王偉 曹連富 楊德黨

摘 要：金屬擠壓鑄造成形是一種加壓成形方法，廣泛應用于國防、汽車、航空航天、家電、儀器儀表等行業，尤其是用于高性能零部件的生產。它結合了塑性加工和鑄造的優點，有著生產流程短、生產效率高、零件加工量少等特點，具有廣闊的發展前景。

關鍵詞：金屬材料;擠壓鑄造成型技術;應用

擠壓鑄造成形技術又稱液態模鍛，分為直接擠壓鑄造和間接擠壓鑄造。直接擠壓鑄造是將熔融態金屬或半固態金屬直接注入敞口模具，隨后閉合模具，并施以高壓，使已凝固的金屬產生塑性變形，未凝固金屬承受等靜壓同時發生高壓凝固，最后獲得制件或毛坯的方法。間接擠壓鑄造是指熔融態金屬或半固態合金通過沖頭施加的高壓，在密閉的模具型腔內結晶凝固成型，最后獲得制件或毛坯的方法。擠壓鑄造成形技術具有材料利用率高、鑄件組織致密性好、力學性能高于其他鑄造方法所得鑄件的力學性能、尺寸精度高、加工量少等特點。

1 擠壓鑄造特點及實用范圍

因為擠壓鑄造主要是使得液態金屬在較大的機械壓力下實現結晶，所以，其特點主要呈現以下：

（1）擠壓鑄造可以對鑄件當中的氣孔以及縮孔和縮松等缺陷消除，使得其產生局部塑性變形，確保鑄件組織能夠緊密。并且在壓力下結晶，有著較為顯著的細化晶粒，對凝固速度加快和確保組織均勻化的作用，所以，擠壓鑄件力學性能通常大于其他的普通鑄件，可以達到相同種類合金的鍛件水平，同時對鍛件中所存在的各向異性問題不會存在。因此，擠壓鑄造是現階段能夠提供質量良好以及力學性能高的鑄件加工生產工藝。

（2）擠壓鑄件其表面粗糙度低以及尺寸良好，其水平可以達到壓鑄件的水平。液態金屬在高壓下成型凝固，使得鑄件和型腔壁可以緊密的貼合。

（3）擠壓鑄件在凝固當中，各個部分都是在壓應力狀態，這對于鑄件實現補縮和避免裂縫產生非常有利。因此，擠壓鑄造自身的工藝適應性很強，采用的合金不會受到鑄件性能好壞對其的影響，其不但可以生產性能良好的鑄造合金，還可以對于一些性能較低的變形合金進行鑄造[2]。

（4）可以很好的實現機械和自動化，將人員的勞動強度大大的降低，將車間勞動條件可以很好的改善。并且，擠壓鑄造一般不會產生澆冒口，毛坯的精度較高，鑄造尺寸也準確，所以在金屬采用生產制作中的利用率是非常的高，可將金屬材料生產加工切削量減少。因此，這對于生產成本的降低以及生產效率的提升非常有利。和一些重力鑄造比較，其可以將鑄件的質量提升，降低廢品率。

（5）擠壓鑄造主要就是采用壓力進行補縮，工藝在實際的應用中會受到很大的影響。相對于一些薄壁零件和結構就較為復雜的零件，由于鑄件的冷凝速度比較快，甚至沒有加壓就已經凝固，除此之外，直接擠壓鑄造一般無澆冒口系統，所澆筑的金屬成型之后就是鑄件。

