我国压铸产业现状

第二种是改进型实时监控系统：该系统与设备在制造时就联为一体，提高了监测精度， 同时，在情况发生异常后，电脑一方面报警，提醒操作人员检查此产品是否为废品，另一方 面它会自动在机器系统中作一些数据调整，保证在下一次压铸时的参数符合原定设定值；
第三种是提高型实时监控与反馈系统：该系统在改进型的基础上，增加了伺服电机、时 间比例阀等，其功能更全、更复杂，系统在生产过程中，电脑监测冲头运动参数和压力参数 是否与设定值相符，如果发生不符合设定值时，机器立即启动伺服电机，打开比例阀，控制 油缸中的油的流量，使其冲头运动速度和压射系统油缸中的压力始终保持在设定值范围内。
随着我国经济社会的全面发展，我国压铸产业的重要地位正在逐渐显现。 在改革开放政策的引导下，中国经济蕴含的巨大潜能得到了快速释放。近年来，汽车工 业发展迅速，房地产业火爆增长，手机普及率逐渐上升，上述都标志着中国已开始步入小康 社会。人们在这一时期注重提高衣食住行的质量，要改善出行条件、住房条件，这些催生了 中国的“汽车热”、“房产热”乃至“经济热”。“十一五”规划国内生产总值的年均增长速度 为7.5%,这为中国压铸产业的持续发展提供了最根本的保障。
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况，使其恢复到原定最佳状态。 实时监控系统有三种类型： 第一种传感器、位移传感器等与机器相连，在生产过程中，只对实际的运行参数与设定值是否相符 做出判断，一旦情况有异常，系统计算机立即报警，操作人员立即将情况通知工艺技术人员 及其它有关人员进行现场处理；
它是随着金属液的冷却过程加压锻造，既消除毛坯的缩孔缩松缺陷，也使毛坯的内部组 织达到锻态的破碎晶粒，毛坯的综合机械性能得到显著的提高、外表面光洁度较好，除了能 生产传统的铸造材料外，它还能用变形合金、锻压合金生产出结构很复杂的零件。这些材料 的抗拉强度比普通铸造合金高近一倍，对于铝合金汽车轮毂、车架等希望用更高强度耐冲击 材料生产的部件，有更积极的意义，对于我国汽车工业、通讯业及其他机电行业的发展起到 了重要的支撑作用。
中国压铸业始于1947年，发展至今已有六十多年的历史，我国拥有丰富的有色金属资源， 并拥有一支长期从事压铸科学实验和生产实践的专业技术队伍。当前，我国的压铸企业遍布 大江南北，数量达20000家以上，年产量达200万吨，居世界第三位。但是企业普遍存在生产 规模小，工艺技术落后的现状。严重阻碍了我国压铸业的健康发展，削弱了我国压铸业的国 际竞争实力。要实现我国由压铸大国变成压铸强国，已成为全国压铸界有志之士最为强烈的 祈盼，争取用10年至15年的时间，即2020年之前完成“压铸大国”向“压铸强国”的提升已 成为业界的强烈呼声。
我国压铸产业现状
日期：2010 年 12 月 31 日
内容摘要
压铸是铸造行业的一种最先进工艺方法，属于常用有色金属压延加工业，行业代 码：3351，具体指铜及铜合金、铝及铝合金等常用有色金属及合金的压延加工生产活 动。
一、概述
压铸是铸造行业的一种最先进工艺方法，属于常用有色金属压延加工业，行业代码： 3351，具体指铜及铜合金、铝及铝合金等常用有色金属及合金的压延加工生产活动。
A.SSM 充型平稳、无湍流和喷溅、温度低而且释放了部分结晶潜热，因而减轻了对成 形装置尤其是模具的热冲击，使其寿命大幅度提高；同时，SSM 凝固时间缩短，从而有益 于提高生产率；
B.SSM 成形件表面平整光滑；内部组织致密、晶粒细小、力学性能高；凝固收缩小， 因而铸件尺寸精度高；SSM 成形件尺寸与成品零件几乎相同，极大地减少了机械加工量， 可以做到少或无切削加工，从而节约了资源，相对延长了刀具寿命；
二、我国压铸产业迫切需要提高技术水平，缩小与国外的技术差距
铸造作为一门古老的加工方法，在其注入新的技术之后，已演变成多种加工工艺，压铸 就是其中之一，随着当代科技的进步与发展，压铸工艺也不断地应用新的技术来生产高品质 的优良铸件，尤其是耐高压的压铸件，在这些技术得到有效运用后，不仅提高了压铸的劳动 生产率、稳定或提高了产品质量，还使得压铸产业有机会向科技含量更高的产品层次进军， 使得这一行业在新时期焕发出了新的光彩，同时还决定了压铸类企业要紧跟国内外先进技术 发展趋势，应时而动，积极借鉴、研究、运用先进的生产技术，增强自身技术实力，在激烈 的市场竞争中保持自己的有利地位。
