压铸技术的发展现状与展望

王春宝

摘 要：在近现代金属材料的加工工艺中，压力铸造是一种发展较快且较为先进的加工方法。其特殊的工藝技术被广泛应用在合金的成型铸造上，本文介绍了压铸技术的特点，之后对了铸造技术的发展现状做了详细介绍。

关键词：压铸技术;现状;展望

1 压铸技术概述

压铸技术，也就是压力铸造技术，是一种近代金属加工工艺。利用高速高压将液态金属或合金射入到模具的型腔里，再通过保压、结晶直到材料凝固成型，所生产出来的成型产品极为机械制造业所需的成品或者半成品。压力铸造技术具有极高的生产效率、优良的经济指标以及精准的压铸尺寸，迅速成为了机械制造业中的支撑技术，在零部件的生产中获得了广泛应用和发展。如今，航空航天、汽车制造、电子产品、家用电器及仪器仪表等都离不开金属零件，且越复杂的机械制造对零部件的精细要求就越高，这就直接对压铸技术提出了严格的要求，为了更好地适应发展，必须不断提高压铸技术，进而提高压铸件的品质和寿命。

2 压铸技术的特点

在对原材料实施压铸工作中，作用在材料上的压力一般在20-200MPa，充型的初始速度是15-70m/s，而充型的时间仅为0.01-0.20s。在这种独特的充型和凝固方式下，致使压铸技术有着自己独特的特点：①能够达到零部件形状复杂、轮廓清晰、薄壁等需求。一般的铸件壁厚都是在1-6mm之间，而利用压力铸造的方法，可以获取到更薄壁厚的小型铸件，也可以增加大铸件的壁厚。在面对较为复杂的零部件，其他的铸造方法都不能满足部件要求的情况下，使用压铸技术可以做到精确、高效地生产。②铸件的精度高、尺寸稳定、表面光洁且加工余量少。与其他铸造工艺相比较，压铸技术生产下的铸件能够有更高的精度。压铸技术下生产的铸件要比其他铸造工艺所生产的铸件拥有更为稳定的尺寸，因为压铸技术能够利用模具将压铸材料按照要求的尺寸压铸成型，其生产出来的铸件精度很高，且是用液体加压凝固的方法，能够让铸件的表面变得光洁。一般用压铸技术生产出的零部件，进行少量的加工之后便可以直接装配使用。③所生产的铸件有较强的耐磨性，组织紧密。原材料在高速高压的情况下进行铸造，液态金属或合金在高压的作用下凝固成型，所获得的晶粒较小，让组织更加紧密，能够增强铸件的强度。并且铸件在激冷的作用下表面会生成0.3-0.5mm的硬化层，增强了铸件的耐磨性。④压铸技术能够缩短生产周期。对材料进行压力铸造，一次操作的时间约在5s—3min，生产的周期较短，能够适应现代机械生产要求的批量生产。

3 压铸技术的发展现状

3.1 国外压铸技术的发展

3.1.1 压铸机及其外围设备在整体性能和控制水平上有了明显提高

就目前先进的压铸机来说，大多都有着计算机控制技术和电液伺服控制技术，再加上新型的液压元器件及传感器等，能够让原材料在进行压铸工作时，有全面实时的监测控制，及时反馈数据信息，对工艺参数进行严格的跟踪检测。这样大大提高了压铸件的品质监控以及优化了压铸工艺的技术水平，在保证铸件符合要求的同时提高了铸件的生产效率。

3.1.2 计算机模拟技术的应用

对金属或者合金进行的压铸的过程实际是一个复杂的流动、传热和传质的过程。通过结合计算机模拟技术，利用CSM、CIP和FEM法在压铸过程中对温度场、凝固效果进行解析，通过求解高精度的液体自由表面，显示三维解析的效果，来对压铸中会出现缺陷的位置进行预测，并及时寻找解决缺陷发生的办法。再利用CAE做模拟分析压力场、热应力及压缩周期等工作，来对最佳的压射速度和压铸型热循环的工艺参数提供预测效果。

3.2 国内压铸技术的发展

3.2.1 压铸模的设计和制造发展缓慢，生产效率低

目前我国对于压铸模的设计制造还停留在经验阶段，即靠工作人员的以往经验来对压铸模进行设计制造。这样一来，难以去尝试新兴技术，降低了压铸模在设计和制造上的发展速度。由于压铸模的发展缓慢，依靠国内模具的使用，所生产出来的铸件发生返修的情况会很多，进而降低了生产效率。

3.2.2 液压系统无法实现压铸机的自动控制

在国外已经有先进的自动控制技术来对压铸机进行监测控制工作，然在我国，虽然有CAD的辅助工作，但也仅仅停留在简单的应用上，没有充分地利用计算机技术，致使压铸机的结构性能没有得到相应的改进与提升。

4 压铸技术的发展方向

4.1 发展和深化研究新的压铸工艺

在压铸件生产过程中都会产生内部气孔和疏松的现象，那是由于在充型时型腔内的气体没有完全排出。且在铸件凝固收缩时也得不到补缩，会对压铸件的性能和市场竞争产生不利影响。为了克服这一难题，国内也采用了一些新的铸件工艺包括真空压铸，加氧压铸，精、速、密压铸，定向、抽气、加氧压铸，半固态压铸等，都很好地解决了这一难题。

4.2 深化压铸基础工艺的研究

为了提升压铸件的质量，就应该提高基础工艺的水平。影响铸件质量的因素有很多，充型条件是最为主要的一方面，他会进一步影响铸件中的气孔、尺寸精度及表面质量等。

4.3 发展计算机技术在压铸过程中的应用

压铸机压射性能会对压铸件的质量产生很大的影响，现代化的压铸机在压射控制方面对冲头速度和压力曲线能够做到精确编程，但是在每一次压射过程中都会产生一定的偏差，偏离原来的曲线设定，要严格地掌握压射中参数变化的规律，减小在压射过程中的误差，必须研究计算机技术在压铸中的应用。

5 结语

面对压铸件逐年需求增加的态势，我国的压铸业面临着丰厚的机遇和巨大的挑战，只有不断发展压铸技术，在压铸件的质量、品种上进行探索，利用好计算机辅助技术，缩小与国外先进技术的差距，才能在机械制造业中抢占先机。

参考文献：

[1]程文杰.材料加工技术的发展现状与展望[J].决策探索（中），2018.

[2]王俊，翟春泉，王国祥，etal.压铸行业现状及发展趋势[C].中国铸造行业第七届高层论坛.

[3]耿鑫明.压铸技术现状与生产发展探讨[J].能源研究与利用.