羅繼相

(武漢理工大學(xué) 液態(tài)模鍛技術(shù)工程研究中心，湖北 武漢 430063)*

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我國擠壓鑄造技術(shù)研究現(xiàn)狀及展望

羅繼相

(武漢理工大學(xué) 液態(tài)模鍛技術(shù)工程研究中心，湖北 武漢 430063)*

回顧了我國擠壓鑄造技術(shù)發(fā)展概況，結(jié)合多年研究實(shí)踐對擠壓鑄造技術(shù)的理論研究和應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了系統(tǒng)論述，給出了典型擠壓鑄造件的應(yīng)用實(shí)例，對中國未來擠壓鑄造技術(shù)的發(fā)展趨勢作了預(yù)測.

擠壓鑄造；歷史回顧；現(xiàn)狀；展望

0　引言

擠壓鑄造技術(shù)自30年代前問世，至今已有八十多年歷史[1].我國也是研究擠壓鑄造技術(shù)較早的國家之一，從50年代開始至今已有六十多年，其發(fā)展歷程從工藝探索、理論研究、生產(chǎn)應(yīng)用、快速發(fā)展、平穩(wěn)發(fā)展再到快速發(fā)展幾個階段[2].2010年至今隨著我國擠壓鑄造機(jī)的開發(fā)成功，日本大型擠壓鑄造設(shè)備對中國的解禁，國內(nèi)又掀起一股擠壓鑄造熱的氣氛.以廣州金邦液態(tài)模鍛技術(shù)有限公司為首的專門從事擠壓鑄造的企業(yè)孕育而生.于此同時，國內(nèi)也成立了相應(yīng)的學(xué)會組織并定期開展學(xué)術(shù)活動，從1981年7月由哈爾濱工業(yè)大學(xué)組織發(fā)起的在山東省即墨縣召開的“黑色金屬液態(tài)模鍛學(xué)術(shù)討論會”到2014年11月由中國鑄造學(xué)會壓鑄專業(yè)委員會、中國兵工學(xué)會擠壓鑄造專業(yè)委員會、中國塑性工程學(xué)會半固態(tài)加工委員會和《特種鑄造及有色合金》雜志社主辦的中國壓鑄、擠壓鑄造、半固態(tài)加工年會共召開了16次學(xué)術(shù)會議.在年會上發(fā)表的相關(guān)論文400多篇.一些高水平的研究論文對行業(yè)的發(fā)展起到了引領(lǐng)作用.每兩年一次的學(xué)術(shù)會議也是對我國擠壓鑄造技術(shù)領(lǐng)域科技成果的一次大檢閱.近幾年的擠壓鑄造學(xué)術(shù)會議都會有港、臺代表和某些國外學(xué)術(shù)組織參加會議，給學(xué)會工作注入新的活力，促進(jìn)了該技術(shù)的快速發(fā)展.本文結(jié)合作者多年從事擠

壓鑄造研究工作實(shí)踐就我國擠壓鑄造現(xiàn)狀和未來的發(fā)展趨勢談點(diǎn)看法.

1　擠壓鑄造技術(shù)研究現(xiàn)狀

1.1擠壓鑄造基礎(chǔ)理論研究

我國在擠壓鑄造理論研究與國外處在同一水平.齊丕驤在《擠壓鑄造》一書中對擠壓鑄造時壓力對熱物理參數(shù)，對合金狀態(tài)圖，對晶核的形成與長大以及對顯微組織細(xì)化等方面的影響進(jìn)行了卓有成效地理論推導(dǎo)，計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)觀測結(jié)果基本吻合，對從事擠壓鑄造研究者具有指導(dǎo)意義.羅守靖在《鋼質(zhì)液態(tài)模鍛》一書中從鑄、鍛不同研究方向分析了直接擠壓鑄造時金屬的四種塑性流動方式，即初期的金屬塑性流動方式、基本的塑性流動方式、最后階段的塑性流動方式和最后凝固時金屬的致密流動.通過對碳鋼擠壓鑄造時金屬塑性流動的組織觀察，證明了理論分析的正確性[3].在直接擠壓鑄造中，力位移曲線可用來判斷擠壓鑄造過程的有效性和擠壓鑄造件的內(nèi)部質(zhì)量.在擠壓鑄造過程力的大小和傳遞方式不同可獲得不同質(zhì)量等級的制件，一種是最后凝固區(qū)為壓力下結(jié)晶和塑性致密組織；另一種是最后凝固區(qū)僅為壓力下結(jié)晶凝固組織；還有一種是最后凝固區(qū)為自由凝固組織.筆者研究了壓力與宏觀晶粒長大速度之間的關(guān)系，獲得晶粒長大速度的表達(dá)式，得出壓力對其長大速度的影響，與合金成分有關(guān)，同時與形核增長率和其長大速度有關(guān)[4].筆者團(tuán)隊(duì)利用高速攝影觀察溶體的充填狀態(tài)，對比研究了擠壓鑄造中金屬液流的充型特性，當(dāng)采用不同的澆口尺寸及充型速度時，所得到的液流充型狀態(tài)和特性各不相同.層流充填時伴隨的是壓力流和補(bǔ)縮流，紊流充填時呈現(xiàn)的是噴射流和壓力流.