通过使用实时控制系统可以保证压铸工艺的稳定性、提高产品的合格率。 3、真空压铸技术的应用 真空压铸的原理比较简单，但是应用时难度较大，曾在上世纪60年代就采用过真空压铸 的方法来生产航空叶轮，当时该系统仅用一个与真空系统相连的大罩子将模具罩住，在压铸 生产时启动该系统，由于当时的各方面条件有限，无法将整个系统全部密封起来，因此，这 种结构不是真正意义上的真空压铸。随着模具技术的不断发展，上世纪后叶，通过在模具上 开设齿形集渣包，将所有排气槽都连接到齿形集渣包，再将齿形集渣包与真空系统相连接。 在压铸过程中，当冲头运动越过压室的浇料口时，启动真空系统，当冲头运动停止后10～15 秒时关闭真空系统。此真空系统要求模具表面光滑，动模、静模之间密封性能良好，能取得 较好的真空效果，减低产品的内部气孔。 另外，有些压铸机公司推出了真空阀的真空压铸系统，它的原理在于模具开设较深排气 通道并与齿形集渣包相连，齿形集渣包再与带有油缸的真空阀相连。当铝水充填满排气槽后， 将活塞顶回，活塞正好将与真空系统相连的通道封闭，关闭阀门。在开模取出铸件后，活塞 又返回到原来的位置。 此类真空系统，设置简单，只要求当冲头通过压室浇料口的时候，机器启动真空泵，但 是，对模具制造和维护水平要求很高，特别是与真空阀相连的模具部位，相互配合的精度要 求很高。根据实际使用情况，此真空系统所达到的真空度也最高，效果最好，保证可靠。 另外有的企业还采用了一套真空系统，与多台压铸机相连的真空压铸方式。此系统能满 足一般的真空压铸要求，当多台机器同时使用时，其真空度就不一定能得到保证。 4、模温调节器的应用 模具温度在生产过程中对产品的质量、生产效率具有重大影响，模温不平均或不适当都 会导致铸件尺寸不稳定、铸件顶出困难易变形，产生热压力、粘模、表面冷隔等缺陷。 对于铝合金压铸，模具表面温度以150～250℃为宜，为了使模具达到该段温度，多数压 铸厂采用瓦斯喷枪加热型腔或采用金属液低速充填型腔的方法来提高模具的温度，由于这两 种方法都会导致型腔表面温度上升过快，而型块内部温度较低，因此产生了相应的内应力， 模具容易产生微裂纹，既影响产品的外观质量，又降低了模具的使用寿命。目前，国内外著 名压铸厂家在使用高精度模具生产高品质的铸件时，采用模温调节器，通过对导热油加热的 方法，提高模具温度。当导热油不断流过模具内管道时，使模具的温度总体均匀地提高到适 宜的温度，由于导热油还可以像水一样进行冷却，当模温超过设定值时，导热油开始起冷却 作用，从而使模具温度能保持一定的范围内，通过采用模温调节器，可以保持模具温度的均 匀性，提高产品表面质量和模具使用寿命。
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5、结论 通过应用实时监控与反馈技术、真空压铸技术、模温调节器等新技术，可以生产表面质 量要求高、致密性好的压铸件，同时延长模具使用寿命，提高生产效率，在实际生产中具有 较高的使用价值。 在今后的压铸技术研究与开发中，铝合金压铸的深化依然会是压铸技术发展的一个主要 方向。为了适应市场需求，今后应进一步解决以下问题:(1)推广应用新型高强度、高耐磨性 的压铸合金，研究可着色的压铸合金以及用于有特殊安全性要求的铸件等方面的新型压铸合 金；(2)开发性能稳定、成分易于控制的压铸铝合金；(3)简化合金成分，减少合金牌号，为 实现绿色化生产提供基础；(4)进一步完善压铸新工艺(真空压铸、充氧压铸、半固态压铸、 挤压铸造等)；(5)提高对市场的快速反应能力，推行并行工程(CE)和快速原型制造技术 (RPM)；(6)开展 CAD/CAM/CAE 系统的研究与开发；(7)开发和应用更多的压铸铝合金汽车 零部件。 综合分析我国现阶段的压铸产业，主要存在问题重点指向生产工艺自动化程度较低、产 品技术含量不高、行业不够规范三个方面，从而制约着这一行业的健康发展，具体情况见下 表1-3: 表1-3我国压铸产业基本情况与存在问题
