鋁合金輪狀零件擠壓鑄造成型新技術

董 奔

（中鐵建電氣化局集團軌道交通器材有限公司，江蘇 常州 213100）

隨著現代化工業的不斷發展，對零件的制造也向著越來越輕量化與強韌化的方向發展，鋁合金作為一種高強度、低密度且熱加工性能好的合金，能夠有效滿足零件加工需求。在鋁合金的零件制造過程中，為最大程度上滿足制作需求，因此采用擠壓式鍛造方式[1]。相對于其他鍛造工藝，擠壓式鍛造方式有著生產效率高、適應范圍廣的有點，將鋁合金材料與擠壓鑄造工藝結合起來能夠更好的實現鋁合金零件鍛造。鋁合金零件擠壓鑄造成型新技術更加適用于輪狀零件的鑄造，鑄造過程中主要采半固態漿料，在壓力較低的情況下就能夠完成形狀復雜且高性能的鑄件[2]。因此對鋁合金輪狀零件擠壓鑄造成型新技術進行研究，消除現有鑄件過程中存在的缺陷，提高鑄件質量與合格率。

1 鋁合金輪狀零件擠壓鑄造成型新技術

表1 鍛造鋁合金材料標準化學成分

表2 鍛造鋁合金材料實際化學成分

爐；熱處理設備為固溶處理爐一臺。在鋁合金輪狀零件制作中，主要以Al-Cu鋁合金為材料[3]。這種合金有著高強力學性能。在擠壓鑄造成型過程中過程中，主要合金材料為Al-Cu-Mg系的變形鋁合金與ZAlCu5Mn高強度合金材料。鍛造材料標準化學成分與實際化學成分如表1、2所示。

鍛造準備過程中，需要先根據零件自身的實際情況，計算出每個零件的重量。在對爐料的準備過程中，為避免在制作過程中將爐料的影響降到最低，在對材料熔煉前對所有爐料進行處理，保證表面出現金屬光亮。在熔化前進行預熱后，將爐料切割成合適的大小后進行熔煉。鍛造過程中需要包括出渣劑、精煉鋁液用氬氣等非金屬輔助材料以及包括澆勺等工具[4]。處理中對擠壓鑄造模型主要存在的幾點要求為，能夠保證較高的生產率的條件下，保證模具使用壽命。因此，模具的選擇上需要考慮經濟性、生產率、勞動質量等多方面因素，保障鋁合金輪狀零件基本鑄造要求。擠壓鑄造成型過程中熔煉標準慘遭鋁合金精煉規范，將坩堝內雜物清理干凈后，進行預熱。石墨坩堝預熱至暗紅色后，加入爐料將其融化。待爐料完全融化后將清渣覆蓋劑撒到金屬液表面。保持760℃的溫度通入氬氣進行旋轉吹起精煉，經過10min～15min后進行扒渣。擠壓鑄造成型工藝流程，如下圖1所示。

圖1 擠壓鑄造成型工藝流程

在對鋁合金輪狀零件擠壓鑄造成型新技術處理過程中，主要用到的設備有壓力設備為四柱油壓機一臺；熔煉設備為額定電壓380V、額定功率30KW的SDL200F石墨坩堝電阻

在擠壓成型過程中，需要重點對工藝參數、保壓時間、合金液澆筑溫度等進行把控。ZAlCu5Mn材料一般用兩級淬火，水溫為60℃～80℃。Al-Cu-Mg系列合金材料采取T4熱處理技術。對兩種材料的逐漸進行固溶處理后，快速將其從固溶液中取出后在合適溫度的水箱中進行淬火，進行最終處理。

2 鋁合金輪狀零件擠壓鑄造成型新技術應用效果

為保證本文提出的鋁合金輪狀零件擠壓鑄造成型新技術的有效性，進行應用效果論證，論證采用相同質量與大小鋁合金輪狀零件鑄造模型進行對比。為保證研究過程的嚴謹性，采用傳統鑄造方法，作為兩種方法結果的對比，對鋁合金輪狀零件鑄造合格率進行對比統計。對比結果如下圖2所示：

圖2 論證結果曲線

圖2代表兩種方法的鑄造零件合格率，其中合格率越高則證逐漸效率越好。則根據上圖分析可以得出，本文提出的鋁合金輪狀零件擠壓鑄造成型新技術與傳統鑄造方法相比有著很大差別。但從鑄造的零件合格率上進行考量，本文提出的鋁合金輪狀零件擠壓鑄造成型新技術具有明顯的優勢，特別當零件鑄造量較大且需要進行長時間處理時，根據上述數據圖可以看出，鋁合金輪狀零件擠壓鑄造成型新技術與傳統鑄造方法相比，鋁合金輪狀零件擠壓鑄造成型新技術能夠有效對鋁合金輪狀零件進行鑄造，通過加權分析，本文提出的鑄造方法與傳統鑄造方法相比零件合格率提高約10%。

3 結語

擠壓鑄造作為一種先進的鑄造工藝，在對高強度、高硬度的鋁合金輪狀的鑄造中有著很大的優勢。在對鋁合金輪狀零件擠壓鑄造成型新技術的研究過程中，主要針對鍛造過程中各個環節中需要注意的重點進行分析，并對其進行實際應用論證，消除現有鑄件過程中存在的缺陷，提高鑄件質量與合格率。