1.2擠壓鑄造合金組織與性能研究

擠壓鑄造過程中力的傳遞會直接影響金屬的結(jié)晶狀態(tài)，晶粒細(xì)化程度.在合金化方面，王志剛，徐駿，張志峰通過對Al-Zn-Mg-Cu合金復(fù)合添加微量Sc、Zr元素，研究其在普通金屬型鑄造和擠壓鑄造態(tài)的組織性能.發(fā)現(xiàn),通過Sc、Zr的復(fù)合添加,有效細(xì)化了Al-Zn-Mg-Cu合金的鑄態(tài)組織，降低了枝晶偏析，提高了合金的力學(xué)性能;通過擠壓鑄造成形，不僅可以提高合金的致密性,減少縮松、裂紋等缺陷，同時對合金凝固組織具有一定的細(xì)化作用[5].筆者團(tuán)隊(duì)在研究擠壓鑄造AZ91D鎂合金在不同熱處理狀態(tài)下的顯微組織、力學(xué)性能以及厚度對鎂合金試樣力學(xué)性能的影響時，得到擠壓鑄造AZ91D鎂合金鑄態(tài)顯微組織主要由基體α-Mg和在晶內(nèi)及晶界上分布的β-Mg17Al12相組成；擠壓鑄造AZ91D鎂合金的硬度、屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度隨著試樣厚度的增加而減小,而伸長率隨著試樣厚度的增加而增加.黃在告采用擠壓鑄造工藝制備7075高強(qiáng)鋁合金傳動空心軸，并對其軸身的組織性能進(jìn)行了研究.給出了在澆注溫度與模具溫度分別為700℃與250℃條件下，隨著擠壓壓力的增大，可逐漸獲得結(jié)構(gòu)致密、晶粒細(xì)小、力學(xué)性能優(yōu)異的擠壓鑄造高強(qiáng)鋁合金管坯，當(dāng)壓力為160 MPa時，管坯的微觀組織呈現(xiàn)樹枝狀、顆粒狀與薔薇狀相混合的結(jié)構(gòu)形態(tài)，且其抗拉強(qiáng)度及延伸率均達(dá)到最大值，分別為545 MPa與8%；從斷口分析發(fā)現(xiàn)，隨著擠壓壓力的增大，7075擠壓鑄造鋁合金的斷裂模式由解理斷裂逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)檠有詳嗔裑6].楊青、戴亞春和姜銀方在立式SCV-2000T擠壓鑄造機(jī)上，擠壓鑄造鋁合金副車架.通過金相實(shí)驗(yàn)、力學(xué)性能測試和掃描電鏡分析副車架的顯微組織和力學(xué)性能.材料選用A356鋁合金，澆注溫度690～710℃，壓射比壓95 MPa，模具溫度240℃，保壓時間20 s時，研制的鑄件表面無鑄造缺陷，內(nèi)部組織致密.T6條件下，鑄件綜合力學(xué)性能較好，抗拉強(qiáng)度為291 MPa，伸長率為9.2%，硬度為96HBW[7].