1、半固态加工技术的应用 20世纪70年代，美国麻省理工学院的 Flemings 教授等人开发出了一种崭新的金属成形 方法，称为半固态加工技术。它是在金属凝固过程中进行强烈搅拌，使树枝状初晶破碎成等 轴颗粒状分布于液相，从而得到一种固液混合浆料，通常将此浆料称为非枝晶半固态金属
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(Semi—Solid Metal，简称 SSM)。在 SSM 的液相基体中，固相颗粒之间很容易产生相互移 动，从而使 SSM 浆料具有一定流动能力，以利于充型。在 Flemings 的一篇论文中报道，金 属材料在凝固过程中加强烈的搅拌，可以打碎金属凝固形成的枝晶网络结构，形成近球状的 组织，得到一种液态金属母液中均匀悬浮着一定颗粒状固相组分的固－液(固相组分一般为 50%)混合浆料，此时的半固态金属具有优良的流变性和触变性。因而，易于用常规加工技 术如压铸、挤压、模锻等实现成形。采用这种既非液态又非完全固态的金属浆料加工成形的 方法，称为金属的半固态成形技术。可见，半固态加工是利用金属从液态向固态转变或从固 态向液态转变(即液固共存)过程种所具有的特性进行成形的方法。这一新的成形方法综合了 凝固加工和塑性加工的长处，即加工温度比液态低，变形抗力比固态小，可一次大变形量加 工成形形状复杂且精度和性能质量要求较高的零件，所以半固态加工技术被称为为21世纪最 有前途的材料成形加工方法。其主要有点有以下几个方面：
C.不直接处理液态金属，便于实现自动化，改善了劳动条件； D.节约能源。比单位重量的普通铝合金铸件节能35％左右； E.SSM 粘度较大，可以均匀混入颗粒或短纤维等增强材料而制造金属基复合材料，成 为一种有效的金属基复合材料的制造方法； F.与固态金属模锻相比，SSM 的流动应力显著降低，因而 SSM 模锻成形速度更高，而 且可以成形十分复杂的零件。 近几年中，半固态加工技术的工业应用已经取得很大进展。其中美、日、英、法、意大 利和瑞士等国家的应用水平处于领先地位。在美国，AlumaX Engineered Metal Process(AEMP) 公司率先将此技术转化为生产力。1978年，它使用 MHD 技术生产出供触变成形用的圆锭， 随后建成了全球首条高容量和 高度自动化的触变成形生产线，用于生产铝合金汽车零件， 并 拥 有 相 关 专 利 60 多 项 ； 在 欧 洲 ， 意 大 利 是 半 固 态 加 工 技 术 商 业 化 应 用 最 早 的 国 家 之 一。 Stampal—Saa 公司使用此技术为 Ford 汽车公司生产 Zeta 发动机的油料注射挡 (Fuel Rails) ， 生 产 率 为 160 件 ／ 小 时 ； 另 外 ， 还 生 产 齿 轮 箱 盖 (GearBoxCover) 和 摇 臂 (RockerArms)等零件。 我国有些单位于70年代后期也陆续开展了有关 SSM 流变特性等方面的理论研究。但是， 由于缺乏系统的研究和开发，目前还没进入商业应用阶段，从而迫切需要进行全面、系统的 研究开发。半固态加工技术的发展将远远超出目前工业应用所局限的范围。组织力量对这项 技术进行研究开发将有十分重要的意义，它必将会在我国的经济建设中 发挥重要作用。 2、实时监控与反馈技术的应用 在铸造过程中有很多直接或间接地影响铸件质量的因素，在以往的生产中，大多数是凭 经验进行操作生产，很多因素不能得到有效控制，因此，质量的波动很大，可靠性、一致性 不能得到保障。在压铸生产中因其生产效率高，一旦失控往往会出现成批产品报废的质量事 故，为了解决这一矛盾，目前国外的压铸机生产厂商已陆续推出实时监控系统的设备。实时 监控系统，其功能在于：按工艺要求预先设置相应的参数，在生产过程中，通过压力传感器、 位移传感器分别检测相应的冲头速度和油缸内压力参数，经计算机分析、比较、处理，一旦 发现机器运动过程中的参数与原先设定的参数不符或有差异时，就会立即发出警报，一方面 提醒操作者检查此状态下的产品是否合格，另一方面要求相关人员检查模具情况和设备状