我国铸造有色合金及其特种铸造技术发展现状
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铸造有色合金及其特种铸造技术在基本制造产业中占有重要地位，是关键技术之一，在航空、航天、船舶、汽车、轨道交通、化工、能源、电子电器和运动休闲等领域有着广泛的应用，由其所带动的产业在国民经济中起着重要的支撑作用。目前公认的铸造有色合金包括铝、镁、钛、锌和铜等材料，约占各类铸件总量的
２０％左右，由于减重降耗的要求，其应用具有明显的增
长趋势，例如在汽车产业中，需要将铝合金铸件从现有的占铸件总重量的１０％增长到３０％左右，而在航空工业中，铝铸件更是占到铸件总量的８０％以上。
为了更好的满足某类产品的使用要求，在产品设计时，会更多地考虑减轻产品的结构重量和特殊的物理化学性能，有色合金恰恰可以满足这几方面的需求，即：①产品构件的减重和轻量化需求；②产品的功能性需求，如电阻材料、磁性材料、记忆功能材料和耐磨减摩材料等；③产品的装饰性功能需求，如铝合金的光亮性、钛合金的可着色性等。对产品的减重和构件轻量化需求是推动铸造有色合金应用领域不断扩大的动力，而对产品的功能性和装饰性需求则是铸造有色合金的发展方向。
１
我国铸造有色合金的发展概况
１．１
铸造铝合金
铸造铝合金是我国发展较早的有色金属材料之一，
其密度小，比强度高和耐腐蚀，因此广泛地应用于航空、航天、汽车、机床制造等制造业。目前，随着行业的发展，对铸造铝合金的需求越来越大，尤其是汽车工业的发展，轿车生产总量激增，对铝合金的需求量越来越大。例如一汽生产的红旗轿车，其整车铝合金铸件已经超过１００ｋｇ［１］，而且随着对节约能源和环境保护要求的提高，铝铸件的生产正朝着轻量化、强韧化、精密化和复合化的方向发展，铸造铝合金的应用将有很大的空间。
在各类铸造铝合金中，按照其性能特点可分为：高强韧铝合金、耐热铝合金、耐蚀铝合金和超轻铝合金等等，其中高强韧铸造铝合金能够保证合金在高强度的条件下，还具有高的断裂韧性、疲劳性能和抗应力腐蚀性能，因此可以部分的取代锻件，制备成形状复杂的铸件。例如ＺＬ２０５Ａ高强度铸造铝合金，该合金的极限拉伸强度可达５００ＭＰａ以上，已广泛用于航空、
收稿日期：２００７－０１－１８收到初稿，２００７－０３－１９收到修订稿。
作者简介：丁宏升（１９６８－），男，黑龙江双城人，副教授，博士，研究方向为材料液态制备成形与新工艺。Ｅ－ｍａｉｌ：ｄｉｎｇｈｏｓｈ＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ
丁宏升，郭景杰，苏彦庆，贾
均，傅恒志
（哈尔滨工业大学，黑龙江哈尔滨１５０００１）
摘要：结合我国在铸造有色合金领域的发展概况，从合金发展、应用和有色合金熔体技术以及特种铸造在有色合金中的
应用角度，分析了五十年来我国在该领域所取得的成绩和存在的问题，以引起广大科技工作者和生产技术人员对这方面
自主创新的重视，不断提高铸造有色合金的技术水平，扩大其应用领域。
关键词：有色合金；特种铸造；熔体处理；铸造合金；精密铸件中图分类号：ＴＧ２９－１
文献标识码：Ａ
文章编号：１００１－４９７７（２００７）０６－０５６１－０６
ＤＩＮＧＨｏｎｇ－ｓｈｅｎｇ，ＧＵＯＪｉｎｇ－ｊｉｅ，ＳＵＹａｎ－ｑｉｎｇ，ＪＩＡＪｕｎ，ＦＵＨｅｎｇ－ｚｈｉ（ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｅｒｂｉｎ１５０００１，Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｒｅｖｉｅｗｓｔｈｅｆｉｆｔｙ－ｙｅａｒ＇ｓａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔｓａｎｄｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔａｄｖａｎｃｅｍｅｎｔｓｏｎａｓｐｅｃｔｓｏｆｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓｃａｓｔａｌｌｏｙｓａｎｄｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｓｐｅｃｉａｌｃａｓｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｉｎＣｈｉｎａ．