柱仍依靠电磁力约束成半悬浮状态，保证了铸锭侧表面在自由表面状态下凝固，并未削弱液穴内的电磁搅拌作用，继承了电磁铸造铸锭表面光亮、内部组织致密的优点。　　热顶电磁铸造技术即充分发挥了普通电磁铸造和电磁连铸的优点，又增强了系统的可操作性，其磁场强度和电磁压力分布合理，能有效控制铸锭夹杂，提高铸锭表面和内部质量。

高压合金钢管基地主要经营电厂，锅炉厂，石化单位等所需的合金管、高压锅炉管、石油裂化管、化肥专用管、输送流体管等各种管材。合金材质：12Cr1MovG、15CrMoG、35CrMo、10CrMo910、A335P11. P22.P91. T91、钢研102、ST45.8-111、A106B。    不锈钢管：1Cr18Ni9Ti，0Cr18Ni9，304，321，321L，316，316L，TP347H。其它产品材质为：20#、35#、45#、20G、16Mn、12CrMor等。    执行国标为：结构管GB/T8162-1999、流体管GB/T8163-1999、低中压锅炉管GB/T3087-1999、高压锅炉管GB/T5310-1995、高压合金钢管、化肥专用管GB/T6479-86、石油裂化管GB/T9948-88、船舶专用管GB5312－99，同时我公司备有千吨合金管。公司以质量、信誉为国内厂矿企业树立良好市场。    经过多年的积累，公司与成都无缝钢管厂、鞍山钢铁集团无缝钢管厂包头钢铁集团无缝钢管厂、衡阳、冶钢、天津无缝管厂组建的现货销售中心，建立了良好的合作关系，是各种规格、厚壁无缝钢管销售代理企业。   高压合金钢管基地坚持外抓市场，内抓管理，走质量效益型发展道路，取得了良好的经济和社会效益凭借雄厚的资金实力、先进的管理经验、优良的销售服务、严格的质量进货管理体系和科学的整体营销手段，与您携手并进，共同发展。 公司经营以公正、客观、科学、诚信为原则，管理上坚持以人为本，服务上以客为尊、规范经营。公司全体人员勇于开拓、团结奋进、继往开来、孜孜拼搏 ，抓住社会经济展的大好形势和西部大开发的机遇，积极主动与同行加强交流，广交社会各界朋友 ，与时俱进，迈向新的历程!

1　前语 　　跟着科学技术的迅速发展,铝合金使用规模日益扩展,现在已被广泛地使用在飞机、轿车、摩托车、仪器仪表及电影机械工业上。铝合金不只具有优秀的强度及刚性,并且杂乱几许形状零件的压铸可一次成型,完成了无切削加工,工艺简略,出产效率高。咱们选用铝合金压铸件先镀亮光镍,再镀一层黑色的电镀工艺,既节省本钱,又能取得一种高装饰性表面镀层更有特征,进步产品在世界市场上竞争才能。铝合金电镀与普通电镀工艺有必定差异,因为铝合金是一种比较生动的金属,复原、置换才能强,给电镀工艺带来不少困难,一般都选用浸锌办法来作预处理。较近几年,国内外电镀科技工作者开发了许多铝合金电镀新工艺,在此基础上,咱们研发了新式铝合金表面前处理液———Ｈ·Ｓ·Ｆ液,铝合金电镀工艺更为简略,镀层结合力大大进步,然后确保铝合金压铸件镀黑色电镀质量。 　　2　铝合金压铸件前处理 　　铝合金压铸件含硅较高,表面常有小气孔和缝隙存在,为了取得高装饰性外观,需机械抛光。因为铝合金的硬度较低,机械抛光轮要柔软而有必定弹性,避免机械抛光时零件边角变形。前处理主要有有机溶剂脱脂、碱蚀、酸蚀,浸Ｈ·Ｓ·Ｆ液等处理。 　　2.1　有机溶剂脱脂 　　一般选用汽油、等有机溶剂脱脂,以溶解矿藏和抛光膏,也可用洗涤剂溶液擦拭。 　　2.2　碱蚀 　　为了除掉零件表面细微油脂和Ａｌ2Ｏ3薄膜,在弱碱液中进行腐蚀,以露出铝合金基体并发生微观粗糙度。但溶液碱性不宜太强,一起要严格控制碱蚀液的温度和碱蚀时刻,避免发生过腐蚀的现象,碱蚀工艺条件如下: 　　Ｎａ2ＣＯ3　　　　　　　　30ｇ/Ｌ 　　Ｎａ3ＰＯ4　　　　　　　　30ｇ/Ｌ 　　添加剂　　　　　　　　　　2～4ｇ/Ｌ 　　ＯＰ-10乳化剂　　　　　　0.5～1ｍＬ/Ｌ 　　温度　　　　　　　　　　　75～85℃ 　　时刻　　　　　　　　　　　30～60ｓ 　　2.3　酸蚀(除灰) 　　铝合金压铸件在热碱蚀溶液中腐蚀时,因为铝的化学溶解和合金元素Ｓｉ的不溶解,在零件表面上会残留一层附着的黑色膜,为了完全除掉这层膜,有必要在以下混合酸中处理: 　　ＨＮＯ　　　　　　33份 　　ＨＦ　　　　　　　