淺析新型鋁合金鑄造機的應用

張保存，張瑞忠

(1.中國鋁業山東華宇合金材料有限公司，山東 臨沂 276017；2.山東華宇合金材料有限公司，山東 臨沂276017)

淺析新型鋁合金鑄造機的應用

張保存1，張瑞忠2

(1.中國鋁業山東華宇合金材料有限公司，山東 臨沂 276017；2.山東華宇合金材料有限公司，山東 臨沂276017)

鋁合金材料在世界范圍內都有非常廣泛的用途，鋁合金材料大力開發的同時鋁合金鑄造機設備也隨之大面積開發和應用，但是設備的功能不齊全和效率有待提高，這就需要開發人員重點研究新型的鋁合金鑄造機。重點描述了新型鋁合金重力鑄造機的應用，闡述鋁合金鑄造機關鍵部件的應用，分析了鋁合金鑄造機在以后的發展，并引出對新型鋁合金鑄造機的制造設備發展需要。

新型鋁合金；鑄造機；應用

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.07.093

1 引言

鋁合金作為新世紀以來具有前途、新式的金屬材料，在新世紀中逐漸被大部分工業企業所應用。而鋁合金作為現在工業企業的新寵，需求量在逐年增加。現階段來說，鋁合金材料不僅僅局限于航空航天工業，像電力電子、制造業、軍工、建筑業等行業都在使用。目前來說，鋁合金材料的使用量作為全球第二大金屬材料，僅次于鋼鐵材料。鋁合金材料制造技術還是非常優秀的，鋁合金本身不僅強度高、易加工、不易生銹，它還有質量輕、散熱好的優點。

2 新型鋁合金重力鑄造機

2.1 新型鋁合金重力鑄造機

鋁合金鑄造業中鑄造是將鋁合金加熱融化重新澆灌成自己想要的產品，之后冷卻凝固成型，最后處理細節。我國在鑄造業中的發展現階段來說是相對成熟的。鑄造出理想的尺寸、形狀、性能的器件機器，就是新型的鑄造機，也叫作鑄造設備。

2.2 新型鋁合金重力鑄造機性能特點

主機由左右合型機構、下頂出機構、上翻轉壓緊機構(可選擇)、床身、底座等部分組成。

（1）所有液壓泵閥均采用名牌產品；（2）液壓泵采用變量柱塞泵，保證系統恒壓，流量自動調節，節約能源；（3）所有油缸采用進口產品，模具附近油缸采用耐高溫密封件；（4）上翻轉壓緊機構采用快慢速翻轉控制，提高工作效率，減少沖擊；（5）機器可配備多路模具氣冷和水冷冷卻通道，實現時間控制方式的自動冷卻控制，冷卻通道流量也可手動調節，冷卻參數的設置和工作冷卻通道的選擇均可在人機界面中完成；（6）電氣控制系統采用進口PLC作為電氣控制核心，實現機器的手動及自動控制，采用進口觸摸式人機界面作為監控顯示單元，可直觀清晰地顯示機器的工作狀態、運行過程中的故障報警信息，方便地進行各種參數的設置與修改。通過優化滿足和開始參數解絕大部分的底部缺陷。鑄造參數對開始時的熱量平衡有影響。冷熱環境對鑄造參數的影響見表1。

圖1 新型鋁合金重力鑄造機

表1 冷熱環境下的鑄造參數

2.3 新型鋁合金重力鑄造機核心控制面板

在國內，新型鋁合金重力鑄造機（見圖1）最核心的是控制系統，早期的連續鑄造設備一般都只有簡單的控制系統，像結晶器液面控制系統、牽引裝置控制系統等。近年來，隨著電子技術及計算機技術的發展，很多大型的連續鑄造設備都已實現了全在線控制。電腦控制的新型鋁合金重力鑄造機更加方便、簡潔，提高了生產的效率，而且鋁合金制造的控制系統的好壞直接關系著制造坯的質量。目前，在制造的過程中自動化可以生產出更加優良的產品。

3 新型鋁合金鑄造機關鍵部件與受環境影響分析

在發展新型鋁合金鑄造機過程中，尤其大力發展新型的鋁合金鑄造結晶器，同時充分認識到環境對鑄造機的影響也較為關鍵。

3.1 新型鋁合金鑄造結晶器

按照新型鋁合金的鑄造技術，結晶器分為很多種，例如直接水冷鑄造、電磁鑄造、熱頂氣滑鑄造結晶器，直冷鑄造技術是目前來說出現最早的一種技術，它的結構也不是太復雜，而熱頂氣滑鑄造結晶器則較為成熟。

3.2 鋁合金鑄造機的環境影響分析

在冷的鑄造環境下（冷流槽、鋁水溫度低、鑄速慢），冷凝板上升到結晶器，引起一個淺淺的水坑。由于氣體從結晶器底部流走而失去效力，如果鑄造氣體不再防止熔融鋁從接觸鑄造表面流失，熱量通過鑄造環流失和“不在AirSlip”環境下，會發生：鋁水逆著鑄造環凝固；從鑄造表面油耗盡；鑄造環磨擦戳破鋁圓棒表面。