1.3擠壓鑄造模具的技術(shù)研究

筆者結(jié)合壓鑄模、塑料模、鍛模等模具課教學(xué)，對擠壓鑄造模具進(jìn)行了較系統(tǒng)研究，發(fā)表了間接擠壓鑄造模具設(shè)計(jì)特點(diǎn)及研究；震動器機(jī)座擠壓鑄造模具設(shè)計(jì)及研究；新型鋁合金管鉗柄擠壓鑄造模具設(shè)計(jì)及研究等多篇論文.在這些文章中系統(tǒng)地介紹了擠壓鑄造模具特點(diǎn)，設(shè)計(jì)方法，從擠壓鑄造工藝對制件的結(jié)構(gòu)的要求到模具材料的選用，模具技術(shù)要求等都給予清晰論述.在擠壓鑄造實(shí)用技術(shù)研究中，給出了直接式擠壓鑄造模具和雙分型面擠壓鑄造模具設(shè)計(jì)技術(shù)要點(diǎn)；論述了擠壓鑄造技術(shù)方案的選擇原則.筆者根據(jù)擠壓鑄造制件和模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提出了具體、實(shí)用的分類編碼系統(tǒng)，同時以典型制件及其相應(yīng)模具為例給出了它們的詳細(xì)編碼，并通過計(jì)算機(jī)予以實(shí)現(xiàn).基于Cult 3D的擠壓鑄造模具虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)[8]的研究，利用3D Max和Cult 3D實(shí)現(xiàn)了擠壓鑄造模具的拆裝及開、合模、卸料等過程的運(yùn)動仿真設(shè)計(jì)和材質(zhì)設(shè)置，對各零件設(shè)置觸發(fā)事件和動作參數(shù)，動態(tài)地展示模具的開、合模原理和方法以及模具各零件的裝配關(guān)系和步驟.陳炳光在《液態(tài)金屬模鍛模具設(shè)計(jì)》一書中，對從事擠壓鑄造模具設(shè)計(jì)者具有較大的參考價值.利用相應(yīng)的計(jì)算機(jī)模擬軟件對擠壓鑄造件的成形過程模擬，可判斷鑄件成形過程中可能產(chǎn)生的缺陷部位和缺陷性質(zhì)；針對模擬結(jié)果，改變或確定模具澆口位置，并與優(yōu)化零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相結(jié)合給出解決措施.實(shí)現(xiàn)利用計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬來改進(jìn)工藝方案，提高產(chǎn)品質(zhì)量、獲得優(yōu)質(zhì)擠壓鑄造件的目的.筆者將塑料模雙分型面模具設(shè)計(jì)理念引入到擠壓鑄造中心澆口進(jìn)料的模具設(shè)計(jì)中，用于生產(chǎn)汽車空調(diào)器中缸和端蓋取得了很好效果.

1.4擠壓鑄造設(shè)備研究

我國用于擠壓鑄造研究的主機(jī)設(shè)備多為四柱萬能液壓機(jī)，部分企業(yè)也用于作為生產(chǎn)用機(jī)，其功能很難滿足擠壓鑄造工藝的要求.2008年蘇州三基機(jī)械有限公司研發(fā)制造的SCH-350A臥式擠壓鑄造機(jī)經(jīng)過國家鑄造鍛壓機(jī)械質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心的檢驗(yàn)合格，國內(nèi)第一臺達(dá)國際先進(jìn)技術(shù)水平的臥式擠壓鑄造機(jī)通過國家科技成果鑒定；隨后又開發(fā)出了“SCV-800A立式擠壓鑄造機(jī)”等系列設(shè)備.除三基機(jī)械有限公司生產(chǎn)擠壓鑄造機(jī)外，國內(nèi)還有兩個企業(yè)也開發(fā)出了與日本機(jī)型類似擠壓鑄造機(jī).從國內(nèi)外擠壓鑄造設(shè)備運(yùn)行情況看，同一模具在國產(chǎn)機(jī)上生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量不如在進(jìn)口機(jī)上好，主要是國產(chǎn)機(jī)控制精度低，工作不夠穩(wěn)定，導(dǎo)致產(chǎn)品廢品率相對較高.國產(chǎn)擠壓鑄造設(shè)備先進(jìn)程度與國外同類設(shè)備仍有一定差距.筆者認(rèn)為應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的特殊要求，如轉(zhuǎn)向節(jié)類產(chǎn)品，開發(fā)專用的擠壓鑄造設(shè)備，以滿足日益增長的擠壓鑄造工藝發(fā)展的需要.