1份 　　水　　　　　　　　少数 　　温度　　　　　　　室温 　　时刻　　　　　　　20～40ｓ 　　2.4　浸Ｈ·Ｓ·Ｆ液 　　Ｈ·Ｓ·Ｆ液是浸锌溶液的改进,是咱们自行研发的专用于铝件表面预处理的溶液,所取得的多元合金层结构严密,结晶详尽,孔隙较小,结合力杰出,并且浸Ｈ·Ｓ·Ｆ溶液后能够直接亮光镀镍,简化了电镀工序,其工艺规范如下: 　　Ｈ·Ｓ·Ｆ　　　　　浓缩液500ｍＬ/Ｌ 　　水　　　　　　　　余量 　　温度　　　　　　　15～30℃ 　　时刻　　　　　　　30～40ｓ 　　3　电镀中间层中间层一般选用普通亮光镀镍溶液配方及工艺条件: 　　硫酸镍(ＮｉＳＯ4·7Ｈ2Ｏ)　　　　　　250ｇ/Ｌ 　　氯化镍(ＮｉＣｌ2·6Ｈ2Ｏ)　　　　　　60ｇ/Ｌ 　　(Ｈ3ＢＯ3)　　　　　　　　　　　40ｇ/Ｌ 　　十二烷基硫酸钠　　　　　　　　　　　0.05～0 1ｇ/Ｌ 　　亮光剂　　　　　　　　　　　　　　　恰当 　　ｐＨ　　　　　　　　　　　　　　　　4～4 5 　　温度　　　　　　　　　　　　　　　　52～55℃ 　　阴极电流密度　　　　　　　　　　　　2 5～4Ａ/ｄｍ2 　　时刻　　　　　　　　　　　　　　　　12～15分 　　阴极移动　　　　　　　　　　　　　　需求 　　电镀亮光镍时较好带电入槽,用大一倍的电流冲击镀1～2分钟,然后按惯例镀镍。 　　4　铝合金压铸件电镀黑色工艺 　　铝合金压铸件毛坯→毛坯查验→机械抛光→汽油或除油→凉干→上夹具→化学除油及碱腐蚀→温水清洗→冷水洗→流水中清洗→酸蚀→水洗→流水中清洗→浸Ｈ·Ｓ·Ｆ溶液→水洗→流水清洗→镀亮光镍(较好带电入槽)→水洗→流水中清洗→5%Ｈ2ＳＯ4溶液中活化→水洗→流水中清洗→镀黑色→水洗→流水中清洗→化学钝化→水洗→流水中清洗→烘干(5～10分钟)→下夹具→查验→浸漆或喷漆。国内黑色电镀工艺大都是锡镍合金镀层,也有锡钴合金镀层。其镀液有3品种型:氟化物型、型、焦磷酸盐型,从环保安全考虑,咱们挑选焦磷酸盐型黑色电镀工艺。 　　4.1　镀液配方及工艺条件 　　ＳｎＣｌ2·2Ｈ2Ｏ　　　　　　13～15ｇ/Ｌ 　　ＮｉＣｌ2·6Ｈ2Ｏ　　　　　　55～60ｇ/Ｌ 　　Ｋ4Ｐ2Ｏ7·3Ｈ2Ｏ　　　　　　230～250ｇ/Ｌ 　　Ｈ·Ｓ·Ｆ-2添加剂　　　　　　5～15ｇ/Ｌ 　　或乙二胺　　　　　　　　5～10ｍＬ/Ｌ 　　ｐＨ　　　　　　　　　　　　8～9 　　Ｔ　　　　　　　　　　　　　45～55℃ 　　ｔ　　　　　　　　　　　　　1～3′ 　　Ｄｋ　　　　　　　　　　　　0.5～1.5Ａ/ｄｍ2 　　阳极　　　　　　　　　　　　镍板 　　阴极移动　　　　　　　　　　需求 　　4.2　镀液制造 　　①把核算量的氯化亚锡、氯化镍及焦磷酸钾等分别用50～60℃热水溶解。 　　②把溶解好的锡盐和镍盐溶液在不断拌和下渐渐加至焦磷酸钾溶液中,再拌和15ｍｉｎ左右,若有混浊,还要持续加温拌和直至悉数弄清。 　　③参加核算量的添加剂,用水溶解时加少数ＮａＯＨ。 　　④将核算量参加,加水至所需容积,拌和均匀。 　　⑤丈量并调整ｐＨ至8～9,加温至45～55℃,边电解边试镀。 　　4.3　镀液各成份的效果 　　4.3.1　氯化亚锡 　　它是供给锡离子的主盐。氯化亚锡的含量添加,锡镍合金镀层中锡的含量添加。氯化亚锡含量在较大规模内改变对镀层色彩没有显着的影响。当氯化亚锡含量过高时,镀层色泽变浅;含量过低时,镀层呈茶色。该镀液不允许参加等氧化剂,也不允许用空气拌和,只能选用阴极移动。 　　4.3.2　氯化镍 　　它是供给镍离子的主盐。氯化镍含量添加,锡镍合金镀层中镍的含量略有添加。当氯化镍含量过低时,镀层色泽较浅。氯离子有利于镍板阳极活化和溶解。 　　4.3.3　焦磷酸钾 　　它是镍离子、锡离子的络合剂。焦磷酸钾除了络合镍、锡外,有必要存在必定量的游离焦磷酸钾。焦磷酸钾含量偏低时,镀层粗糙,色泽不均匀。含量偏高时,阴极电流密度下降,堆积速度减慢。 　　4.3.4　或乙二胺 　　参加可下降镀层的内应力,并使镀层色泽均匀,因为气味重,镀液经加温后,蒸发更严峻,故选用乙二胺代替。 　　4.3.5　添加剂 　　Ｈ·Ｓ·Ｆ-2添加剂也称发黑剂,是锡、镍离子的络合剂,是黑色电镀不行短少的组份。