2.其適用范圍

（1）在材料種類方面適用性較廣，可用于生產各種類型的合金，如鋁合金、鋅合金、銅合金、灰鑄鐵、球墨鑄鐵、碳鋼、不銹鋼等。

（2）對于一些復雜且性能上有一定要求的零件，采用擠壓鑄造合適。因為擠壓鑄造既能容易成形，又能保證產品性能的要求。

3金屬材料擠壓鑄造成形技術的應用

擠壓鑄造成形技術由于其工藝特點以及對鑄件性能的改善，在各行各業都得到廣泛應用，已成為生產高檔有色零件的重要方法。

3.1 在國防工業中的應用

我國兵器工業總公司兵器科學研究院五二研究所長期以來致力于擠壓鑄造成形技術的研究，并把它應用于兵器工業中許多零部件的生產，取得良好效果[6]。應用的零件有：輕型戰車負重輪、彈體風帽、追擊炮下體、導彈二級舵面等。導彈二級舵面性能要求高，原工藝為胚料鍛造后機加工，由于外形復雜，機加工須在三坐標數控加工中心上才能完成，生產工藝復雜，生產周期長，且材料浪費很大，造成生產成本居高不下。使用擠壓鑄造工藝既簡化了工藝，又大大節約了成本，是擠壓鑄造應用的典型實例[7]。

3.2 在汽車摩托車行業中的應用

擠壓鑄造成形技術在汽車摩托車行業中的應用很普遍。典型的例子是制造活塞毛坯，第一汽車制造廠和東風汽車制造廠已多年使用擠壓鑄造生產活塞，可生產直徑90mm～190mm的各類活塞[8]。汽車制動器缸體是擠壓鑄造應用的另一個例子。由于其性能要求高，原來基本使用金屬型鑄造或低壓鑄造生產，加工量大，廢品率高，浪費大量材料，生產成本高。采用擠壓鑄造工藝生產后，不僅提高了產品質量，也降低了成本，取得很好的經濟和社會效益。在摩托車減振器套管上的應用是同樣的道理。此外，還有很多在汽車、摩托車零部件上使用的例子，如汽車摩托車鋁輪轂、汽車發動機油管、制動器卡鉗、摩托車蹄塊等。

3.3 擠壓鑄造設備技術應用優勢及發展

擠壓鑄造成型技術在使用時主要依靠的仍舊是擠壓鑄造機，此種設備的優勢主要表現為以下幾點：其一就是在使用過程中，對于高精準程度的重視，從而開發了液壓控制閥門以及閉環系統的壓射控制功能;其二就是此種設備還具備了極為高效的澆筑功能，便于材料的成型效率提升;其三就是合模機構效率的提升。

擠壓鑄造設備的發展趨勢主要體現于此種設備自身的使用范圍較廣，通過最為基礎的技術研發，從而對原始設備進行技術研發，拓寬了設備的成型速度，以及擠壓鑄造成型過程中的使用范圍。比如冬至機械公司就通過技術的不斷創新，對擠壓鑄造設備進行高精準程度的研發，從而使得在擠壓鑄造工序實施過程中，擠壓速度達到了每秒0.05米乃至每秒13米的程度;以及對擠壓鑄造模式的合鎖方法進行創新，當前普遍用于工業制造的壓鑄機有缸式的、混合式等多種功能型的擠壓鑄造機。最后就是此種設備的控制系統，控制系統能夠完成擠壓鑄造成型的整個工序，從而對擠壓鑄造機完成整個工序的實時控制效果，將控制系統從原始的運行控制轉化為智能總成控制系統，優化了擠壓鑄造設備的使用成效。

結語

總之，不管什么工藝技術，其自身有存在著相應的優點和缺點，這就需要我們和時代的發展腳步相隨。當前，我國還不能完全自主研發制造擠壓鑄造成型機器來滿足行業需求，在極大程度上限制了我國擠壓制造工藝的提升。所以，加大投入研發自主知識產權的擠壓鑄造成型設備和工藝是提升我國擠壓鑄造技能的有效方法。

參考文獻：

[1]高金茂.擠壓鑄造成形技術在金屬材料上的應用研究[J].山東工業技術，2017（01）：4.

[2]王成軍，韓董董，陳蕾，蔣遠遠.振動技術在金屬材料鑄造成形中的應用與發展[J]. 河北科技大學學報，2014（03）：229-232.

[3]付明，李英杰. 試論振動技術在金屬材料鑄造成形中的應用與發展[J].裝備制造，2014（S2）：61+58.

作者簡介：

王偉 漢族 籍貫遼寧省阜新市海州區 1998.07.29 金屬材料工程

（遼寧科技學院 ?遼寧 ?本溪 ?117004）