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　　鋁合金件金屬型鑄造方法由于其生產(chǎn)率高、勞動(dòng)環(huán)境清潔、鑄件表面光潔和內部組織致密等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應用。尤其是汽車(chē)發(fā)動(dòng)機部件，日、美、英、德和意等工業(yè)發(fā)達國家很多采用金屬型重力澆注方法生產(chǎn)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機鋁缸體、鋁缸蓋和鋁活塞。近幾年，我國許多廠(chǎng)家也引進(jìn)先進(jìn)金屬型設備或自制設備生產(chǎn)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機缸蓋、進(jìn)氣管和活塞等鋁鑄件。金屬型鑄鋁技術(shù)也廣泛應用于航空、航天、高壓電器、電力機械以及儀器儀表等行業(yè)。鋁合金件金屬型鑄造與其他一些鑄造方法（壓鑄、低壓鑄造和砂型鑄造等）相比主要具有如下幾方面的優(yōu)勢：

　　1）幾何尺寸和金相組織等綜合質(zhì)量好。

　　2）較低壓及高壓鑄造工藝靈活，可生產(chǎn)較復雜鑄件。

　　3）更有利于大批量生產(chǎn)，實(shí)現高度自動(dòng)化和簡(jiǎn)化維修；在同等生產(chǎn)規模下，與高、低壓鑄造相比，鑄造設備和金屬型等工裝的一次性投資更低。

　　2．鋁合金件金屬型鑄造工藝技術(shù)

　?。?）鋁合金件金屬型鑄造工藝設計 金屬型鑄造工藝設計關(guān)鍵是鑄件澆注位置的確定、澆冒系統的設計和模具工作溫度的控制和調節。

　　l）鑄件澆注位置。它直接關(guān)系到金屬型型芯和分型面的數量、金屬液導入位置、排氣的通暢程度以及金屬型結構的復雜程度等，從而決定金屬型加工和操作的難易程度以及鑄件冷卻溫度分布，進(jìn)而影響鑄件的生產(chǎn)效率，尺寸精度等內、外質(zhì)量。因此，鑄件澆注位置是鑄造工藝設計首先考慮的重要環(huán)節。

　　2）澆冒系統。鑄件澆冒系統設計決定鑄件內、外質(zhì)量。澆冒系統應具有撇渣、排氣和補縮功能，同時(shí)應保證鑄件合理的凝固、冷卻溫度場(chǎng)。正確、合理的澆冒系統除憑經(jīng)驗估算外，附算機數值模擬可直觀(guān)地預測鑄件凝固過(guò)程溫度場(chǎng)，顯示鑄件可能產(chǎn)生縮松（孔）的危險部位，從而指導工藝設計，并通過(guò)調整澆冒系統結構和尺寸、金屬型結構、控制冷卻速度或調整涂料層厚度等手段調節溫度場(chǎng)、消除鑄造缺陷，如采用底注式澆注的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機鋁缸蓋的毛坯，盡管采取在上部設置幾乎超過(guò)鑄件重量的大冒口和底部強制通水冷卻的工藝措施也難以調整合理的順序凝固的溫度場(chǎng)，難以消除底部?jì)葷部谥車(chē)^(guò)熱而造成的縮松缺陷。某廠(chǎng)引進(jìn)法國鋁合金金屬型鑄造機正是采用這種澆冒系統，生產(chǎn)工藝不穩定。百分之百的缸蓋需浸滲，對于縮松嚴重的缸蓋即使浸滲也滿(mǎn)足不了耐壓要求；而從冒口直接注入鋁液，鋁液經(jīng)過(guò)陶瓷過(guò)濾器凈化后進(jìn)人型腔，保證了鑄件合理的冷卻梯度，即自下而上的順序凝固方式，消除了縮松缺陷，缸蓋成品率顯著(zhù)提高。英國曾對兩種澆注方法做過(guò)詳細的研究和對比試驗工件，并稱(chēng)后者為DYPUR法。該法使型簡(jiǎn)化、緊湊，節省鋁液，鑄件成品率高。采用該法即使由于鋁液有較高落差造成的少量夾雜缺陷，對鑄件的力學(xué)性能和氣密性影響也不大。當然，澆冒系統的開(kāi)設位置、結構和尺寸大小除考慮鑄件凝固溫度場(chǎng)外，還需兼顧型復雜程度，金屬液充型是否平穩，是否具有撇渣和排氣等功能。