因为发黑剂品种和含量的不同,可取得浅、中、深铁灰色和茶色外观。 　　5　镀后处理 　　铝合金压铸件黑色电镀后,有必要当即水洗,并钝化、烘干。钝化能进步镀层抗蚀才能,在烘箱中烘干的进程就是镀层坚膜的进程,此工序是不行短少的。 　　5.1　化学钝化 　　铬酐　　40～60ｇ/Ｌ 　　醋酸　　1～2ｍＬ/Ｌ 　　温度　　室温 　　时刻　　30～60ｓ 　　5.2　坚膜 　　老化镀层,改进进步镀层的耐蚀性。镀层钝化后,经水洗,放入烘箱内涵100℃中烘干15～20分钟即可。 　　5.3　涂漆 　　涂漆的意图,是延蛇矛黑色镀层的使用寿命。依据产品质量层次凹凸而定。一些低层次的产品浸油进步防蚀功能,产品质量要求高的,有必要进行喷漆处理。

铜合金压铸性能特点极佳的热强性及热稳定性极佳的高温耐磨性极佳的抗冷热疲劳性极佳的韧性良好的机械加工性能良好的热传导铜合金压铸性能用途铜合金压铸模具热锻模具的凹模与冲头铜合金挤压模具铜合金压铸模具 由于铜合金的浇注温度为940～980℃,模具的使用寿命相对来说比较低,使用寿命相当于铝合金模具使用寿命的1/2～1/3,如果使用不当、模具材料质量劣、机加或热处理工艺不良,模具的使用寿命会更低。铜合金的模具结构、加工、热处理等与铝合金模具一样,此处不在赘述。为了模具有较长的使用寿命,特别推荐两种优质铜合金压铸模具用钢,以供参考:1 SKD611） 化学成分： C           Mn          Si           Cr          S       P      Mo          V 0.35～0.42 0.30～0.50 0.80～1.20 4.80～5.50 ≤0.01 ≤0.03 1.20～1.60 0.50～1.10 2）性能：该钢是一种空冷硬化的热作模具钢，也是所有热作模具钢中使用最广泛的钢号之一。该钢具有较强的热强性和硬度，在中温条件下（300℃～400℃）具有很好的韧性、热疲劳性和一定的耐磨性。 3）用途：广泛用于制造热挤压模具与芯棒、模锻锤的锻模、锻造压力机模具、精锻机用模具镶块以及铝、铜及其合金的压铸模（46±1HRC时使用寿命最长），模具标准件型芯、顶杆、推管等。 4）热处理工艺： 淬火 回火 加热温度℃    淬火介质 硬度HRC 回火温度℃ 时间h 回火硬度HRC 1020～1050 空冷     53～       590+560   2      48～52 625+580 40～452 H13热作模具钢主要用途 ：用于制造冲击载荷 大的锻模，热挤压模，精锻模，铝，铜及其合金的压铸模。特　　点 ：具有良好的耐热性，在较高温度时具有较好的强度和硬度，高的耐磨性和韧性，　　　　　 良好的热疲劳性能。优良的综合力学性能和较高的抗回火稳定性。化学成份   ：C％         Si％       Mn％       Cr％         Mo％        V％          P％      S ％0.32-0.45 0.80-1.2 0.20-0.50   4.75-5.50   1.10-1.75   0.80-1.20   ≤0.03   ≤0.03热处理工艺（推荐参数）：淬火：预热温度550℃、850℃，淬火温度1020-1050℃火介质油、空气，淬火硬度HRC57-60回火：回火温度600℃，回火二次，回火后硬度HRC47-49铜合金压铸加工压铸是近代 金属 加工工艺中发展较快的一种高效率、少无切削的 金属 成形精密铸造针对该问题，本课题在铜合金压铸过程中，如何避免气孔缺陷以及压铸成型性等方面压铸是近代 金属 加工工艺中发展较快的一种高效率、少无切削的 金属 成形精密铸造方法，这种工艺方法已广泛地应用在国民经济的各行各业中。在压铸过程中，铸件内部经常出现气孔和缩孔、缩松等缺陷。针对该问题，本课题在铜合金压铸过程中，如何避免气孔缺陷以及压铸成型性等方面进行了研究。 本文分析了Solidworks和ProCAST的数据结构。利用了两者接口的sm1+sm2=sm3形式解决了压射室运动模拟模型创建的问题。解决了数据接口难的问题，建立实验用慢压射压射室部分模型。并利用Shell模型在Pro／E环境中建立包括铸件与铸型实体表面的特殊壳体，该方法可以解决CAD／CAE软件之间数据传递问题。 利用ProCAST模拟，得出在给定压射室参数条件下，慢压射加速度在2m／s~2时，压射室内 金属 液将气体完全排出，该加速度条件下，当模具温度200℃，浇注温度1150℃时，获得最佳铸件。 真空压铸可减少铸件内部气孔、改善铸件表面质量和保持生产过程铸件尺寸的稳定性、降低压射比压，延长模具寿命。本文设计并制造了铜合金压铸用真空系统。并对该系统进行了计算验证。

