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1、专题论述——挤压铸造的发展和应用现状3ö1998中国铸造装备与技术挤压铸造的发展和应用现状唐靖林曾大本(北京市:100084清华大学)常安国(河北石家庄市:050054河北科技大学)摘要:综述了挤压铸造技术的概况。主要介绍了直接挤压铸造工艺和间接挤压工艺的现状、发展和应用情况。TangJinglin,ChangAnguo,ZengDaben.Development&ApplicationofSqueezeCasting.Generaltechniqueofsqueezecastinghasbeendescribedofwhichth
2、edirectandindirectprocessesanddevelopmentandapplicationhavebeenincluded.主题词:挤压铸造现状发展应用挤压铸造(squeezecasting),也称液态模锻(liq2uidmetalforging)、挤压成形(squeezeforming)、压力下结晶(pressurecrystallizating)和模压铸造(ex2trusioncasting)等,于本世纪80年代开始在欧洲和日本进行商业化生产,用于生产高质量的铸件。挤压铸造将液态和固态金属成形原理有机结合起来
3、,使液态金属以低速充型,在高压(50～100MPa)下凝固,最终获得致密的可以热处理的铸件。挤压铸件的主要特点是:尺寸精度高、无内部缩孔和气孔;力学图1直接挤压铸造工艺生产锭料和空腔铸件性能与模锻件接近;生产率与压铸相当。挤压铸造分(a)将定量液态金属浇入下模;(b)上冲头下移至下为两大类:直接挤压铸造(directsqueezecasting)和模对液态金属施加压力;(c)开模;(d)顶出铸件(2)能精确复制模具内腔的细节。间接挤压铸造(indirectsqueezecasting)。直接挤压(3)在压力作用下,铸件在凝固过程中经
4、历了类工艺类似于金属模锻,压力直接施加于液态金属的似于模锻的塑性变形,因此可获得高致密度的铸件。整个面上;间接挤压工艺与压铸接近,压力通过浇道直接挤压工艺存在的主要问题是:间接作用于液态金属上。挤压铸造工艺的主要用途:(1)必须精确定量浇入液态金属。①实现接近净形化(nearnetshape)成形,生产高质(2)要求铸件向冲头方向单向凝固,以保证压力量铸件,用于取代锻件。②挤压铸造工艺被认为是一种理想的生产铝基复合材料的工艺[1～4]。的有效传递。(3)控制冲头的插入过程,以使液态金属以非湍流的方式向上移动,从而避免氧化夹渣等缺陷。
5、1挤压铸造工艺简介(4)在提高生产率以及制造形状复杂铸件方面111直接挤压工艺直接挤压铸造设备具有垂直的结构,压力直接存在一定困难。(5)挤压铸造金属模具通常由高质量的模具钢作用于液态金属的整个面上,可以生产出接近100%致密的铸件。根据成形过程中有无液态金属运制造,而且要求有足够大的壁厚以经受高压。动,直接挤压工艺分为两类,见图1。前者主要用于112间接挤压铸造生产锭料;后者生产带有空腔的铸件。生产过程中,在间接挤压过程中,液态金属是通过浇注系统首先将定量的金属液倾注入下模,随后上模(即冲引人型腔的。挤压设备通常采用较大的压射筒,
6、压射头)压向液态金属。在铸件凝固过程中,压力保持在挤压活塞可以控制液态金属的射入速度。在注射后50～150MPa之间,其主要作用:期,压射活塞通过浇道对型腔中的金属施加高压。通(1)使金属与模具内腔表面紧密接触,加速传热常,确定压力是否有效传递和合理设计浇注系统,是过程,得到微观组织非常细小的铸件。间接挤压铸造工艺两个主要的问题。与直接挤压铸件相比,间接挤压铸件在一封闭型腔中成形,十分容收稿日期:1997—12—08易控制铸件尺寸,因此不必精确定量液态金属。间接—3—专题论述——挤压铸造的发展和应用现状3ö1998中国铸造装备与技术
7、挤压铸件内部质量低于直接挤压件而高于压铸件。为VSC(VerticalClampingSqueezeCastingMa2另外,与直接挤压相比,间接挤压工艺采用了浇注系chine)。另一类采用水平合型、垂直注射,简称统,因此材料利用率低于前者。HVSC(HorizontalClampingSqueezeCastingMa2根据压射筒位置,间接挤压铸造设备分为水平chine)。此类挤压工艺可以生产大至80kg的铝合金[5]式和垂直式两大类。水平式间接挤压过程见图2。铸件。应用于商业生产的挤压设备主要采用旋转式垂直挤压(rotaryver
8、ticalsqueezecasting,简称RVSC)和倍传输(doubleshuttle,简称DS)机构。RVSC由一个液态金属注射装置对安装在输送转盘上的三个铸型供料。DS则由一个注射装置向两副铸型供料。RVSC可年产4百万个铝合