Ｔｈｅｒｅｉｎｃｌｕｄｅｓａｌｌｏｙｓｙｓｔｅｍｓ，ａｌｌｏｙａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｅｓｆｏｒｍｅｌｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｒｅｌａｔｅｄｓｐｅｃｉａｌｃａｓｔｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓａｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｔｈｅａｉｍｉｓｔｏａｒｉｓｅｐｅｏｐｌｅｐａｙｍｏｒｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｓｆｏｒｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｉｎｔｈｉｓａｒｅａ．Ｉｔｉｓｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄｍａｋｉｎｇｂｒｅａｋｔｈｒｏｕｇｈａｎｄｔｈｅｒｅｆｏｒｅｐｒｅｓｅｎｔｉｎｇｎｏｖｅｌｔｉｅｓｃｏｈｅｒｅｎｔｌｙｏｎｔｈｉｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｐｒｏｓｐｅｃｔｉｓａｍａｉｎｐａｔｈｔｏｂｅａｈｅａｄ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓａｌｌｏｙ；ｓｐｅｃｉａｌｃａｓｔｉｎｇ；ｍｅｌｔｔｒｅａｔｍｅｎｔ；ｃａｓｔａｌｌｏｙ；ｐｒｅｃｉｓｉｏｎｃａｓｔｉｎｇ
我国铸造有色合金及其特种铸造技术发展现状
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ＳｐｅｃｉａｌＣａｓｔｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｉｎＣｈｉｎａ
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专题综述
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铸造
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航天和交通等领域［２－３］。为了满足压铸件生产的需求，开发了Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系和Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ系等压铸型铝合金，这类合金具有较高的力学性能及良好的切削加工性能，约占压铸件铝合金的７０％［４］，在汽车和摩托车等压铸件生产中应用比较广泛，包括支架、托架、滑板、左右机匣、刹车毂、泵体、刮雨器、支臂等结构件，压铸型铸造铝合金的发展将为促进铸造铝合金向压铸这种低成本的铸造方式转变创造条件。超轻型铸造铝合金是目前正在发展的一种铸造铝合金，包括Ａｌ－Ｌｉ合金等，这种合金的密度比通常铝合金的还要小，而且弹性模量高，强度和抗疲劳性能以及抗腐蚀性能好，特别适用于航空和航天等零部件的减重要求，例如由Ａｌ－Ｌｉ合金生产的飞机翼珩和望远镜筒，与原来采用的铸造Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ合金相比，重量降低了５％以上［５］。铸造铝合金的另一个重要发展趋势是铸造铝基复合材料的研究受到广泛重视，目前铸造Ａｌ－Ｓｉ基／ＳｉＣ颗粒增强的复合材料的应用相对成熟［６］。随着ＳｉＣ颗粒的加入，不但改善了合金的性能，而且提高了合金的刚性和耐磨性，在航空、航天、汽车等领域应用，具有可观的前景。１．２铸造镁合金
镁合金是目前最轻的金属结构材料，不但密度很小，只有１．８ｇ／ｃｍ３左右，而且比强度和比刚度均较高，除此之外还具有良好的导电性、导热性、减震性和磁屏蔽性，因此，镁合金结构件在汽车、飞机、计算机及通讯设备等方面有着广泛的应用。飞机、汽车和轨道交通，由于减重可大大降低燃油消耗，减少废气排放，镁合金的应用将产生很大的经济效益和社会效益。计算机类、通讯类、消费类电子产品（３Ｃ产品）的不断涌现，催生了镁合金的快速发展，保证了３Ｃ产品对轻、薄、短、小部件的要求［７］。