序号    合金牌号 合金   代号                               主要元素，wt%Si Cu Mg Zn Mn Ti 其它 Al1 ZAlSi7Mg ZL101 6.5～7.5   0.25～0.45         余量2 ZAlSi7MgA ZL101A           0.08～0.20   余量3 ZAlSi12   6.5～7.5   0.25～0.45         余量4 ZAlSi9Mg ZL102         0.2～0.5     余量5 ZAlSi5Cu1Mg ZL104 10.0～13.0 1.0～1.5           余量6 ZAlSi5Cu1MgA ZL105     0.17～0.35         余量7 ZAlSi8Cu1Mg ZL105A 8.0～10.5 1.0～1.5           余量8 ZAlSi7Cu4 ZL106 4.5～5.5 1.0～1.5 0.4～0.6   0.3～0.5 0.10～0.25   余量9 ZAlSi12Cu2Mg1 ZL107 4.5～5.5 3.5～4.5 0.4～0.55         余量10 ZalSi12Cu1Mg1Ni1 ZL108 7.5～8.5 1.0～2.0 0.3～0.5   0.3～0.9   Ni 0.8～1.5 余量11 ZAlSi5Cu6Mg ZL109 6.5～7.5 0.5～1.5           余量12 ZAlSi9Cu2Mg ZL110 11.0～13.0 5.0～8.0 0.4～1.0         余量13 ZAlSi7Mg1A ZL111 11.0～13.0 1.3～1.8 0.8～1.3   0.10～0.35 0.10～0.35 Be 0.04～0.07(a) 余量14 ZAlSi5Zn1Mg ZL114A 4.0～6.0   0.2～0.5 1.2～1.8   0.10～0.20 Sb 0.1～0.25 余量15 ZAlSi8MgBe ZL115 8.0～10.0   0.4～0.6       Be 0.15～0.40 余量16 ZAlcu5Mn ZL116 6.5～7.5   0.45～0.60     0.10～0.30   余量17 ZAlCu5MnA ZL201 4.8～6.2 4.5～5.3 0.4～0.65   0.6～1.0 0.15～0.35   余量18 ZAlCu4 ZL201A 6.5～8.5 4.8～5.3 0.35～0.55   0.6～1.0 0.15～0.35   余量19 ZAlCu5MnCdA ZL203   4.0～5.0         Cd 0.15～0.25 余量20 ZAlCu5MnCdVA ZL204A ZL205A         4.6～5.3 4.6～5.3                 0.6～0.9 0.3～0.5 0.15～0.35 0.15～0.35 Cd 0.15～0.25 V 0.05～0.3 Zr 0.05～0.2 B 0.005～0.06 余量  21     ZAlRE5Cu3Si2   ZL207         3.0～5.4                 0.9～1.2         Ni 0.2～0.3 Zr 0.15～0.25 RE 4.4～5.0(b)   余量  22 ZAlMg10   1.6～2.0   0.15～0.25         余量23 ZAlMg5Si1 ZL301               余量  24 ZAlMg8Zn1 ZL303       1.0～1.5 0.1～0.4   Be 0.03～0.1 余量25 ZAlZn11Si7 ZL305     9.5～11.0 9.0～13.0   0.1～0.2   余量26 ZAlZn6Mg ZL401 ZL402 0.8～1.3 6.0～8.0     4.5～5.5 7.5～9.0 0.1～0.3 0.5～0.65 5.0～6.5   0.15～0.25 Cr 0.4～0.6 余量