2　擠壓鑄造技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

擠壓鑄造技術(shù)目前在汽車、摩托車、高鐵、通訊、五金工具、航空、軍工等行業(yè)得到了大量應(yīng)用.

2.1在汽車制件中的應(yīng)用

目前擠壓鑄造技術(shù)已成為汽車行業(yè)大批量生產(chǎn)高檔有色金屬零件的重要技術(shù)手段.筆者與某企業(yè)開發(fā)的擠壓鑄造鋁合金轉(zhuǎn)向節(jié)和三角臂力學(xué)性能完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求，抗拉強(qiáng)度σb大于320 MPa，屈服強(qiáng)度σs大于250 MPa；伸長率大于10%.目前已有兩種型號的轉(zhuǎn)向節(jié)通過臺架試驗(yàn)，進(jìn)入裝車路況考核，如圖1和圖2.擠壓鑄造空調(diào)器缸體、前后端蓋等均已大量生產(chǎn)，如圖3(a)、(b).氣囊支撐臂是新能源汽車產(chǎn)品，從產(chǎn)品開發(fā)到生產(chǎn)應(yīng)用約兩年時間.現(xiàn)已批量裝車投產(chǎn).坯件如圖4.

圖1汽車轉(zhuǎn)向節(jié) 圖2鋁合金三角臂

(a)缸體 (b)前、后端蓋

圖3空調(diào)器缸體、端蓋

圖4　氣囊支撐臂

2.2在國防工業(yè)中的應(yīng)用

我國某研究所多年來致力于擠壓鑄造在兵器工業(yè)中的應(yīng)用研究，先后開發(fā)成功了迫擊炮下體、彈體風(fēng)帽、坦克車負(fù)重輪等一批軍工產(chǎn)品.采用直接沖頭、浮動陰模擠壓鑄造鋁合金輔輪輪轂，利用液壓機(jī)上滑塊的壓制力在靠近鋁合金輪轂的輪緣和輪輻過渡處、輪轂中心部位等鑄造熱節(jié)處施加較大的壓力，消除了輪轂的輪緣和輪輻過渡處、輪轂中心部位等鑄造熱節(jié)處出現(xiàn)縮孔和疏松等缺陷[9]，圖5為擠壓鑄造負(fù)重輪.筆者利用擠壓鑄造技術(shù)研制成功了如圖6所示的舵面[10]，采用擠壓鑄造成形方法，既解決了理論外形直接成形不需加工的問題(擠壓鑄造坯件僅0.8 kg)，又解決了坯件不經(jīng)淬火就能達(dá)設(shè)計(jì)提出的力學(xué)性能要求，顯著降低了生產(chǎn)成本.

圖5負(fù)重輪圖6舵面

2.3在制備復(fù)合材料中的應(yīng)用

用擠壓鑄造制備復(fù)合材料，已成為復(fù)合材料中最常用且行之有效的方法之一.在擠壓力的作用下，基體與復(fù)合材料能很好的結(jié)合，使基體滲入到纖維增強(qiáng)體預(yù)制件中，改善了纖維與基體的潤滑性，提高了纖維與基體的結(jié)合強(qiáng)度.活塞是發(fā)動機(jī)中的關(guān)鍵件，承受很高的機(jī)械載荷和熱負(fù)荷，燃?xì)鉁囟雀哌_(dá)1 800～2 600℃，爆發(fā)壓力達(dá)到13～18 MPa，在使用過程中還受到復(fù)雜的交變載荷作用以及摩擦力的作用.現(xiàn)有的活塞一般采用共晶和過共晶鋁合金、鑄造或鍛造成形，使用工況已達(dá)到鋁合金材料的極限，采用擠壓鑄造工藝實(shí)現(xiàn)活塞薄弱部位的強(qiáng)化是解決存在問題的有效途徑.活塞第一環(huán)槽的耐磨性很大程度上決定了活塞的使用壽命，為此一般在該部位采用高鎳鑄鐵鑲?cè)M(jìn)行增強(qiáng)，但鑄造復(fù)合和結(jié)合質(zhì)量控制需要特別關(guān)注.山東濱州某企業(yè)研發(fā)的幾種陶瓷纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料活塞的內(nèi)在質(zhì)量檢驗(yàn)和多種試驗(yàn)(包括YC6108QA活塞的1 000 h耐磨試驗(yàn)和性能試驗(yàn))性能良好，質(zhì)量達(dá)到了較高水平[11].以鋁合金為基體、以陶瓷纖維、陶瓷或金屬燒結(jié)骨架等為增強(qiáng)劑的復(fù)合材料成本低廉，應(yīng)用前景好，具有很大的發(fā)展空間，會成為一重點(diǎn)研究領(lǐng)域. 擠壓鑄造可以實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)鑄造和整體或局部增強(qiáng)，是鑄造復(fù)合材料的首選工藝技術(shù).如圖7所示.