目前工业上应用的铸造镁合金主要有六个系列：Ｍｇ－Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｎ（ＡＺ系）、Ｍｇ－Ａｌ－Ｍｎ（ＡＭ系）、Ｍｇ－Ａｌ－Ｓｉ（ＡＳ系）、Ｍｇ－Ａｌ－ＲＥ（ＡＥ系）、Ｍｇ－Ｚｎ－Ｚｒ（ＺＫ系）、Ｍｇ－Ｚｎ－ＲＥ（ＺＥ系）［１１］。ＡＺ系列合金ＡＺ９１具有良好的铸造性能和最高的屈服强度，其压铸件广泛应用于汽车座椅、变速箱外壳等多种形式部件。ＡＭ系列合金ＡＭ５０、ＡＭ６０具有较高的伸长率和韧性，用于抗冲击载荷、安全性高的场合如车轮、车门等。铸造镁合金目前正朝着耐热、耐蚀、阻燃和高强高韧等方向发展［８－１０］。随着温度的升高，镁合金的强度和抗蠕变能力下降很快，镁合金的高温蠕变性能比常用铝合金低一个数量级还多，温度高于１５０℃时拉伸强度迅速降低，因此很难适应高温条件下（大于２００℃工作温度，如汽车发动机零件）的使用要求。为了提高镁合金的耐热性，主要采用稀土元素、硅、钙、铋对其进行强化，提高抗蠕变性能［１１－１３］。为了提高镁合金的耐腐蚀性能，从合金熔炼角度要严格限制镁合金中的Ｆｅ、Ｃｕ、Ｎｉ等杂质元素的
含量，还可以对镁合金铸件进行表面处理，如化学表面处理、阳极氧化处理、微弧氧化、有机物涂覆、电镀、化学镀、热喷涂等方法［１４］。由于镁合金熔炼过程易于氧化而发生燃烧现象，通常采用的熔剂保护法和气体保护法易于污染环境，因此对阻燃型镁合金的开发也倍受重视。
１．３铸造钛合金
钛合金密度小、比强度高、抗腐蚀性能强、高温和低温力学性能良好，是一种优良的结构材料，应用广泛［１５－１６］。然而，钛合金的性价比比较低，零件不易机械加工，成本高。通过铸造方法，特别是精密铸造可以直接制造形状复杂的零件，免去大量的机械加工工序，使材料的利用率提高到９０％［１７］。
铸造钛合金通常按照相组成分为α、α＋β和β合金，按习惯也分为铸造高强、耐热和耐蚀钛合金。其中铸造Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ和Ｔｉ－５Ａｌ－２．５Ｓｎ是应用较为广泛的铸造钛合金，其特点是具有中等的强度和耐热、耐蚀性，以及良好的塑性，特别适合航空航天发动机和结构铸件使用。美国开发的铸造Ｔｉ６２４２合金（Ｔｉ－６Ａｌ－２Ｓｎ－４Ｚｒ－２Ｍｏ）可在５００℃以下工作，可用于航空发动机的压气机零件，约占铸造钛合金用量的２％以上。我国的ＺＴＣ６是借鉴Ｔｉ６２４２合金开发的一种近α型钛合金，该合金的铝含量控制在８％以下，高温热稳定性能良好，已应用到５００℃以下的发动机部件［１８］。ＺＴＣ３（Ｔｉ－Ａｌ－Ｍｏ－Ｓｉ系）也可以在５００℃以下长期使用，由于添加了稀土元素Ｃｅ，合金具有很好的耐热性能［１９］。铸造Ｔｉ１５３合金（Ｔｉ－１５Ｖ－３Ａｌ－３Ｃｒ－３Ｓｎ）属于亚稳β型高强钛合金，该合金可以进行固溶和时效强化，哈尔滨工业大学采用冷坩埚感应熔炼和立式离心浇注铸件表明，该合金的强度可达到１２００ＭＰａ以上，而且合金具有５％以上的伸长率［２０］。ＺＴＣ５合金是我国自行研制的高强度钛合金，它是在Ｔｉ－Ａｌ－Ｍｏ－Ｓｎ－Ｚｒ系耐热钛合金基础上发展的一种α＋β型铸造钛合金，通过快速共析元素的加入，提高了合金时效时的强度，该合金不仅高强高韧，而且在３５０℃以下使用，具有很好的热稳定性［２１］。
１．４铸造铜合金
铸造铜合金是研究最早和曾经使用较为广泛的传统有色合金材料，其特点是具有很高的导电、导热性能及良好的塑性，而且铜合金比钢铁具有高的耐蚀性能，同时也具有令人满意的力学性能，因而成为现代工业中不可缺少的金属材料之一。铜合金在铸造机车用轴瓦和船用螺旋桨等方面曾起到重要作用。然而由于铜的密度大，耐磨性能差等原因，现在已经逐步被其他材料所取代［２２］。但是许多有重要应用背景的铜合金仍然是其它材料所无法替代的。如艺术铸造铜合金、重要的铸造电极材料、代替银的电接触触头材料等仍有其广阔的应用前景［２３］。
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１．５铸造锌合金
铸造锌合金的密度小，有一定耐磨性、耐蚀性，尤其是当前不断发展的铸造锌铝合金以其优异的综合力学性能、耐磨损性能、机械加工性能、低能耗、无污染，使其成为铸造工作者感兴趣的材料而得到了广泛地研究。目前主要作为减摩耐磨材料代替青铜、黄铜，还可代替铝合金和铸铁等用于结构材料［２４］。
