金属型铸造模具技术趋势研讨

快速凝固技术

多数金属型铸造过程中平均冷却速率要低于50K/s，而过长的铸件冷凝时间会造成了晶粒粗大的现象，加大了发生元素偏析的概率。针对高性能要求的制件可以使用热处理模式来改变不完美的组织。冷凝速度和模温之间存在矛盾关系，无论是加快还是降低冷凝速度，都会对浇铸或组织造成不良影响。通常情况下超过100K/s的冷却速率都会获得超细的晶粒，且析出相拥有超高分散度和韧性。国外机械公司已经开发出一种加热冷却系统，开启该系统能在14s内完成从320e到30e的转变，而在金属型铸造模具中使用该技术无疑是可行的，设置冷水水道到模腔中，利用感应加热板来调节模温，既不影响晶粒大小，又能保证材料的高性能，避免了热处理带来的高人力、物力开支。

复合材料铸造技术

机械产品在超更多样化、特殊化的方向发展，工业生产和居民生活对材料的要求也越来越高，加快了铸造零件性能的提升速度。为了不断提高金属材料的物理或化学性能，利用非连续增强材料的特殊成分来满足符合材料的要求，通过加入晶须、颗粒等材料来加大强度、韧性，材料行业的迅猛发展造就了规定方式排列增强相方式，同时利用控制顺序凝固技术的优势，通过调节排列方式来铸造零件，使其带有其他材料不具备的特殊性能，在区别于其他普通单相组织材料的基础上提供更全面、详化的发展空间，而复合材料铸造技术也会应用更广泛。

半固态金属铸造技术

多数发达国家已经广泛将半固态金属铸造技术应用于铸造业，该类技术充分考虑了金属铸造中树枝网络骨架产生的问题，强烈搅拌处于凝固过程的金属，使其呈现出颗粒状组织，半固态金属液的形成对下一步铸造无疑是有益的。半固态金属液附带的流动性使其能承担更多挤压的工作，所以针对有特殊要求、形状的材料来说，半固态金属液能同时满足形状和性能两方面要求，且不会发生缩裂、气孔、强铸造应力等现象，保证小偏差的尺寸和收缩量，铸造出细小的晶粒，不断延长模具寿命，省略了加工过程的复杂流程。现代铸造业应寻找近净成形技术和金属铸造工序的契合点，通过半固态金属铸造技术来完成两者的衔接，满足模具重力、挤压等方面要求。

快速制造铸件和铸模快速验证技术

铸造样件在实际研究和生产中至关重要，而铸造样件的方法通常采取传统的翻砂法，采取材料切削加工的次数也较多，但无论从投入成本还是时间上来说，这两种方法都存在不足之处。快速原型机的推出解决了传统模式费时费力的问题，利用蜡质模型快速铸造零件，但会对原型机造成一定损害，且效率不高。现阶段有公司使用砂型盒来铸造零件，实现了小批量生产目标，且在铸造过程中能快速的观察排溢、浇铸等系统的运行状态，方便及时作出调整。流体充型模拟软件能帮助生产者节省实际操作中的流程，但是却未能及时的反应生产问题。砂型盒实现了快速制造铸件目的，且衍生出铸模快速验证技术，无论是从快速性、并行性还是全面性、协调性来来说都是极强的，铸造公司在确定设计方案后可以立即投入到模具生产过程中，降低投入物力和人力，同时提高一次铸模成功率，针对砂型铸造过程中出现的问题能及时、快速的发现和解决。

本文作者：舒小英李小梅工作单位：江西渝州科技职业学院