圖7　復(fù)合材料活塞

2.4在半固態(tài)成形中的應(yīng)用

金屬半固態(tài)成形作為21世紀(jì)一種近凈成形新技術(shù) ,已引起人們的廣泛關(guān)注，從事研究的人越來越多.為了推動該技術(shù)在我國工業(yè)中應(yīng)用,羅守靖，謝水生從理論研究、坯料制備、二次 (重熔 )加熱、成形工藝、國外應(yīng)用的最新進(jìn)展及發(fā)展趨勢等方面進(jìn)行了分析和討論 ,指出半固態(tài)加工技術(shù)在我國汽車、電子和軍工等領(lǐng)域潛在的應(yīng)用前景 ,并闡明應(yīng)采取的對策[12].Wei Dai，Shusen Wu等采用超聲振動方法制備AlCuMnTi合金半固態(tài)漿料，并進(jìn)行擠壓鑄造，結(jié)果表明：隨著壓力的增加平均晶粒尺寸減小，形狀因子增大[13].當(dāng)壓力為100 MPa，模具溫度為270℃時，T5熱處理后的力學(xué)性能最佳.抗拉強(qiáng)度和延伸率分別為326.5 MPa和11%，分別比傳統(tǒng)的擠壓鑄造試樣的抗拉強(qiáng)度和延伸率分別提高了6.5%和47%.Yang Zhang等對AZ91-Ca合金半固態(tài)注射成型擠壓鑄造進(jìn)行了研究，在擠壓鑄造條件下具有更優(yōu)異的顯微組織與力學(xué)性能[14].

2.5在其它領(lǐng)域中的應(yīng)用

擠壓鑄造技術(shù)用于氣動儀表的生產(chǎn)已有多年的歷史，主要用于要求氣密性較高的殼體件.采用擠壓鑄造技術(shù)研制成功的美式鋁合金管子鉗鉗柄，具有重量輕、強(qiáng)度高、夾持牢固可靠，外型美觀大方，使用靈活，攜帶方便等優(yōu)點(diǎn).至1987年投產(chǎn)以來，已生產(chǎn)近30年，產(chǎn)品主要銷往美國和東南亞一些國家，該產(chǎn)品已形成系列化(48吋、36吋、24吋、18吋、12吋).產(chǎn)品如圖8.近年來擠壓鑄造在通訊件中得到了大量應(yīng)用，圖9為某型號通訊部件固定夾.我國擠壓鑄造技術(shù)在過去幾十年中從研究到實(shí)用化生產(chǎn)再到設(shè)備開發(fā)都取得了較大成績，但與日本美國等發(fā)達(dá)國家比，在某些方面仍存在不足，在今后的發(fā)展中必須要有針對性的進(jìn)行研究，提高擠壓鑄造技術(shù)整體水平.

圖8鋁柄管子鉗圖9固定夾

3　我國擠壓鑄造技術(shù)展望

從中國汽車工程學(xué)會汽車制造分會節(jié)能與新能源汽車制造技術(shù)路線圖-鋁/鎂合金車身及零部件制造技術(shù)路線圖制定和對中國鑄造學(xué)會組織編制的《中國2030鑄造技術(shù)路線圖》-擠壓鑄造部分編審得知：兩份路線圖都是對我國未來15年(至2030年)擠壓鑄造發(fā)展及應(yīng)用做了詳細(xì)描述，并且將擠壓鑄造工藝落實(shí)到某些特定產(chǎn)品的生產(chǎn)中，如擠壓鑄造鋁合金轉(zhuǎn)向節(jié)，三角臂等零件.所以，未來15年我國擠壓鑄造技術(shù)應(yīng)在以下幾方面進(jìn)行深入研究并得到快速的發(fā)展.