工业中经常使用的锌基合金主要以压铸型合金为主，分为五个类型，主要用于要求一定强度和耐蚀性的零件。高强度锌合金，主要用于制作轴承，各种管接头滑轮及各类承受冲击和磨损的客体铸件，少部分地取代一些铜合金、铝合金和可锻铸铁件，模具用锌合金。近十多年来，锌合金被大量用来制造冲裁模、拉伸模、塑料模、橡胶模等。采用锌合金制模可以缩短制模周期，降低模具成本，比同类钢制模具成本低６０％￣８０％［２５］。采用挤压铸造工艺可使高铝铸造锌合金的强度提高６０％左右，伸长率提高１倍以上，并且能大幅度减轻Ａｌ、Ｃｕ等合金元素的偏析［２６］。锌基合金除具有优良的铸造性能以外，其在涂覆性和可镀性、导电性、尺寸精度控制和形状完整性，以及可装配性等方面也具有很多优点，特别适合电子元器件和多功能组合件的制造。
２我国铸造有色合金熔体技术的发展
２．１铝合金的净化
熔体净化是发展铸造铝合金的一个重要部分。目前铸造铝合金的熔体精炼净化技术大体分为吸附法和非吸附法两大类［２７］。吸附法主要依靠精炼剂产生精炼气泡，并对夹杂物进行吸附而除去，达到净化铝液的目的，这类方法中主要包括浮游法、熔剂法和过滤法等。非吸附法依靠其它物理、化学作用来达到净化铝液的目的，包括真空处理、超声波处理、压力结晶、直流电场、钛屑处理、旋转电磁场和稀土元素储氢法等。非吸附法对铝液的精炼作用不但发生在吸附界面上，而且能对整体铝液发生作用。
２０世纪８０年代，国内研制了一些无公害精炼剂，但对其精炼效果和有无污染等问题还处于探讨过程中［２８］。利用熔剂精炼铝合金，不但能有效去除合金液中的氧化铝和氧化镁等夹杂物，而且能去除合金中所含的气体。过滤法是依靠过滤介质的机械阻碍作用和（或）吸附作用捕获夹杂物，同时去除吸附在夹杂上的氢而达到精炼目的，过滤法是排除夹杂物的一种有效方法。２．２铸造铝合金的变质处理
通过加入钠或钠盐进行变质仍然是目前工业使用的主要方法。随着现代显微技术和观察手段的进步，对变质机理也得到逐步认识，其中硅的生长受到抑制学说普遍为人接受［２９］。
由于钠变质时，生成的氟盐对设备腐蚀大，并且Ｎａ在高温下易于挥发，变质衰退很快，国内曾开发了许多新型的变质方法，例如：发热变质丸法、锑变质、锶变质和铋变质等。其中，锶的变质特性较好，与钠变质比较，锶变质有长效作用，也能重熔，属于长效变质剂，是Ａｌ－Ｓｉ合金变质处理的发展方向。锶变质使Ａｌ－Ｓｉ合金的强度提高２０％左右，伸长率提高２￣３倍［３０］。研究表明，抑制共晶Ｓｉ生长的外来质点的最佳原子半径为０．１９６ｎｍ，因此，除了钠和锶以外，可作为变质元素的还包括碲、钡、锑、钾、稀土、钇、硼和硫等元素［３１］。人们将变质工艺按要求概括为四个要素，即变质温度、变质时间、变质剂用量和变质操作方法。２．３镁合金的熔体保护技术
目前，镁合金在熔炼时，生产中采用最广泛的仍然是覆盖熔剂的方法［３２］，镁合金的熔剂由ＭｇＣｌ２、ＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＢａＣｌ２和ＣａＦ２等氯盐、氟盐的混合物组成，在镁合金熔化温度下，熔融的熔剂借助表面张力的作用，在镁液表面形成一个连续而完整的覆盖层，隔绝合金液与大气的接触，防止镁的燃烧。国内已经开发了几种新型镁合金阻燃添加材料，例如硼酸、烷基磺酸钠（Ｒ?ＳＯ３?Ｎａ），用来替代添加物中有毒的氟化物，这样镁合金可以进行无毒砂型铸造。由于镁合金在保温炉和浇注过程中采用熔剂覆盖，易形成非金属夹杂物，而且很难清除干净，降低镁合金的塑性和耐腐蚀性，因此采用气体保护法是当前的发展方向，ＳＦ６、Ｎ２、ＣＯ２、ＳＯ２气体中的几种组成的混合气体，会在镁液表面形成致密的连续薄膜，阻止镁合金液的后续氧化。但由于ＳＦ６的温室气体效应比ＣＯ２大几万倍，为限制使用气体，因此通常采用联合气体法对镁合金液体进行保护，其特点是在干燥空气和ＣＯ２的混合气体中加入极少量的ＳＦ６气体。
２．４镁合金晶粒细化技术
获得细小的晶粒组织，对提高镁合金的塑性具有重要意义。通常镁合金晶粒细化技术包括异质生核法、固液相区压力法、铸锭形变法和快速凝固法［３３］。其中异质生核法由于在液态合金中添加晶粒细化剂，操作简单，适合于异型件的铸造，是主要的镁合金晶粒细化方法。
添加含锆的晶粒细化剂可以细化晶粒。这是由于锆在液态镁中的溶解度很小，发生包晶反应时，镁液中仅能溶解约０．６％（质量比）的锆，且锆和镁不形成化合物。凝固时锆首先以α－Ｚｒ质点的形式析出，镁的α相在α－Ｚｒ质点外部形成包晶组织。α－Ｚｒ和镁晶型一致，晶格常数接近，可以作为镁晶粒形核的核心质点。但由于锆和铝易形成稳定的Ａｌ３Ｚｒ化合物，而且Ａｌ３Ｚｒ晶体为体心正方型结构，与镁相差很大，不适合于Ｍｇ－Ａｌ系合金的晶粒细化。在Ｍｇ－Ａｌ合金中主要采用加碳的