　　3）金屬型工作溫度。同樣，金屬型工作溫度和各部分的溫差對鑄件的冷卻溫度場(chǎng)有著(zhù)重要的作用。對金屬型局部過(guò)熱區域強制水冷和風(fēng)冷是為了保證該區域保持正常的工作溫度，提高生產(chǎn)效率，同時(shí)消除過(guò)熱，保證正常的冷卻溫度場(chǎng)。金屬型工作溫度控制比較先進(jìn)和有效手段是控制冷卻水出口溫度，出口溫度*冷卻循環(huán)水循環(huán)速度調節。如意大利和法國設計制造的金屬型都有先進(jìn)的水、風(fēng)冷卻裝置。此外，對于局部厚大熱節部位還可鑲嵌熱導率高或蓄熱量大的金屬嵌塊或調節涂料層厚度和涂料種類(lèi)以保證鑄件形成合理的冷卻溫度梯度，消除局部縮松（孔）缺陷。

　?。?）鋁合金金屬型設計及材料

　　1）金屬型設計及制造。好的金屬型設計和制造技術(shù)是滿(mǎn)足工藝設計、適應大批量、高質(zhì)量鑄件生產(chǎn)的關(guān)鍵。金屬型設計主要包括金屬型結構、排氣系統、鎖緊機構，冷卻系統、連接機構以及鑄件頂出機構。合理的鑄造工藝和金屬型設計只有通過(guò)先進(jìn)的金屬型加工制造技術(shù)來(lái)體現。

　　2）金屬型材料。適宜制造金屬型的材料應具有足夠的高溫強度、一定的熱穩定性和熱疲勞強度以及足夠的強韌性。國內一般用鑄鐵、鑄鋼和銅合金作為鋁合金金屬型模具材料，平均壽命10000～50000次左右；發(fā)達國家普遍采用美國鋼鐵學(xué)會(huì )（AISI）分類(lèi)的H-13，相當于國內4CrMoVSi鋼。這種鋼具有較高的熱強度和硬度，還具有較高的耐磨性和韌性，用它作模具，其鑄件尺寸穩定、模具壽命長(cháng)，一般大于100000次。當然，模具的壽命除與材質(zhì)有關(guān)外，還與模具結構、鑄造合金的材料、操作和管理等因素有關(guān)。

　　3．鋁合金金屬型鑄造設備及自動(dòng)化

　?。?）金屬型鑄造設備 金屬型鑄造機按用途可分為專(zhuān)用金屬型鑄造機和通用金屬型鑄造機；按動(dòng)力可分為手動(dòng)、氣動(dòng)、電動(dòng)和液壓金屬型鑄造機。國外一些鑄造設備廠(chǎng)按產(chǎn)品和用戶(hù)的要求研制出許多專(zhuān)用金屬型鑄造機，如鋁缸蓋、鋁缸體、鋁活塞、鋁進(jìn)氣歧管等金屬型鑄造機。中國近幾年有二十多個(gè)廠(chǎng)家陸續從國外引進(jìn)鋁合金金屬型鑄造機和工藝技術(shù)，為國內外配套生產(chǎn)汽車(chē)鋁合金鑄件。

　?。?）金屬型鑄造自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn) 金屬型鑄造自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)包括：金屬液熔化及傳送設備、澆注機、金屬型鑄造機、下芯和取件機械手、金屬型涂料涂敷機、鑄件傳輸及澆冒口切除機、熱處理設備和爐前快速檢測儀器等。自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)適用于專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)，可高效清潔地生產(chǎn)大批量?jì)?yōu)質(zhì)鑄件。