金屬型鑄造模具技術趨勢研討

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快速凝固技術

多數金屬型鑄造過程中平均冷卻速率要低于50K/s，而過長的鑄件冷凝時間會造成了晶粒粗大的現象，加大了發生元素偏析的概率。針對高性能要求的制件可以使用熱處理模式來改變不完美的組織。冷凝速度和模溫之間存在矛盾關系，無論是加快還是降低冷凝速度，都會對澆鑄或組織造成不良影響。通常情況下超過100K/s的冷卻速率都會獲得超細的晶粒，且析出相擁有超高分散度和韌性。國外機械公司已經開發出一種加熱冷卻系統，開啟該系統能在14s內完成從320e到30e的轉變，而在金屬型鑄造模具中使用該技術無疑是可行的，設置冷水水道到模腔中，利用感應加熱板來調節模溫，既不影響晶粒大小，又能保證材料的高性能，避免了熱處理帶來的高人力、物力開支。

復合材料鑄造技術

機械產品在超更多樣化、特殊化的方向發展，工業生產和居民生活對材料的要求也越來越高，加快了鑄造零件性能的提升速度。為了不斷提高金屬材料的物理或化學性能，利用非連續增強材料的特殊成分來滿足符合材料的要求，通過加入晶須、顆粒等材料來加大強度、韌性，材料行業的迅猛發展造就了規定方式排列增強相方式，同時利用控制順序凝固技術的優勢，通過調節排列方式來鑄造零件，使其帶有其他材料不具備的特殊性能，在區別于其他普通單相組織材料的基礎上提供更全面、詳化的發展空間，而復合材料鑄造技術也會應用更廣泛。

半固態金屬鑄造技術

多數發達國家已經廣泛將半固態金屬鑄造技術應用于鑄造業，該類技術充分考慮了金屬鑄造中樹枝網絡骨架產生的問題，強烈攪拌處于凝固過程的金屬，使其呈現出顆粒狀組織，半固態金屬液的形成對下一步鑄造無疑是有益的。半固態金屬液附帶的流動性使其能承擔更多擠壓的工作，所以針對有特殊要求、形狀的材料來說，半固態金屬液能同時滿足形狀和性能兩方面要求，且不會發生縮裂、氣孔、強鑄造應力等現象，保證小偏差的尺寸和收縮量，鑄造出細小的晶粒，不斷延長模具壽命，省略了加工過程的復雜流程。現代鑄造業應尋找近凈成形技術和金屬鑄造工序的契合點，通過半固態金屬鑄造技術來完成兩者的銜接，滿足模具重力、擠壓等方面要求。

快速制造鑄件和鑄模快速驗證技術

鑄造樣件在實際研究和生產中至關重要，而鑄造樣件的方法通常采取傳統的翻砂法，采取材料切削加工的次數也較多，但無論從投入成本還是時間上來說，這兩種方法都存在不足之處。快速原型機的推出解決了傳統模式費時費力的問題，利用蠟質模型快速鑄造零件，但會對原型機造成一定損害，且效率不高。現階段有公司使用砂型盒來鑄造零件，實現了小批量生產目標，且在鑄造過程中能快速的觀察排溢、澆鑄等系統的運行狀態，方便及時作出調整。流體充型模擬軟件能幫助生產者節省實際操作中的流程，但是卻未能及時的反應生產問題。砂型盒實現了快速制造鑄件目的，且衍生出鑄模快速驗證技術，無論是從快速性、并行性還是全面性、協調性來來說都是極強的，鑄造公司在確定設計方案后可以立即投入到模具生產過程中，降低投入物力和人力，同時提高一次鑄模成功率，針對砂型鑄造過程中出現的問題能及時、快速的發現和解決。

本文作者：舒小英李小梅工作單位：江西渝州科技職業學院