1、机械抛光　　机械抛光是靠切削、材料表面塑性变形去掉被抛光后的凸部而得到平滑面的抛光方法，一般使用油石条、羊毛轮、砂纸等，以手工操作为主，表面质量要求高的可采用超精研抛的方法。超精研抛是采用特制的磨具，在含有磨料的研抛液中，紧压在铝合金压铸件被加工表面上，作高速旋转运动。利用该技术可以达到Ra0.008μm的表面粗糙度，是各种抛光方法中最高的。光学镜片模具常采用这种方法。　　2、化学抛光　　化学抛光是让铝合金压铸件在化学介质中表面微观凸出的部分较凹部分优先溶解，从而得到平滑面。这种方法的主要优点是不需复杂设备，可以抛光形状复杂的铝合金压铸件，可以同时抛光很多铝合金压铸件，效率高。化学抛光的核心问题是抛光液的配制。化学抛光得到的表面粗糙度一般为数10μm。　　3、电解抛光　　电解抛光基本原理与化学抛光相同，即靠选择性的溶解材料表面微小凸出部分，使表面光滑。与化学抛光相比，可以消除阴极反应的影响，效果较好。电化学抛光过程分为两步：　　（1）宏观整平溶解产物向电解液中扩散，铝合金压铸件表面几何粗糙下降，Ra＞1μm。　　（2）微光平整阳极极化，表面光亮度提高，Ra＜1μm。　　4、超声波抛光　　将铝合金压铸件放入磨料悬浮液中并一起置于超声波场中，依靠超声波的振荡作用，使磨料在铝合金压铸件表面磨削抛光。超声波加工宏观力小，不会引起铝合金压铸件变形，但工装制作和安装较困难。超声波加工可以与化学或电化学方法结合。在溶液腐蚀、电解的基础上，再施加超声波振动搅拌溶液，使铝合金压铸件表面溶解产物脱离，表面附近的腐蚀或电解质均匀；超声波在液体中的空化作用还能够抑制腐蚀过程，利于表面光亮化。　　5、流体抛光　　流体抛光是依靠高速流动的液体及其携带的磨粒冲刷铝合金压铸件表面达到抛光的目的。常用方法有：磨料喷射加工、液体喷射加工、流体动力研磨等。流体动力研磨是由液压驱动，使携带磨粒的液体介质高速往复流过铝合金压铸件表面。介质主要采用在较低压力下流过性好的特殊化合物（聚合物状物质）并掺上磨料制成，磨料可采用碳化硅粉末。　　6、磁研磨抛光　　磁研磨抛光是利用磁性磨料在磁场作用下形成磨料刷，对铝合金压铸件磨削加工。这种方法加工效率高，质量好，加工条件容易控制，工作条件好。采用合适的磨料，表面粗糙度可以达到Ra0.1μm。

压力铸造工艺的诸多特点，使其在提高有色金属合金铸件的精度水平、生产效率、表面质量等方面显示出了巨大优势。随着汽车、摩托车等工业的发展，以及提高压铸件质量、节省能耗、降低污染等设计要求的实现，有色金属合金压铸件、特别是轻合金（铝及镁合金）压铸件的应用范围在快速扩张。有资料表明：工业发达国家用铝合金及镁合金铸件代替钢铁铸件正在成为重要的发展趋势。目前压铸已成为汽车用铝合金成形过程中应用较广泛的工艺之一，在各种汽车成型工艺方法中占49％。　　　　20世纪90年代以来，中国有色金属压铸工业在取得令人惊叹发展的同时，已成为一个新兴产业。现全国共有有色金属压铸企业3000家左右，压铸件产量从1995年的26.6万t上升到2005年的87万t，年均递增率为12.58％，其中铝合金压铸件占所有压铸件产量的3／4以上。　　　　随着技术水平和产品开发能力的提高，铝合金压铸产品的种类和应用领域在不断扩宽，其合金种类、压铸设备、压铸模具和压铸工艺都发生了巨大的变化。　　　　压铸铝合金的新进展　　　　压铸铝合金自1914年投入商业化生产以来，随着汽车工业的发展和冷室压铸机的发明，其合金种类得到了快速发展。压铸铝合金按性能可分为中低强度（如中国的Y102）和高强度（如中国的Y112）两种。目前工业上应用的压铸铝合金主要有以下几大系列：Al—51、Al—Mg、Al—Si—Cu、Al—Si—Mg、AI－Si—Cu—Mg、Al—Zn等。工业发达国家应用的主要压铸铝合金系列。