(1)在汽車制造業(yè)中會大量應(yīng)用世界各國都把車輛輕量化擺在技術(shù)進(jìn)步的重要位置，確定為技術(shù)攻關(guān)的主要戰(zhàn)略目標(biāo).采用有色金屬材料代替黑色金屬材料是當(dāng)前國際上汽車輕量化的主要途徑,近幾年來,有色金屬零部件在汽車零部件中所占比例不斷增加,但大多集中在發(fā)動機(jī)零部件以及非承力部件,對于底盤安保零部件而言,由于其性能要求較高,采用有色金屬材料替代黑色金屬材料還處于起步階段.為使汽車減輕自重，便要求汽車鑄件必須輕量化、薄壁化、精確化、強(qiáng)韌化.所以，汽車的鑄鐵件不斷被重量輕的鋁鑄件所取代.以擠壓鑄造代替普通鑄造，低壓鑄造及部分鍛造，以達(dá)到提高毛坯的精度，減少加工余量，減少原材料消耗，降低成本的目的是其必然趨勢.以擠壓鑄造鋁合金轉(zhuǎn)向節(jié)、三角臂、氣囊支撐臂、副車架、鋁合金復(fù)合材料活塞等零部件將成為重點(diǎn)開發(fā)的零件.擠壓鑄造作為鑄鍛結(jié)合的先進(jìn)成形工藝技術(shù)，必將替代部分鍛造工藝，生產(chǎn)那些由于鍛造成形困難，而用一般鑄造無法達(dá)到性能要求的制件.在未來的汽車結(jié)構(gòu)件輕量化方面的應(yīng)用上發(fā)展空間廣闊，市場前景美好[15];

(2)在軍工產(chǎn)品中大量應(yīng)用隨著國防工業(yè)的發(fā)展，原來那種不計(jì)成本開發(fā)出來的產(chǎn)品現(xiàn)在已定型，進(jìn)入批量生產(chǎn)階段.某些零件原來可能采用鍛造制坯然后再機(jī)加工成形，生產(chǎn)周期較長，材料浪費(fèi)大，成本高.現(xiàn)在為提高生產(chǎn)率，降低成本，必然要尋找更為先進(jìn)的技術(shù)替代原有工藝優(yōu)化生產(chǎn).這就給擠壓鑄造帶來了良好的機(jī)遇;

(3)在半固態(tài)成型中的廣泛應(yīng)用隨著半固態(tài)成型技術(shù)成熟和發(fā)展，擠壓鑄造技術(shù)必然替代部分壓鑄和鍛造用于半固態(tài)產(chǎn)品的成形;

(4)在復(fù)合材料制件中的廣泛應(yīng)用 擠壓鑄造乃是復(fù)合材料制件，尤其是短纖維型、粒子型金屬基復(fù)合材料制件最有效的成形方法.近年來，國內(nèi)外大量研究擠壓鑄造復(fù)合工藝，利用擠壓鑄造液態(tài)金屬在壓力下充型和凝固的原理，增加液態(tài)金屬對固態(tài)材料的各種空腔、間隙的充填性，并且與固態(tài)材料緊密接觸，因而可以增加相互的咬合和機(jī)械夾緊作用.壓力又可以提高液態(tài)金屬對固態(tài)材料的浸潤性，并能迅速升高固態(tài)材料的表面溫度，進(jìn)而增加其擴(kuò)散結(jié)合的可能性，因此，擠壓鑄造是一種較理想的復(fù)合鑄造工藝;

(5)擠壓鑄造模擬軟件的開發(fā)目前國內(nèi)外所有的鑄造模擬軟件都沒有連續(xù)擠壓時制件的補(bǔ)縮和微量變形描述.這一內(nèi)容對擠壓鑄造工藝尤為重要，因擠壓鑄造過程保壓時間長，若能通過模擬判斷出連續(xù)擠壓時制件的成形規(guī)律，對保證質(zhì)量，提高模具壽命，提高生產(chǎn)效率，有效控制生產(chǎn)節(jié)拍是很有益處的;

