陳木榮

（廣東理工學院，廣東 肇慶 526100）

與普通的壓鑄技術相比，高真空壓鑄技術的操作相對簡單，并且有更高的生產(chǎn)效率。所以自從高真空壓鑄技術投入生產(chǎn)之后，就受到了各大生產(chǎn)企業(yè)的重點關注，其本身也有著良好的經(jīng)濟發(fā)展和應用前景。隨著近幾年我國科學技術和研發(fā)能力的不斷進步，高真空壓鑄技術也得到了進一步的優(yōu)化和應用。現(xiàn)階段技術研究部門和我國生產(chǎn)廠商重點關注如何進一步發(fā)揮該技術的成本優(yōu)勢，提升產(chǎn)品質量的同時進一步增加經(jīng)濟效益。

1 壓鑄技術的工作原理

壓鑄技術是指經(jīng)過高溫熔融的合金在一定的壓力和速度的環(huán)境條件下填充進模具內，并逐漸冷卻成工業(yè)零件的鑄造方法。壓鑄技術是實際生產(chǎn)中最常用且發(fā)展最快的材料熱處理加工成型工藝之一。而高真空壓鑄技術是指在填充過程中抽離模具型腔中的氣體，以便有效減少零件在冷卻過程中所產(chǎn)生的溶解氣體和氣泡，從而提高生產(chǎn)零件的自身力學性能和表面質量的先進生產(chǎn)技術。高壓真空壓鑄技術主要有兩種操作模式，一種是通過抽氣機對于特殊的模具型腔進行抽氣工作；另一種是將普通的模具整體放入真空室內完成壓鑄工藝。通常情況下，第一種模式對模具自身的密封性和質量要求相對較高，而第二種模式的生產(chǎn)經(jīng)濟成本偏高，在生產(chǎn)過程中要根據(jù)廠商的實際情況及需求進行選取。通過高真空壓鑄技術所生產(chǎn)的零件都具有致密性高、強度和韌性高等優(yōu)點，符合我國制造行業(yè)的生產(chǎn)需求，其發(fā)展前景十分寬廣。

2 高真空壓鑄技術的發(fā)展及現(xiàn)狀

自從我國大力發(fā)展重工業(yè)以來，壓鑄技術在我國現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)過程中應用也越來越廣泛。工業(yè)作為國家綜合實力的重要評估部分，其發(fā)展可以帶動國家經(jīng)濟水平的快速提高，也是我國社會建設的基礎動力。但是，隨著工業(yè)逐漸發(fā)展，傳統(tǒng)的壓鑄生產(chǎn)技術所帶來的問題越來越突出，已經(jīng)嚴重影響我國工業(yè)的發(fā)展速度。為了提高壓鑄技術所生產(chǎn)的工件性能，適應實際生產(chǎn)要求，我國相關研究人員也研究出了數(shù)種新型壓鑄工藝，如氧氣壓鑄、超低速壓鑄以及層流填充壓鑄工藝等，這些新型壓鑄工藝都是通過減少液態(tài)金屬在填充和冷卻過程中和空氣接觸面積，進而提高產(chǎn)品性能。但是，以上幾種壓鑄工藝操作復雜，實際生產(chǎn)中的具體工藝參數(shù)難以檢測和控制，所以相較真空壓鑄工藝其應用較少。而真空壓鑄技術可以從根本上將金屬液和空氣隔離，所以壓鑄零件的工藝性能有著較大的提升，并且高真空壓鑄技術的操作與傳統(tǒng)壓鑄技術一樣簡單方便，所以高真空壓鑄技術為我國工業(yè)的發(fā)展提供了充分的保障。

高真空壓鑄技術在航空航天、汽車、電氣等精密制造業(yè)行業(yè)中都有大量的應用。而隨著我國經(jīng)濟的逐漸發(fā)展，人們對汽車、家電等日用品的追求已經(jīng)從實用性轉變?yōu)橥庥^的設計以及產(chǎn)品質量等方面。高真空壓鑄技術可以進行薄壁、形狀復雜以及尺寸精度要求較高零件的生產(chǎn)制造，更加符合汽車等行業(yè)的實際發(fā)展需求，所以其應用范圍越來越廣，從交通到家電，再到各種生活用品，隨處可見壓鑄技術的產(chǎn)品。但根據(jù)相關研究調查發(fā)現(xiàn)，我國現(xiàn)存的高真空壓鑄生產(chǎn)工藝和國外發(fā)達國家所掌握的壓鑄技術還存在一定的差距，因為我國工業(yè)起步較晚，對于其工藝技術的研究較少，相關企業(yè)也依然處于起步階段，未形成屬于我國自己的優(yōu)秀品牌。而國外相關企業(yè)的壓鑄技術和運營情況已經(jīng)成熟，其生產(chǎn)體系和相關規(guī)范制度以及質量檢測等已經(jīng)完善，所以我國的壓鑄相關產(chǎn)業(yè)依然需要進一步發(fā)展。

