铝合金模具的重力铸造探讨

　　本文探讨了铝合金模具的重力铸造相关内容。

　　芜湖三佳科技有限公司是始建于2003年的铝合金汽车零部件生产企业。固定资产投资近一亿元人民币。公司现有重力铸造和压力铸造、机加工三个车间。铸件生产有铝合金重力铸造和铝合金压铸两种方式，去年下半年开始投产。重力铸造产品主要是汽车发动机缸体、缸盖、下框架、进气管、电控冷却板等，压铸产品主要是发动机油底壳、气门室罩盖、齿轮箱壳体、支架等。主要用户均是国内外知名的汽车发动机生产商。

　　公司建立时间不长，主要设备比较先进，如瑞士Buhler2700吨压铸机，意大利Fata缸盖自动生产线，德国Lamper冷芯盒制芯机等均是公司的主要生产设备，另外，三坐标测量仪、X光检测仪、48通道光谱分析仪等检测设备均是世界知名品牌，同时也是公司产品质量的有力保证。

　　先进设备固然是保证产品质量必不可少的因素，但模具在铸造中的作用同样非常重要。尤其对铝合金汽车零部件生产企业来说，模具的精确度和耐久性对产品质量的影响非常明显。

　　黑色金属铸造，模具更多的是为了形成铸型型腔，一般情况模具本身并不直接与金属液接触，尤其对于形状复杂的非金属模铸造件更是如此，与灼热金属液接触的是造型材料，主要是型砂，这使造型材料成为影响铸件质量的主要因素。而铝合金重力铸造则不同，由于铝合金熔点较低，铸造性能好，在大量生产时，铸件的外形一般是由模具直接形成的，如发动机的铝合金缸体、缸盖等，这不仅有利于提高劳动生产率，而且更重要的是通过调节模具不同部位的温度分布，来控制铸件的组织结构和晶粒大小，提高铸件质量，同时，避免了大量使用造型材料而带来的环境污染，改善了车间的劳动条件。

　　随着铸件形状复杂程度不同，铝合金重力铸造模具也各不相同。即使是同一零件，采用不同的铸造工艺，模具形式也往往不同，但不管怎样，铝合金重力铸造模具还是有其共性的。

　　首先，必须选择合适的铸造工艺，铸造工艺的优劣直接关系到铸件质量和工艺出品率的高低。国内有些模具制造厂，已开始使用凝固模拟来进行铸造工艺辅助设计，通过对充型和凝固过程的计算机模拟，发现易产生铸造缺陷的热结部位并予以克服，这对提高铸造工艺设计的可靠性，有效防止模具在调试过程中不必要的返工，是十分重要和有效的。

　　其次，模具要有好的容热能力。符合要求的较厚实的模架和模块，不仅是模具寿命的有效保证，而且对于模具连续工作过程中温度场的调节都具有非常重要的作用。一些模具厂，为了降低成本，节约用料，一味地降低模具的有效厚度以达到减轻重量的目的，殊不知这不仅大大降低了模具的使用寿命，而且使铸件易于变形，影响铸件尺寸精度，严重时将导致铸件批量报废，给铸造厂造成损失，更严重的是损害了模具厂自身的声誉。

　　第三，模具要有较可靠的冷却系统和拔气系统。通过冷却，不仅可有效提高劳动生产率，而且可调节铸件温度场、控制铸件冷却速度，进而影响铸件内部组织结构和晶粒尺寸、实现有效控制铸件机械性能的目的。顾名思义，拔气，就是人为地将型腔内部的气体排到型腔外以减少铸件产生气孔类缺陷的可能。同时，通过加装排气塞也可以调剂局部小区域的模温，对防止和克服铝合金开裂和缩陷有很重要的作用。

　　第四，必须要有与浇铸机相匹配的模具定位装置和便利的模具安装系统。定位装置不仅是保证铸件尺寸、减少披缝和毛刺的关健，而且也是保证浇铸机正常工作的关健，可以说，模具没有好的定位装置，就没有好的合格的铸件。模具必须便于安装和拆卸，因为铝合金重力铸造，每隔一定的时间就必须拆下模具重新喷涂料和修模，如果拆卸不方便，势必增加工人的劳动强度，占用更多的劳动时间，降低产量和效率。

　　对于铸造厂来说，优质模具就意味着优质铸件，就意味着较低的成本，较高的产值和利润。

　　目前，国内模具行业发展很快，仅铝合金重力铸造模具生产厂便不下几百家，而且随着汽车制造业的发展和外资的涌入，模具生产厂无论是规模还是技术实力也都在与日俱增，随着数控加工设备的普及应用，模具行业的加工水平与国外已没有多大的差距，许多模具厂也有较先进的检测设备，但我们的管理水平、设计理念、经营理念与国外同行比还有差距，模具材料和热处理强化手段也远远落后于发达国家。目前状况对于铸造模具生产厂来说，有实践经验，既懂模具制造又懂铸造工艺的工程技术人员也是很缺乏的，而模具调试和工艺验证又是模具生产过程中必迈的一道坎，因为得到成功的模具和成熟的工艺是当今许多技术力量较薄弱的铸造厂所希望的。

　　模具的标准化及模具标准件的应用是今后模具工业发展的必然趋势。这对于起步较迟的铝合金重力铸造更是如此。只有推行了模具标准化，才能规范模具制造厂的行为，促使模具厂提供质优价廉合乎标准的模具才有可能。同时，模具的标准化及模具标准件的应用，将使铸造厂更易于监控模具质量，也使模具的维护和保养更便利。模具标准件的使用，生产规模效应将有助于改变模具行业目前多品种、小批量，生产效率低下的状况，有利于降低成本，提高生产率。

　　总之，尺寸精确，生产效率高，便于使用和维护是模具行业和铸造行业永远的追求。