擠壓鑄造工藝原理、特點、分類

2024年1月4日發(作者：那片蔚藍)

第9章 擠壓鑄造

概述

擠壓鑄造，簡稱擠鑄，也稱“液態模鍛”或“液鍛”。其原理是對進入擠壓鑄型型腔內的液態（或半固態）金屬施加較高的機械壓力，使其成形和凝固，從而獲得鑄件或鑄錠的一種工藝方法。

此工藝是一種介于模鍛與壓鑄之間，實施鑄鍛結合的工藝。其與模鍛不同，置于模具（鑄型)中的不是固態坯料，而是液態（或半固態）金屬；與普通壓鑄不同，其液態金屬是自下而上緩慢、平穩充型的，并保持在高壓力下凝固。

從工藝方法方面，擠壓鑄造主要分兩大類：①直接擠壓鑄造，簡稱直接擠鑄，包括直接沖頭擠鑄、柱塞擠鑄等，即液態金屬在壓力推動下充填由沖頭與凹型組成的型腔中，且擠壓沖頭直接擠壓在鑄件上（見圖9-1）。②間接擠壓鑄造，簡稱間接擠鑄，包括上壓式和下頂式間接擠鑄等，即液態金屬在壓力推動下，充填已閉合鎖型的型腔中，擠壓壓沖頭通過內澆道將壓力傳遞到鑄件上（見圖9-2)。

圖9-1典型直接擠壓鑄造工藝程序示意圖

a）鑄型準備b）澆注

c）合擠壓壓d）開型，取出鑄件

按擠壓鑄型的分（合）型方向的不同，擠壓鑄造也可分為立式擠鑄（水平分型，如圖9-1所示）和臥式擠鑄（垂直分型，如圖9-2所示)兩大類。但不論是何種類型，為創造良好的排氣條件，擠壓沖頭對液態金屬的擠壓力，大都是垂直方向（由上向下或自下而上)施加的。

圖9- 2典型間接擠壓鑄造

（下頂式）工藝程序示意圖

a）鑄型準備后澆注 b）合型，擠壓料筒擺正

e）擠壓頭和擠壓料筒上升 d）擠壓頭上升擠壓

擠壓鑄造的工藝過程一般分為下列步驟（見圖9-1，圖9-2）。

（1）鑄型準備 包括對鑄型、擠壓料簡及擠壓沖頭的清理和噴涂，并將其回復到準備位置上。

（2）澆注 將液態（或半固態）金屬注入凹型或料筒中。

（3）合型 合型并鎖型，將料筒、沖頭進入待擠壓位置。

（4）擠壓 用擠壓沖頭將液態（半固態）金屬推人型腔，并繼續保壓直至其完全凝固。

（5）開型 推出鑄件。

擠壓鑄造一般在專用擠壓鑄造機（簡稱擠鑄機）上進行。但國內外也不少是選普通液壓機代用，后者設備投資少，也可行，但生產效率低并會影響產品質量。

1）鑄件組織致密，有利于防止氣孔、縮松、裂紋產生；顯微組織可細化；可進行固溶熱處理；力學性能高于其他普通鑄件，對直接擠壓鑄造件（簡稱直接擠鑄件），可接近同種合金鍛件水平。

2）鑄件有較高的尺寸精度（鋁合金和鎂合金鑄件可達GBT 6414-1999的CT5），較低的表面粗糙度值（鋁鑄件可達Ra=）。

3）工藝適應性較強，適用于生產多種鑄造合金和部分變形合金件。

4）工藝出品率高。

5）便于實現機械化、自動化生產。

6）此工藝一般適合生產形狀不很復雜的厚壁鑄件。

本工藝已廣泛用于生產各種鋁合金，鎂合金，鋅合金，銅合金，及其金屬基復合材料的擠鑄件。國內外應用情況見表9-1。

應用領域 零件名稱

鋁合金及鎂合金輪轂，鋁及鋁基復合材料活塞，鋁的橫梁（十字梁）、受力件 轉向節、下支臂、制動卡鉗、ABS零件，發動機缸體、支架、變速器、飛輪殼，空壓機連桿

汽車

耐壓、氣密性零件

鋁的空調壓縮機渦輪盤、前后缸體、前后蓋，轉向閥殼體，油泵，多支管，燃料分配管，制動器缸體，離合器缸體，濾清器支架

鋁的拔叉、泵體、搖臂、履帶板、耐磨件 空壓機活塞和斜盤、鋁基復合材料制動轂

應用領域

摩托車、電動車及自行車

耐壓及耐磨件

受力件

零件名稱

鋁合金及鎂合金的輪轂、上下連板、傳動箱殼體、后衣架、曲柄、車架體、把接頭、車架接頭、方向軸

鋁的活塞、減振筒、碟剎泵體

鋁及鎂的磁盤驅動器箱體、電器主軸襯套、電器壓緊環影像磁鼓、電器零件 聲納殼體、濾波器殼及支架、緊線夾

加熱板、計算機零件、電機轉子

船用螺旋漿、氣動儀表殼體、光學其他機械鋁合金件

鏡架殼體、壓力鍋及炊器、坦克輪及軍品零件，跑道燈罩、輪椅構件、氣體過濾器殼體、鋼琴支架

銅合金閥體、潔具、軸套、蝸輪、其他材料件 吹氧噴頭件，球鐵耙片、生鐵鍋，模具鋼件，鋅合金蝸輪及模具件等