關于金屬型鑄造模具技術發展趨勢探討

練天寶 呂金道

摘要：當前鑄造模具業技術逐步發展與創新，人們也極為重視復雜的壓鑄模具，但是卻忽略了其他的鑄造模具。壓鑄無法生產高力學與大型的有色金屬鑄件，這類鑄件均由金屬鑄造生產的。壓鑄模具在鑄造過程中工藝復雜，生產效率較高，并且外觀質量良好，具有較高的產品精度，在質量形成過程中復雜程度較高，但是壓鑄模具在制造過程中卻無法制造出個體較大以及壁厚等各項鑄件。所以必須要對這類技術進行不斷的探究和創新，才能夠進一步推動金屬型鑄造模具技術的有效發展。所以本文從以下幾方面探討金屬型鑄造模具技術的發展趨勢，提出如何增強模具設計人員的知識水平以及制造工藝。

關鍵詞：金屬型鑄造模具，鑄造技術，模具生產

引言

在壓鑄模具之外的模具制造中，金屬型鑄造模具發展需求較高，制作工藝十分復雜，由于金屬型鑄造模具是有色金屬鑄造的。通過低壓與差壓進行制造，金屬模具具有導熱性能高，能夠快速的冷凝成生產效率較高。所以基于技術角度來看，金屬型模具能夠對模具溫度進行部位和時間的控制調節，能夠滿足模具高難度與高性能的相關要求。為了進一步促進現代機械制造行業的不斷發展，鑄造產品質量要求也逐步升高，所以必須對金屬型鑄造模具的技術發展方向進行深入探討：

一、順序凝固精準控溫技術

當前現有的模具溫度控制技術主要是憑感覺和經驗進行控溫的，通過吹一吹、捂一捂等方式進行調節，施工人員的操作水平與施工經驗在施工工藝中起著極為重要的作用，但是產品的穩定性與質量一致性、生產效率無法達到相關的標準要求。社會不同行業發展過程中進行深度推廣的前提下，信息技術與現代控制技術能夠有效，促進金屬型模具制造行業的可持續發展，例如在金屬型模具部位設計過程中可以設置元件與溫度傳感器?；跈C械的控制下，能夠有效實現在不同時間與多個部位的精準控制。通過此項技術有助于滿足順序凝固，并且進行有序補縮，進一步控制晶粒定向生長，從而達到相關的標準要求，如金屬模具制造的力學性能與物理性能。國外發達國家已經選用了順序凝固精準控溫技術，并且制造出京方向耐熱疲勞，并且符合受力方向，具有較強的耐腐蝕性與抗高溫性的鑄件，例如如渦輪發動機葉片。

二、快速凝固技術

金屬型鑄造冷卻速率約在50k每秒之下，冷凝時間約為十幾秒至幾十秒，由于晶粒生長粗大所以極容易出現偏析，對于性能較高的零件必須進行熱處理，所以應當加快速度進行模溫降低，但是降低模溫便會影響澆注，所以無法改變模具技術，是難以有效解決這些矛盾的。國外發明的模具及塑膠加熱系統，能夠將模具在15秒之內加熱到300攝氏度，或者是冷卻降溫到20攝氏度。該項工序并不復雜，將該項技術方案應用于金屬模具制造中，能夠有效降低模具的制造成本，并且省去了熱處理工序能夠達到相關的性能要求，所以模具材料必須要具有抗熱疲勞性。

三、復合材料鑄造技術

當前機械產品性能逐步提高，鑄件力學性能要求也進一步增加，金屬材料中可以增加短纖維與顆粒、晶須等各項非連續性增強材料以及其他的特殊成分，有助于增強金屬材料性能。在施工過程中，機械制造行業對于復合材料要求較高，需求量較大，制造行業要求在組織中根據相關的方式進行排列，國外公司通過順序凝固生產出希望的分布方式排列的特殊性能相比較普通的單向組織材料性能有所不同，能夠在所需方向上具有高強疲勞性以及高強度和低裂紋敏感性等等，所以必須要需要順序凝固控制技術。該項技術能夠有效減少生產環節，進一步降低加工余量，并且模具的使用壽命較長，形成溫度較低，是最具發展前途的模具技術。所以必須要認真探究復合材料鑄造技術，在此基礎上設計企業所需要的擠壓鑄造模具以及金屬型模具。