牌号 用处举例ZL101 适用于砂型、金属型和熔模铸造等工艺办法，制作形状杂乱、壁厚较薄或要求气密的接受中等载荷的零件，如支臂、支架、液压元件、附件壳体，仪器外壳等。ZL101A 可用于飞机发起机动的各种机匣，泵体、壳体等。ZL102 用于形状杂乱、作业温度在200以下要求高气密性接受低载荷的零件，如外表壳体、活塞、制动器外壳等。ZL104 适用于砂型或金属型铸造形状杂乱的薄壁零件，合适制作中等载何而作业温度不超越180的零件，如机匣、结构、缸体等ZL105 适于铸造形状较杂乱和接受中等载荷，作业温度至250的各种发起机零件和附件零件如汽缸件、机匣、油泵壳体等ZL108 ZL109 用于发起机活塞等高温下（≤250）作业的零件。当要求热膨胀系数小，强度高，耐磨性高时，也可采用。ZL111 用于形状杂乱，接受高载荷，气密性要求高的大型零件。ZL201 适用于制作接受较高载荷或在175-300下作业的，形状不太杂乱的零件，如飞机的外挂架、支臂等ZL201A 接受较大载荷、作业温度达300、中等杂乱程度的高强度铸件，如梁、框、肋和轮毂等ZL203 用于形状简略，接受中等静载荷 和冲击载荷，作业温度不超越200，并要求切削性杰出的零件，如曲轴箱、支架、飞轮盖等。ZL204A 是一种新式合金，其使用规模和作业条件与ZL201A类似，但具有更高的强度功能，其作业温度限于200以下。该合金已用于替代2A14制作重要部件，还可用于飞机承力部件，如各种梁、框等。ZL205A T5状况用于承力构件，如和飞机的梁框、支臂、支座等零件，减轻分量；并可替代2A50等锻铝，削减工时； T6状况用于接受大载荷零件，可替代2A14锻件。也可替代中碳钢，做雷达的横轴等； T7状况合金用于在腐蚀气氛中作业的承力构件，如替代45号钢制作超高压线路架线中轮。ZL207 用于制作作业温度达400并要求气密的零件，如飞机空气分配器和电动活门壳体等，可替代铜或钛合金，明显减轻分量，降低成本。ZL301 用于要求耐蚀性高的飞翔器零件ZL303 在对耐蚀性有特殊要求的条件下（海水或其他腐蚀介质）或作业温度较高（200）时用。如水上飞机的一些承载不大的零件或装修件。ZL401 用于外表薄壳体压铸零件，作业温度不宜超越200ZL402 用于接受高的静载荷和冲击载荷而又不便于进行热处理的零件，亦可用于要求同腐蚀介质触摸和尺度稳定性高的零件，如高空飞翔氧气调节器等。

1．操作者必须持证上岗。　　　　2．操作者必须穿戴好个人防护用品。　　　　3．操作者必须熟悉所操作设备的结构、性能、工作原理和调试方法，并认真阅读操作说明，严格按设备操作规程操作。-东莞压铸机配件　　　　4.压铸机操作：　　　　4．1操作者开机前必须对设备、仪表、润滑、冷却系统和设备的安全防护装置做全面的检查，确保完好有效。　　　　4．2操作者安装镶件时，必须戴手套，以防烫手。　　　　4．3设备运转中操作者（包括其他人）不得进入危险区域。以防碰伤和烫伤。　　　　4．4往保温炉加注铝液时，操作者（包括其他人）要远离叉车和保温炉，以防铝液飞溅伤人。　　　　4．5拆装模具过程中要正确选用吊索具和拆装方法，并检查模具是否有安钢紧装置，以防模具坠落砸伤设备和人员。　　　　5．保温炉操作：　　　　5．l新炉和长久未用的炉子，使用前必须炉干，以防加注铝液爆溅灼伤人。　　　　5．2操作者应经常检查导线有无烧焦、破损、搭接设备外露金属部分，防止发生触电事故。　　　　5．3保温炉加注铝液时，必须停电。　　　　5．4清理铝液浮渣时，起吊加热盖要正确选用吊索具，并按操作规程操作；加热盖要落地放置，不得一直悬在空中；待炉温降低清渣时，清理人员要佩戴相应的防护用品（如手套、护目镜）；炉渣清理完毕，加热盖要恢复原位，接线正确，并把防护罩安装稳妥。　　　　6操作者要认真做好交接班记录。

一 氧化夹渣 　　缺陷特征：氧化夹渣多分布在铸件的上表面，在铸型不通气的转角部位。断口多呈灰白色或黄色，经x光透视或在机械加工时发现，也可在碱洗、酸洗或阳极化时发现 　　产生原因： 　　1．炉料不清洁，回炉料使用量过多 　　2.浇注系统设计不良 　　3．合金液中的熔渣未清除干净 　　4．浇注操作不当，带入夹渣 　　5.精炼变质处理后静置时间不够 　　防止方法： 　　1．炉料应经过吹砂，回炉料的使用量适当降低 　　2．改进浇注系统设计，提高其挡渣能力 　　3.采用适当的熔剂去渣 　　4．浇注时应当平稳并应注意挡渣 　　5．