3 真空壓鑄技術的開發(fā)

普通真空壓鑄技術主要有兩種方法：（1）真空截止閥法；（2）激冷排氣槽法。激冷排氣槽法中通常會用到較薄的水波紋狀排氣槽，在金屬熔液的填充過程中，當熔液流經(jīng)排氣槽時將會快速降溫凝固，使得金屬熔液難以繼續(xù)進入真空管道，所以會使排氣管道的通暢性受到限制，使得模具型腔內部的真空度波動幅度較大，生產(chǎn)產(chǎn)品的質量不穩(wěn)定，但是，因為其生產(chǎn)成本較低，模具結構較簡單，所以在普通真空壓鑄中應用較多。而真空閥止法所采用的模具中設計有專用的遮斷閥，這種真空閥的結構相對復雜且種類較多，但是，工作原理基本相似，都是通過利用金屬熔液在填充過程中自身的動能使得閥門迅速關閉。在實際生產(chǎn)中，當閥門打開時，模具中的氣體就可以通過模具側面的排氣口快速排出；在金屬熔液填充過程中，當熔液填充到真空閥時，會首先推動閥芯向上移動，并且熔液同時從兩側排氣孔填入，但是，因為排氣孔的長度較長，當熔液流到真空管道時已經(jīng)使真空閥門關閉，所以不會使熔液流入真空系統(tǒng)。這種方法的真空度高且較穩(wěn)定，對于工件的工藝質量十分有利。

國外所采用的高真空壓鑄工藝都是由德國所開發(fā)的一般分為兩種：Vacural法和MFT法。Vacural法是利用管道將金屬熔化爐和模具的壓射室相互連接，在抽真空的同時利用壓強先將熔液吸入壓射室內部，當完全形成真空時，熔液就會通過壓射室直接成型。MFT法是利用可以自動打開或關閉的真空閥對模具型腔進行密封，保證可以在生產(chǎn)中快速完成抽氣工作，獲得的真空度也較高。并且利用增加澆口截面積等方法保證熔液可以快速完成填充工作。

模具型腔的氣密性是高真空壓鑄技術的關鍵。只有抽氣技術達到相關要求，才能為型腔提供較高的真空度，但是，型腔本身的密封問題也不容忽視，否則會造成進氣量過大，對于壓鑄零件產(chǎn)生嚴重的影響。因此在發(fā)展過程中要對于相關密封技術不斷改進，首先要在動模墊板后面設置有效的密封板，并且在每個密封板前設置緩沖氣槽，其次要在沖頭、壓射室的內壁以及底板上設計密封槽，如果有氣體進入，必須利用緩沖氣槽盡可能地減少氣體對于模具的影響。

4 高真空壓鑄技術的應用前景

高真空壓鑄技術在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)過程中有著重要的意義和地位，高真空壓鑄技術具有生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質量穩(wěn)定、工件精度高和大批量生產(chǎn)成本較低等優(yōu)點，能夠很好地滿足家電、航空、汽車等行業(yè)的廠商及其相關市場的需求。但是，因為高真空壓鑄技術所涉及的技術領域較多，完整的壓鑄設備費用昂貴且有諸多的限制，比如，熱室壓鑄機通常只能壓鑄較小的零件，不能加工大型鑄件。而冷室壓鑄機的應用范圍較窄，主要對熱室壓鑄機不能加工的合金金屬進行壓鑄工作。壓鑄機的設備性能也嚴重影響最終工件成品的質量和生產(chǎn)效率。隨著我國相關壓鑄機的控制技術和整體性能的提升，我國目前所生產(chǎn)的壓鑄機都采用電液伺服控制技術，可以與計算機技術進行聯(lián)動，并且應用最新的傳感器和液壓工件，在實際生產(chǎn)過程中可以對各種數(shù)據(jù)進行實時測量精準控制，為企業(yè)實際的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質量提供了有效的保障。而壓鑄工藝本身也得到了有效的發(fā)展，最新的生產(chǎn)工藝可以在一次成型的過程中完成壓鑄和鍛造兩種生產(chǎn)工藝。尤其是對產(chǎn)品尺寸精度要求較高形狀相對復雜的汽車生產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展有著重要作用。