铸造丁宏升等：我国铸造有色合金及其特种铸造技术发展现状５６３
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晶粒细化方法。
对合金液进行过热处理，也是近年发展的一种新型晶粒细化方法［３４］。过热处理是浇注前将熔体温度升高并保温一段时间后，再降温至浇注温度进行浇注的工艺过程。过热处理对Ｍｇ－Ａｌ系合金有明显的细化作用。过热处理虽然可以细化晶粒，但是由于熔体温度的升高加重了合金的氧化和吸气现象，又由于杂质和熔体合金的密度差较小，不利于杂质的重力分离，反而降低了铸件的质量。
２．５钛合金的感应熔炼技术
当前我国工业中广泛使用的熔炼方法是真空自耗电极电弧熔炼法。虽然可以有效保证合金液具有一定的过热度和较为准确的合金熔体成分，但是这种方法对于原料电极的质量要求极高，并且熔池表面积大，深度小，造成高蒸气压元素（例如Ａｌ元素）的挥发损失很大，对控制合金成分不利，而水冷铜坩埚感应熔炼方法，是将分瓣设置并通水冷却的铜质坩埚置于感应电磁场下进行熔炼，可以最大限度的发挥感应熔炼方法的优势。
利用水冷坩埚熔炼钛合金早在２０世纪７０年代就有了报道。美国矿业局首先采用水冷铜坩埚感应熔炼金属钛，结果表明水冷铜坩埚与金属熔体之间存在一层由钛熔体凝固而产生的固体壳层即所谓凝壳。此时坩埚内衬相当于由所熔金属制成，即坩埚内表面与金属熔体成分相同，避免了坩埚对金属熔体的污染。随着冷坩埚组合块数及电源输入功率的增加，强烈的磁场作用促进炉料迅速熔化并产生强烈的搅拌作用，使金属熔体的温度和成分均匀，并能获得一致的过热度。由于新型的钛合金和Ｔｉ－Ａｌ化合物基合金的成分较复杂，合金元素含量允许偏差小，采用钛合金常用的电弧熔炼方法很难满足对合金成分的要求，水冷坩埚感应凝壳熔炼特别适于这方面的工作。哈尔滨工业大学在熔炼ＴＣ４合金、高强度钛合金、高Ｎｂ和Ｗ含量钛铝合金，以及含Ｂ、Ｃ钛基复合材料方面曾进行了大量的研究工作，结果表明合金成分均匀，间隙元素含量低，合金液的过热度适当，满足静态和离心浇注的要求。
３特种铸造技术的应用及发展
３．１半固态铸造
半固态金属铸造一面世就受到了国内学者的广泛关注，该工艺的特点是，由于在液相中含有近一半的初生相，成形温度大为降低，当切应力为零时可实现金属坯料的高温搬运，易于实现机械化，延长模具的使用寿命，这样即节约了宝贵的能源，又降低了对环境的污染程度，改善了生产条件；同时，在一定切应力作用下，半固态金属又具有适宜的粘度，可以采用如压铸、真空吸铸和挤压铸造等多种工艺进行成形，
可以保证铸件优异的性能尤其是减少气孔、缩松等常见的铸件内部质量缺陷。与全液态金属成形工艺比较，半固态工艺彻底改变了金属的充型方式和凝固过程，因此所成形零件表面光滑、内部致密、晶粒细小、力学性能高。半固态金属成形工艺可以达到零件近尺寸成形的目的，极大地减少了零件的机械加工量和切削环节，是颗粒和短纤维增强金属基复合材料的首选制备工艺。目前由半固态铸造工艺生产的铝、镁以及其金属基复合材料得到了飞速发展［３５］。
３．２电磁铸造
电磁铸造是利用电磁感应原理实现的连续铸造技术。该技术的最大特点是金属液在电磁搅拌力的作用下，固相前沿变得平直，糊状区宽度减小，枝晶间距较小，化学成分均匀，铸件宏观组织以细小等轴晶为主，因此铸件有较好的压延性能［３６］。当前，电磁铸造主要应用于铝合金方面，在其它合金体系中开展的不够广泛，在钢铁中只有很少的文献给予报道。对于尺寸、形状和内部质量合格的电磁铸造产品，不仅与感应器结构、电参数、屏蔽及其位置有关，还与浇注温度、冷却喷水工艺及浇注充型速度等密切相关，因此真正获得优质的铸件难度很大。目前，该工艺只在小型铸锭方面进行了应用，还未能用到真正意义的铸件成形方面，如果能紧密围绕具有代表性的关键零部件（例如发动机叶片），结合铸造工艺优化、凝固组织控制、电磁流体力学和自动控制等多门类复杂技术，开展其技术应用的研究，并重点考察电磁场、温度场、流场、压力场和浓度场的综合作用过程，将对优质铸件的成形具有重要的意义［３７］。
３．３喷射铸造