四、半固態金屬鑄造技術

當前我國鑄造行業不斷發展，在發達國家半固態金屬鑄造技術已經進入了廣泛的工業應用過程中，半固態金屬鑄造技術能夠在金屬凝固過程中進行強烈攪拌，相比較普通的鑄造而言更容易成型，形成的樹枝晶網絡骨架。通過攪拌能夠打散成分散的顆粒狀態，對于此類半固態金屬液進行鑄造，是在鑄造過程中由于具有較強的流動性，所以相比較固態鍛造而言，變形抗能力較小及容易制作成復雜的工件，所以具有鍛造優良性能。此種鑄造方式摒棄了傳統的模具制造產生的氣孔與裂縮、收縮量大于晶粒粗大等各項缺點。由于模具壽命較長，有助于改善生產條件，延長模具的使用壽命，成型溫度較低，所以最具發展前途。

五、快速制造鑄造與鑄?？焖衮炞C技術

根據當前的金屬型模具制造情況來看，通常采用鑄鐵方式進行機械加工，但是此種方式費時費力，并且使用成本較高，所以可以選用蠕墨鑄鐵進行鑄造，蠕墨鑄鐵具有較強的剛度以及抗拉強度相比較灰鑄鐵而言，具有75%的優勢，并且是灰鑄鐵的抗拉強度兩倍之多。此外蠕墨鑄鐵相比較球墨鑄鐵而言，具有較強的導熱性，能夠進行調溫控溫，同時導熱率較高，也會導致蠕墨鑄鐵模具的內外溫度差逐步降低，通過溫度差減少能夠降低膨脹插，所以熱應力也會逐步減少進一步延長模具的使用壽命。所以在模具制造之前必須要根據系數進行分析，在此基礎上制作模具，然后制作出陶瓷型，在此基礎上制作出蠕墨鑄鐵模具通過打磨與修整便可投入使用。例如應用陶瓷模具制造，能夠降低制造成本，進一步節省約40～%80%的成本，并且大大縮減了50%的制造周期。在同一次投入的情況下能夠進行多套模具重復使用，如果生產批量較大，可以進行模具同時鑄造，所以體現出該種方法的優勢。由于模具在使用過程中會出現反復的刮碰，屬于費時費力的工序。由于金屬型復雜模具必須要經過完全拆除，才能夠進行花盆，必須進行加熱處理，所以具有較強的人工技術依賴性。當前國外選用了熱噴涂材料，摒棄傳統的手工噴涂具有較強的效果，并且涂料的使用壽命周期較長，有助于提高生產效率并且提高注線表面質量，切實降低勞動強度。

六、快速制造鑄件與鑄模驗證技術

產品設計與驗證工作中必須要有鑄造零件，根據當前的技術進行零件鑄造，通常有兩種方式，第1種方式便是應用翻砂法進行模型制造，第2種則是將整塊的配料進行切削加工，此種方式費時費力，并且浪費成本較高，而第2種方式只可能獲得一個零件，但是零件的材料與組織可能會與未來制造的鑄件存在不相符問題。但是應用快速原型機能夠將無法呈現的金屬零件制造成蠟制模型，然后在應用熔模鑄造法進行零件鑄造，此種方式周期較長，但是并不是所有的快速原型機能夠進行蠟型模具制造?？梢詰每焖僭蜋C進行無砂砂型燒制，制造出多種樣品，但是此種方法是能夠進行快速燒制的原型機數量較少，并且覆膜砂可能會對機械設備產生較大的磨損。應用快速原型機進行發行和制造應用，發行和制作出砂型，便能夠在較短的時間內生產出多種鑄件，也可以進行小批量的生產。應用此類方式能夠驗證捕捉系統設計是否科學合理，根據當前的模擬軟件，雖然能夠進行澆注過程模擬，但是由于計算機操作模擬難免會存在問題，所以問題的準確性仍然待加強。

結束語

綜上所述，我們能夠看出，金屬模具制造過程中必須要加強相關技術的研究與創新，能夠將信息技術與自動化技術、控制技術有效融合，并且降低人為因素干擾。切實提高工藝的精準率，進一步確保生產出來的產品具有異質性與高效性，能夠滿足不同行業對于鑄件的多元化要求，進一步促進產業技術有效發展。

參考文獻

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（作者單位：寧波強盛機械模具有限公司）