(6)高效率和高精度的擠壓鑄造成形設(shè)備的開發(fā)擠壓鑄造裝備是實(shí)現(xiàn)擠壓鑄造零件高效精確成形的基礎(chǔ)保證，發(fā)展方向是拓寬設(shè)備的適應(yīng)性，研究大噸位和系列化成形裝備，研發(fā)新型合鎖模機(jī)構(gòu)和熔體輸送機(jī)構(gòu)，采用先進(jìn)的控制技術(shù)等;

(7)熔體聯(lián)合凈化技術(shù)將精煉處理已經(jīng)由單一功能向多功能發(fā)展，采用聯(lián)合凈化技術(shù)，把除氣凈化和過濾除渣相結(jié)合，在同一裝置中對熔體實(shí)現(xiàn)多次連續(xù)精煉凈化，提高精煉凈化效果是發(fā)展方向.為了生產(chǎn)高性能的鑄件，僅通過精煉凈化處理提高鋁液純凈度水平顯然已不能滿足要求，將精煉凈化處理與變質(zhì)處理、晶粒細(xì)化處理等有機(jī)結(jié)合，得到高質(zhì)量的熔體是發(fā)展方向;

(8)擠壓鑄造件質(zhì)量的綜合控制技術(shù)開展擠壓鑄造過程基本理論和缺陷控制研究，提高制件質(zhì)量，使其向高性能、大型化和復(fù)雜化方向發(fā)展；圍繞擠壓鑄造的三大要素(設(shè)備、模具、合金)和三大系列參數(shù)(工藝參數(shù)、模具結(jié)構(gòu)參數(shù)、設(shè)備參數(shù))相互間關(guān)聯(lián)性開展研究；對擠壓鑄造件的質(zhì)量四大控制難點(diǎn)(氣孔、縮松、夾渣、偏析)進(jìn)行分析研究都是很有意義的[16].在擠壓鑄造技術(shù)領(lǐng)域還有很多值得研究的課題，相信在同行的努力下，這些問題將逐一得到解決.

4　結(jié)論

擠壓鑄造作為鑄鍛結(jié)合的先進(jìn)成形工藝技術(shù)，必將替代部分鍛造工藝，生產(chǎn)那些由于鍛造成形困難，而用一般鑄造無法達(dá)到性能要求的制件.在未來的汽車結(jié)構(gòu)件輕量化的應(yīng)用方面發(fā)展空間廣闊，市場前景美好.作為一種工藝技術(shù)，它也面臨著與更多學(xué)科融合并求得更大的發(fā)展空間，在激烈的市場競爭中體現(xiàn)出自身的優(yōu)勢，并占有一席之地.通過擠壓鑄造，可大幅度提高合金性能，實(shí)現(xiàn)"以鋁代鋼"、"以鋁代銅"等輕質(zhì)材料替代，推動汽車、機(jī)械裝備、軍工裝備等輕量化，促進(jìn)節(jié)能環(huán)保；可實(shí)現(xiàn)大型、復(fù)雜鑄件的高效近凈成形，有利于大幅度實(shí)現(xiàn)節(jié)能、節(jié)材，降低成本.可大幅降低對原材料雜質(zhì)的限制，有利于實(shí)現(xiàn)廢鋁等廢舊材料的循環(huán)利用，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展.

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Research Status and Prospect of Squeeze Casting Technology in China

LUO Jixiang

(Liquid Die Forging Technology Engineering Research Center,Wuhan University of Technology,Wuhan 430063，China)

The squeeze casting technology development is reviewed. Combined with years of research and practice of squeeze casting technology of the theory, the research and application status are described systematically. The application example of typical of squeeze casting is presented, and future extrusion casting technology development trend in China is forecasted.

squeeze casting; viewing from history;present status; expectation

1673- 9590(2016)05- 0030- 06

*本刊特約*

2016- 06- 30

交通部港口重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室資助項(xiàng)目(200503)

羅繼相(1953-)，男，教授，學(xué)士，主要從事金屬工藝及材料成形技術(shù)研究

E-mail:jxluo163@163.com.

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