喷射铸造又称喷射成形技术、雾化沉积技术，是将传统的铸造技术与粉末冶金成形方法相结合而产生的一种快速凝固技术。近年来被广泛用于研制和开发高性能的航空航天用结构材料，在国内发展迅速。由于喷射沉积过程，材料保持了很高的冷却速度（一般大于１０３℃／ｓ），因此材料具有晶粒细小、偏析程度低以及过饱和固溶的组织特征，这样制得的材料其综合力学性能要大大优于普通的铸造材料。另一方面，由于喷铸方法克服了粉末冶金技术的缺点如材料污染严重、原始颗粒存在界面等问题，因此材料具有比粉末冶金材料更高的强度和塑性。当前，国内对喷射铸造的研究相当活跃，所涉及的材料不仅包括各种铜、铝合金和金属基复合材料还包括不锈钢、高速钢、工具钢、高温合金等。存在的主要问题是，沉积产品的致密性和收得率较低，对于大块制品内部仍存在严重的孔洞缺陷；当喷射金属基复合材料时，还需在准确控制增强颗粒分布和所占体积分数上做深入研究［３８］；而且由于冷却速度较低，很难抑制耐热铝合金中如Ａｌ３Ｆｅ等平
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衡相和Ａｌ６Ｆｅ等亚稳金属间化合物的析出。
３．４低压及差压铸造
低压及差压铸造方法是目前解决大型薄壁铝合金铸件整体成形的最佳工艺方法［３９］。国内对直径６００ｍｍ、长３ｍ、壁厚６ｍｍ的差压铸件也已完成研制工作。当前在低压和差压铸造领域首要解决的问题包括：①设备制造方面，目前大多数低压和差压铸造设备都不能保证原定铸造工艺的实现和重现，最典型的是液面加压系统，该类工艺的最主要参数，如升液曲线的实现是通过液面加压系统给予保证的，但目前国内数家工厂或公司出品的液面加压系统均只能在控制柜试压筒或控制柜内反馈管内实现预定的加压－时间曲线，很难保证保温炉坩埚液面上的真正压力－时间曲线的最佳工艺参数的实现［４０］；②模具和铸型方面，只凭经验进行铸造工艺设计、制备模具和铸型，由于尚无成熟的工艺指导，因此很难保证铸件各部分的顺序凝固和充分补缩，由于铸件是在密封罐中进行浇注充填，充不满、排气不畅、燃烧和跑火等铸造缺陷，造成铸件的表面和内部质量较低；③工装复杂分散、自动化水平低，目前大多采用手工和半自动化操作，造成工艺过程不连续，原来预想的工艺参数不能有效实现。目前在铝合金铸造方面，该类工艺已经取得了很大进步，设备的整体制造水平提高，使其不断向成套化和自动化方向发展，通过铸造工艺过程的计算机模拟设计和优化可达到对工艺参数的控制，使得生产过程中对充型平稳、顺序凝固及铸件充分补缩的工艺控制水平提高。由低压或者差压铸造生产的铸件已开始向超大型化、大断面、薄壁化和合金品种多样化方向发展。
３．５挤压铸造
挤压铸造工艺是１９３７年在前苏联诞生的，随后在２０世纪７０年代以后风行于欧美。国内对此工艺的研究起步较早，目前已经取得了一定的成绩，已经建立了比较完善的压力下结晶和挤压铸造的理论体系，发展了整套的挤压铸造方法和定型生产的专业化挤压铸造机产品。目前国内挤压件还存在夹杂、热处理起泡、局部缩松等缺陷，导致力学性能不稳定，这些问题除与设备现状有关外，主要与挤压铸造技术问题相关。在挤压模具设计和挤压材料熔配和合金质量控制方面仍需改进。尤其是加强挤压铸造过程基本理论和缺陷控制（包括气体卷入过程的成因及控制、铸件中夹杂物的侵入和局部弥散激冷组织的形成控制等）的研究，发展新型的固态粉末润滑剂和改变原有的金属液充填系统，提高设备的自动化和控制水平，提高铸件的质量，使其向高性能、大型化和复杂化方向发展［４１］。
４结束语
我国现代铸造有色合金技术已走过了五十余年的曲折道路，通过各方面的努力，取得了骄人的成绩。从开始的仿效跟踪模式，已向着自主创新方向发展。我国在铸造有色合金体系、有色合金熔体处理关键技术和特种铸造技术的应用等方面与发达国家的差距逐渐缩小。如果在现有科研和生产的基础上比照国外先进水平，继续开拓进取，不断深入研究，并强调技术原始创新，通过加强生产实践，将使我国有色合金铸造技术在整体上达到和超过世界先进水平。
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（编辑：张允华，ｚｙｈ＠ｆｏｕｎｄｒｙｗｏｒｌｄ．ｃｏｍ）
ＦＯＵＮＤＲＹ
Ｊｕｎ．２００７Ｖｏｌ．５６Ｎｏ．６
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第十届全国特种铸造及有色合金学术年会