精炼后浇注前合金液应静置一定时间 　　二 气孔 气泡 　　缺陷特征：三铸件壁内气孔一般呈圆形或椭圆形，具有光滑的表面，一般是发亮的氧化皮，有时呈油黄色。表面气孔、气泡可通过喷砂发现，内部气孔 气泡可通过X光透视或机械加工发现气孔 气泡在X光底片上呈黑色 　　产生原因： 　　1．浇注合金不平稳，卷入气体 　　2．型(芯)砂中混入有机杂质(如煤屑、草根 马粪等) 　　3．铸型和砂芯通气不良 　　4．冷铁表面有缩孔 　　5．浇注系统设计不良 　　防止方法 ： 　　1．正确掌握浇注速度，避免卷入气体。 　　2．型(芯)砂中不得混入有机杂质以减少造型材料的发气量 　　3．改善(芯)砂的排气能力 　　4．正确选用及处理冷铁 　　5．改进浇注系统设计 　　三 缩松 　　缺陷特征：铝铸件缩松一般产生在内浇道附近飞冒口根部厚大部位、壁的厚薄转接处和具有大平面的薄壁处。在铸态时断口为灰色，浅黄色经热处理后为灰白浅黄或灰黑色在x光底片上呈云雾状严重的呈丝状缩松可通过X光、荧光低倍 断口等检查方法发现　　产生原因： 　　1．冒口补缩作用差 　　2．炉料含气量太多 　　3．内浇道附近过热 　　4．砂型水分过多，砂芯未烘干 　　5．合金晶粒粗大 　　6．铸件在铸型中的位置不当 　　7．浇注温度过高，浇注速度太快 　　防止方法： 　　1．从冒口补浇金属液，改进冒口设计 　　2．炉料应清洁无腐蚀 　　3．铸件缩松处设置冒口，安放冷铁或冷铁与冒口联用 　　4．控制型砂水分，和砂芯干燥 　　5．采取细化品粒的措施 　　6．改进铸件在铸型中的位置降低浇注温度和浇注速度 　　四 裂纹 　　缺陷特征 : 　　1．铸造裂纹。沿晶界发展，常伴有偏析，是一种在较高温度下形成的裂纹在体积收缩较大的合金和形状较复杂的铸件容易出现 　　2．热处理裂纹：由于热处理过烧或过热引起，常呈穿晶裂纹。常在产生应力和热膨张系数较大的合金冷却过剧。或存在其他冶金缺陷时产生 　　产生原因： 　　1．铸件结构设计不合理，有尖角，壁的厚薄变化过于悬殊 　　2．砂型(芯)退让性不良 　　3．铸型局部过热 　　4．浇注温度过高 　　5．自铸型中取出铸件过早 　　6．热处理过热或过烧，冷却速度过激 　　防止方法: 　　1．改进铸件结构设计，避免尖角，壁厚力求均匀，圆滑过渡 　　2．采取增大砂型(芯)退让性的措施 　　3．保证铸件各部分同时凝固或顺序凝固，改进浇注系统设计 　　4．适当降低浇注温度 　　5．控制铸型冷却出型时间 　　6．铸件变形时采用热校正法 　　7．正确控制热处理温度，降低淬火冷却速度 　　气孔分析 　　压铸件缺陷中，出现较多的是气孔。 　　气孔特征。有光滑的表面，形状是圆形或椭圆形。表现形式可以在铸件表面、或皮下针孔、也可能在铸件内部。 　　（1）气体来源 　　1） 合金液析出气体—a与原材料有关 b与熔炼工艺有关 　　2） 压铸过程中卷入气体­—a与压铸工艺参数有关 b与模具结构有关 　　3） 脱模剂分解产生气体­—a与涂料本身特性有关 b与喷涂工艺有关 　　（2）原材料及熔炼过程产生气体分析 　　铝液中的气体主要是氢，约占了气体总量的85%。 　　熔炼温度越高，氢在铝液中溶解度越高，但在固态铝中溶解度非常低，因此在凝固过程中，氢析出形成气孔。 　　氢的来源： 　　1） 大气中水蒸气，金属液从潮湿空气中吸氢。 　　2） 原材料本身含氢量，合金锭表面潮湿，回炉料脏，油污。 　　3） 工具、熔剂潮湿。 　　（3）压铸过程产生气体分析 　　由于压室、浇注系统、型腔均与大气相通，而金属液是以高压、高速充填，如果不能实现有序、平稳的流动状态，金属液产生涡流，会把气体卷进去。 　　压铸工艺制定需考虑以下问题： 　　1） 金属液在浇注系统内能否干净、平稳地流动，不会产生分离和涡流。 　　2） 有没有尖角区或死亡区存在？ 　　3） 浇注系统是否有截面积的变化？ 　　4） 排气槽、溢流槽位置是否正确？是否够大？是否会被堵住？气体能否有效、顺畅排出？ 　　应用计算机模拟充填过程，就是为了分析以上现象，以作判断来选择合理的工艺参数。 　　（4）涂料产生气体分析 　　涂料性能：如发气量大对铸件气孔率有直接影响。 　　喷涂工艺：使用量过多，造成气体挥发量大，冲头润滑剂太多，或被烧焦，都是气体的来源。 　　（5）解决压铸件气孔的办法 　　先分析出是什么原因导致的气孔，再来取相应的措施。 　　