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擠壓鑄造技術研究發展

日期:2021-11-03 17:15點擊:
擠壓鑄造又稱液態模鍛,它是將量的金屬液直接澆入的型腔中,并持續施加機械靜壓力(2~100MPa),使金屬液充型、成形和結晶凝固,并產生塑性變形的工藝方法。

擠壓鑄造又稱液態模鍛,它是將量的金屬液直接澆入的型腔中,并持續施加機械靜壓力(2~100MPa),使金屬液充型、成形和結晶凝固,并產生塑性變形的工藝方法。在1819年,英國人JamesHollingrake的一項中提到了擠壓鑄造技術,1878年,前蘇聯冶金學家D.K.Chernov也提出了相似的概念。一般認為,1937年前蘇聯人V.M.Plyatskii出版專著《液態金屬模鍛》,是擠壓鑄造技術確立的標志。
擠壓鑄造可分為兩大類:直接擠壓鑄造和間接擠壓鑄造。直接擠壓工藝類似于金屬模鍛,壓力直接施加于液態金屬的整個面上,這種施壓方式適合生產壁厚較大,形狀不太復雜的零件;間接擠壓工藝與壓鑄接近,壓力通過澆道間接作用于液態金屬上,這種鑄造工藝適合生產形狀相對復雜、壁厚差較大的零件。
擠壓鑄造有以下特點:①通過外加壓力可打破金屬液凝固時形成的枝晶臂,便于補縮,因此鑄件致;②壓力的作用了金屬液與模具的接觸狀態,可以獲得較快的冷卻速度,晶粒細化;③相比于壓鑄來說,擠壓鑄造中盡可能將金屬液以低速、層流形式充型,并且擠壓鑄造模具的設計考慮了排氣結構,因此鑄件卷氣大幅度降低;同時鑄件可熱處理,力學性能進一步提升。但是,擠壓鑄造中采用金屬型模具冷速較快,考慮到金屬液充型能力,鑄件側壁厚度大于5mm;此外,考慮到脫模能力的問題,鑄件的形狀也有限制。
近年來,在普通擠壓鑄造基礎上還發展了一種雙重擠壓鑄造技術,它以間接擠壓完成金屬液的平穩充型,并在此之后進行保壓;與此同時,采用直接擠壓對鑄件中厚大部位施加高壓,從而克服在鑄件局部厚大截面處沖頭擠壓力不足、難以補縮的缺點。
對于鎂、鋁等輕質合金來講,由于其自身密度低,易吸氣氧化等特性,在不施加外力作用下容易出現縮孔縮松、氣孔等缺陷,而擠壓鑄造中平緩充型、機械壓力下凝固成形的工藝特色,正好能夠減少或縮孔縮松及氣孔缺陷,使得輕合金鑄件的力學性能要高于一般普通鑄件。對于鎂合金這種特別容易氧化的金屬液,為了防止熔體轉移過程中鎂液氧化,了出密封性好的自動熔體輸送裝置,使得工藝應用進一步擴大。

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