第十届全国特种铸造及有色合金学术年会第四届全国铸造复合材料学术 会议纪要 第十届全国特种铸造及有色合金学术年会和第四届全国会议期间，7月25日和26日两个晚上，还分别举行了中铸造复合材料学术会议于2004年7月24日至28日在中国西国机械工程学会铸造分会特种铸造及非铁合金专业委员会、复南疆重镇、四季如春的美丽城市云南昆明举行。合材料专业委员会、《特种铸造及有色合金》杂志编委会的委 会议由中国机械工程学会铸造分会特种铸造及非铁合金员会议。 专业委员会、复合材料专业委员会、《特种铸造及有色合金》经过代表们的共同努力，会议取得圆满成功。杂志社、昆明理工大学主办，《特种铸造及有色合金》杂志社、这次会议，首次将特种铸造及非铁合金专业委员会、复合昆明理工大学承办。材料专业委员会两个专业委员会的年会合在一起召开，是一次会议收到外学术论文和技术论文118篇，由《特种铸造及高水产的学术交流和技术交流会议，也是对近年来中国在特种有色合金》杂志社编辑、出版了论文集。铸造、有色合金、复合材料方面科技成果的一次大检阅。 来自中国内地28个省、市、自治区的138名代表出席了凝固科学技术方面，介绍了以控形、控构、控性为目标开本次会议。会议得到昆明理工大学的大力支持和资助，为会议展优质铸件定向、晶体生长、快凝、深过冷及各种新型和超常的顺利召开作出了重要贡献。全体代表对此表示衷心的感谢。领域凝固过程研究的现状，展望了某些方面可能的发展趋势， 在热烈的气氛中，会议于7月25日上午举行了开幕式。引起了与会代表的关注和讨论。
中国工程院院士、、哈尔滨工业大学教授、西北工业大学教授、特种铸造方面，介绍了电磁铸造、压铸、低压铸造、挤压博士生导师傅恒志出席了开幕式。中国机械工程学会铸造分会铸造、差压铸造、半固态铸造、金属型铸造、熔模铸造、壳型铸造复合材料专业委员会主任、东南大学教授、博士生导师吴铸造、消失模铸造、离心铸造等领域的研究成果和生产技术，申庆，《特种铸造及有色合金》杂志主编袁振国主持开幕式，从工艺、模具、设备、检测与控制、计算机数值模拟、中国机械工程学会铸造分会特种铸造及非铁合金专业委员会CAD/CAM/CAE以及铸造缺陷分析与防止等多个领域进行了主任、哈尔滨工业大学教授、博士生导师郭景杰致开幕词，昆广泛深入的交流，提出了许多新的思路。明理工大学校长、教授、博士生导师周荣致欢迎词，特种铸造有色合金方面，介绍了非晶合金、偏晶合金、纳米材料、及非铁合金专业委员会前主任、《特种铸造及有色合金》杂志铝合金、镁合金、锌合金、铜合金、钛合金等领域的研究状况编委会前主任、哈尔滨工业大学教授、博士生导师贾均、中国和发展动向，对非晶合金形成机理、偏晶合金的制备技术、纳机械工程学会铸造分会副理事长、沈阳工业大学校长、教授、米材料的晶粒细化工艺、铝合金的熔炼和精炼技术、镁合金的博士生导师李荣德、中国机械工程学会铸造分会秘书长苏仕方的熔炼防护和表面处理等进行了深入交流和探讨，传递了许多在会上讲了话。新的信息。 开幕式结束后，会议进入大会学术交流。首先走上演讲席复合材料方面，介绍了各种铝基、铁基、钢基、铜基复合的傅恒志院士作了题为“凝固科学技术与材料发展”的报告，材料的组织结构和力学性能，阐述了采用熔铸法、压铸法、自介绍了当前凝固材料体系的基本框架和凝固科学技术主要发蔓延高温合成法、压力浸渗法、无压浸渗法、粉末冶金法、伪展阶段的基本理论，受到与会代表的热烈欢迎和一致赞誉。随半固态触变成形法等制备复合材料的某些关键技术，对复合材后在大会上演讲的有，沈阳工业大学校长李荣德、东南大学教料的技术发展和应用前景进
特种铸造工艺
特种铸造：铸型用砂较少或不用砂、采用特殊工艺装备进行铸造的方法，如熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造、离心铸造、陶瓷型铸造和实型铸造等。 特点：特种铸造具有铸件精度和表面质量高、铸件内在性能好、原材料消耗低、工作环境好等优点。但铸件的结构、形状、尺寸、重量、材料种类往往受到一定限制。 一、熔模铸造（失蜡铸造） （一）熔模铸造的工艺过程 1．制造蜡模蜡模材料常用50%石蜡和50%硬脂酸配制而成。如图1-34a所示。为提高生产率，常把数个蜡模熔焊在蜡棒上，成为蜡模组，如图1-34b所示。 2．制造型壳在蜡模组表面浸挂一层以水玻璃和石英粉配制的涂料，然后在上面撒一层较细的硅砂，并放入固化剂（如氯化铵水溶液等）中硬化。使蜡模组外面形成由多层耐火材料组成的坚硬型壳（一般为4~10层），型壳的总厚度为5~7mm，如图1-34c所示。 3．熔化蜡模（脱蜡）通常将带有蜡模组的型壳放在80~90℃的热水中，使蜡料熔化后从浇注系统中流出。 4．型壳的焙烧把脱蜡后的型壳放入加热炉中，加热到800~950℃，保温0.5~2h，烧去型壳内的残蜡和水分，并使型壳强度进一步提高。 5．浇注将型壳从焙烧炉中取出后，周围堆放干砂，加固型壳，然后趁热（600~700℃）浇入合金液，并凝固冷却。 6．脱壳和清理用人工或机械方法去掉型壳、切除浇冒口，清理后即得铸件。 熔模铸造的工艺过程 （二）熔摸铸造铸件的结构工艺性 熔摸铸造铸件的结构，除应满足一般铸造工艺的要求外，还具有其特殊性：1．