在熱的鑄造環境下（鋁水溫度高、鑄速快、冷卻水流量速率低），冷凝板下降，引起一個大的水坑，并且降低氣體效力。鋁水溫度升高熔融鋁流動性會很大，更容易不完整地粘附在鑄造環上。這個狀態下同樣增加與鑄造環接觸的機會，這會導致在鋁圓棒表面增加斷斷續續的劃痕，而且套管可能產生水泡。

4 我國新型鋁合金鑄造機的發展評價

在我國，鋁合金鑄造方面的運用特別地多，比如說：金屬型重力鋁合金鑄造機和金屬型低壓鋁合金鑄造機?，F在就拿這2種鑄造機來說明新型的鋁合金鑄造機在我國的應用，這兩款鋁合金鑄造機在我國來說是非常受歡迎的，是運用最廣泛的鋁合金鑄造機。（1）金屬型重力多功能鋁合金鑄造機。在進行鑄造的時候，它是采用澆鑄的方法來鑄造器件的。它可以實現左右垂直開合和后芯、上芯抽插。（2）金屬型低壓多功能鋁合金鑄造機（見圖2）。這款機型是采用自動澆灌的方式來鑄造?？梢詫崿F水平開合、左右和后芯抽插。

圖2 金屬型低壓多功能鋁合金鑄造機

4.1 新型鋁合金鑄造機的應用

新型鋁合金鑄造機在應用過程中有很多細節需要落實，以扭矩為例：對于AirSlip氣滑鑄造結晶器，采用適當的固定件扭矩尤其重要，因為這些部件是鋁制的。在把結晶器裝到鑄造平臺上時，固定件使結晶器固定在平臺的底板上，由于MaxiCastTM系統是一件靜止的設備，就沒有必要采用大扭矩或鎖定裝置，就像汽車等動態機器要求的。使用正確的工具來施加適當的扭矩，這可幫助保護固定件和結晶器不受損壞。手動扭矩扳手可完成這項工作，但很慢。電動扳手可加快速度，但也可能很容易施加過大的力量。只能用可以設定扭矩值的電動工具。螺栓螺牙上的潤滑油使拆裝方便，但增加了螺牙的力量，因此要使用小的扭矩值。

4.2 新型鋁合金鑄造機的前景和展望

目前來說我國的鋁合金鑄造機設備機械成套技術發展非常迅速。機械在發展過程中也不是一帆風順的，我們要不斷地調整發展的方向，以便于能夠在未來更好地發展，比如重力鑄造機（見圖3）。有水平分型，垂直分型及可傾轉90度機型，適合鋁合金重力澆鑄。采用全液壓傳動，液壓泵，電液壓比例閥及其他液壓元件采用進口元件?？稍O置多段、速段以滿足澆鑄工藝要求。采用人機界面，狀態實時顯示，菜單輸入，工藝參數調整范圍廣。

圖3 重力澆鑄設備

在我國鋁合金鑄造機成套裝備以后要有自己發展的方向：（1）要建立更加專業的系統；要充分利用信息處理系統，利用互聯網的發展；（2）要不斷創新，不斷地擴展裝備生產力，增加產品應用范圍；（3）一定要將產品向著高效、優質、系統方向發展，使產品更加豐富；（4）科研人員要集中精力在設計上實現信息化、智能化。

5 結論

鋁合金鑄造機根據社會發展和實際產品的情況，需要不斷提升鑄造機的整體性能。以新型鋁合金重力鑄造機的性能特點和控制系統、新型鋁合金鑄造機的結晶器和控制系統為例，淺析新型鋁合金鑄造機的應用，并提出鋁合金鑄造機的發展方向，整個過程更需要對鋁合金鑄造機制造設備的發展提出新的要求，這些對新型鋁合金鑄造機的發展尤為關鍵，更是為鋁合金產品的發展打下堅實基礎。

【1】唐劍，黃平，牟大強，等.鋁合金熔鑄技術的現狀及發展趨勢[J].鋁加工，2001，24(4)：5-9.

【2】唐劍，劉靜安，牟大強，等.鋁合金熱軋板錠熔鑄技術及設備[J].有色金屬加工，2006，35(1)：17-21.

【3】陳麗君.7050合金出口厚板表面裂紋的原因分析[J].黑龍江冶金，2005（2）：3-5.

Analysis on Application of New Aluminum Casting Machine

ZHANGBao-cun1,ZHANGRui-zhong2
（1.ShandongHoauAlloyMaterialofChinaAluminumCo.Ltd.,Linyi276017,China; 2.ShandongHoauAlloyMaterialofChinaAluminumCo.Ltd.,Linyi276017,China）

Aluminum alloy material has a very wide range of applications in the world. With the development and application of aluminum alloy casting machine, aluminum alloy casting machine is developed and applied widly. But the function of the equipment is not complete and the efficiency needs to be improved,which requires the developer to focus on the newaluminum alloy castingmachine.This papermainly describes the application of the newaluminum gravity castingmachine and application of key components on aluminum alloy castingmachine, analysis the development of the of the aluminum alloy casting machineinthefuture,andputforwarddevelopmentneedsofnewaluminumalloycastingmachinemanufacturingequipment.

newtypeofaluminumalloy;castingmachine;application

TG23

B

1007-9467（2016）07-0146-02

2016-5-18

張保存（1980～），男，山東菏澤人，助理工程師，從事鋁合金鑄造生產、設備技術及管理研究，（電子信箱）gangqiang88@163.com。