1） 干燥、干净的合金料。 　　2） 控制熔炼温度，避免过热，进行除气处理。 　　3） 合理选择压铸工艺参数，特别是压射速度。调整高速切换起点。 　　4） 顺序填充有利于型腔气体排出，直浇道和横浇道有足够的长度（>50mm），以利于合金液平稳流动和气体有机会排出。可改变浇口厚度、浇口方向、在形成气孔的位置设置溢流槽、排气槽。溢流品截面积总和不能小于内浇口截面积总和的60%，否则排渣效果差。 　　5） 选择性能好的涂料及控制喷涂量。 　　解决缺陷的思路 　　由于每一种缺陷的产生原因来自多个不同的影响因素，因此在实际生产中要解决问题，面对众多原因到底是非功过先调机？还是先换料？或先修改模具？建议按难易程度，先简后复杂去处理，其次序： 　　1） 清理分型面，清理型腔，清理顶杆；改善涂料、改善喷涂工艺；增大锁模力，增加浇注金属量。这些靠简单操作即可实施的措施。 　　2） 调整工艺参数、压射力、压射速度、充型时间、开模时间，浇注温度、模具温度等。 　　3） 换料，选择质优的铝合金锭，改变新料与回炉料的比例，改进熔炼工艺。 　　4） 修改模具，修改浇注系统，增加内浇口，增设溢流槽、排气槽等。 　　例如压铸件产生飞边的原因有： 　　1） 压铸机问题：锁模力调整不对。 　　2） 工艺问题：压射速度过高，形成压力冲击峰过高。 　　3） 模具问题：变形，分型面上杂物，镶块、滑块有磨损不平齐，模板强度不够。解决飞边的措施顺序：清理分型面→提高锁模力→调整工艺参数→修复模具磨损部位→提高模具刚度。从易到难，每做一步改进，先检验其效果，不行再进行第二步。 　　压铸件常见缺陷影响因素 　　影响因素 常见缺陷 　　欠铸 气泡 变形 缩孔气孔 裂纹 冷隔 夹渣 粘模 擦伤 因素类别 产生根源 　　比压 √   √       √ B 压铸机 　　压射速度 √ √           B 　　建压时间 √   √       B 　　压室充满度 √ √   √       B 　　1-2速度交接点 √ √   √       B 　　凝固时间   √   √       B 　　模具温度 √ √   √ √   √   C 模具 　　模具排气 √ √   √   √     A 　　浇注系统不正确     √     √   A 　　模具表面处理不好   √       √ A 　　铸造斜度不够   √   √   √ √ A 　　铸造硬度不够           √ √ A 　　浇注温度 √ √     √     C 现场操作 　　浇注金属量 √   √       C 　　金属含杂质         √   C 　　涂料   √ √ √ √ √ √ √ √ C 　　注：A类因素：取决于模具设计与制造。 　　B类因素：大都取决于压铸机性能及压铸参数选择

铸造铝合金具有与变形铝合金相同的合金体系，具有与变形铝合金相同的强化机理（除应变硬化外），同样可分为热处理强化型和非热处理强化型两大类。铸造铝合金与变形铝合金的主要差别在于：铸造铝合金中合金化元素硅的最大含量超过多数变形铝合金中的硅含量。铸造铝合金除含有强化元素之外，还必须含有足够量的共晶型元素（通常是硅），以使合金有相当的流动性，易于填充铸造时 铸件的收缩缝。      目前，铸造铝合金在国际上无统一标准。各国（公司）都有自己的合金命名及术语，美国铝业协会的分类法如下：      1XX.X：控制非合金化的成分；      2XX.X：含铜且铜作为主要合金化元素的铸造铝合金；      3XX.X：含镁或（和）铜的铝硅合金；      4XX.X：二元铝硅合金；      5XX.X:含镁且镁作为主要合金化元素的铸造铝合金，通常还含有铜、镁、铬、锰等元素；      6XX.X：目前尚未使用；      7XX.X：含锌且锌作为主要合金化元素的铸铝合金；      8XX.X：含锡且锡作为主要合金化元素的铸铝合金；      9XX.X：目前尚未使用。     尽管世界各国已开发出了大量供铸造的铝合金，但目前基本的合金只有以下6类：      1、AL-CU合金；      2、AL-CU-SI合金；      3、AL-SI合金；      4、AL-MG合金；      5、AL-ZN-MG合金；      6、AL-SN合金