铸孔不能太小和太深否则涂料和砂粒很难进入腊模的空洞内，只有采用陶瓷芯或石英玻璃管芯，工艺复杂，清理困难。一般铸孔应大于2mm.。 2．铸件壁厚不可太薄一般为2~8mm。 3．铸件的壁厚应尽量均匀熔摸铸造工艺一般不用冷铁，少用冒口，多用直浇口直接补缩，故不能有分散的热节。 （三）熔模铸造的特点和应用 熔模铸造的特点是： （1）铸件精度高、表面质量好，是少、无切削加工工艺的重要方法之一，其尺寸精度可达IT11~IT14，表面粗糙度为Ra12.5~1.6μm。如熔模铸造的涡轮发动机叶片，铸件精度已达到无加工余量的要求。 （2）可制造形状复杂铸件，其最小壁厚可达0.3mm，最小铸出孔径为0.5mm。对由几个零件组合成的复杂部件，可用熔模铸造一次铸出。 （3）铸造合金种类不受限制，用于高熔点和难切削合金，更具显著的优越性。 （4）生产批量基本不受限制，既可成批、大批量生产，又可单件、小批量生产。 缺点：工序繁杂，生产周期长，原辅材料费用比砂型铸造高，生产成本较高，铸件不宜太大、太长，一般限于25kg以下。 产品：生产汽轮机及燃气轮机的叶片，泵的叶轮，切削刀具，以及飞机、汽车、拖拉机、风动工具和机床上的小型零件。 二、金属型铸造 金属型铸造：将液体金属在重力作用下浇入金属铸型，以获得铸件的一种方法。
金属材料的熔炼和浇铸部分实验报告
《材料的制备技术与实践课程-金属材料》 金属材料的熔炼和浇铸部分实验报告 一、实 验目的 金 属材料的熔炼 和铸造作为金 属材料使用最为广泛的成型方法之 一，在工业零件，尤其是大型零件的制备中具有不可替代的地位。本实验通过对有色合金进行熔炼浇注，了解铸造的整个流程，对金属的铸造有直观的认识。 二、实验方法 实验步骤： 1. 坩埚熔炼炉的使用 本实验使用电阻坩埚熔炼炉，主要包括两个部分：加热部分-电阻丝加热熔炼炉和控温部分-控温继电器。 打开总电源，在控温继电器的显示屏幕上显示有两个数字，红色的数字为当实验名称 金属材料的熔炼和浇铸部分 时间地点 2015年12月 23 日 材料学院325室 指导教师 王军、严彪 专业班级 无机 班 级 无机班 学生姓名 沈 杰 学 号 1531519
前熔炼炉炉内温度，绿色数字为设定的加热保温温度。待继电器示数稳定后，对加热温度进行设置。 点击按钮，设定数字变为4位数并闪动，点击按钮，选择要改变的位置，按进行调节，直到设定为想要的温度。点击按钮，确定加热保温温度。打开加热电源后，电流表显示有加热电流，说明已经开始加热。到达温度后保温一段时间，直至坩埚内金属熔化为液态。 2.金属浇注的方法 关闭加热电源，打开熔炼炉炉盖，用铁钳将坩埚从熔炼炉中取出，慢慢倾倒坩埚，使得里面的金属溶液慢慢流入模具中，充满整个形腔。将模具静置，待其冷却后卸模取样。 注意事项： 金属浇注是高温操作，必须注意安全，必须穿戴白帆布工作服和工作皮鞋。严格按照操作流程，预防危险。浇注前，必须清理浇注行进通道，防止摔倒。浇注时必须切断加热电源。在浇注前对模具进行预烘，防止模具中残留水分导致金属溶液飞溅。 三、思考题 1、铸造时温度的选择有什么要求？ 铸造过程中温度的选择至关重要：过高温度浇注易造成粘砂、铁夹砂、缩孔、缩松、热裂、跑火、局部氧化、尺寸不合格、反应性气孔偏多等缺陷；过低温度浇注易造成：浇不足、冷隔、过渡圆角偏大、夹渣、夹砂、析出性气孔
镁合金的分类及特点
镁合金的分类及特点 1.2.1镁合金的分类 镁合金是以金属镁为基体，通过添加一些其它的元素而形成的合金，镁合金中添加的合金元素主要有Al、Zn、Mn、Si、Zr、Ca、Li以及部分稀土族元素等[10]，一般说来镁合金的分类依据有以下三种：合金化学成分、成形工艺和是否含锆。 镁合金按合金化组元数目可分为二元、三元和多元合金体系。常见的镁合金体系一般都含有不止一种合金元素。但在实际中，为了分析方便，简化和突出合金中主合金元素的作用，可以把镁合金分为Mg-Mn、Mg-Al、Mg-RE、Mg-Th、Mg-Li 和Mg-Ag 等合金系列[11]。按合金中是否含锆，镁合金可划分为含锆和不含锆两大类。最常见的含锆镁合金系列为：Mg-Zn-Zr、Mg-RE-Zr、Mg-Th-Zr、Mg-Ag-Zr 系列。不含锆镁合金有：Mg-Zn、Mg-Mn和Mg-Al系列。目前应用最多的是不含锆压铸镁合金Mg-Al 系列。含锆和不含锆镁合金中均既包含着变形镁合金，又包含着铸造镁合金。锆在镁合金中的主要作用就是细化镁合金晶粒。含锆镁合金具有优良的室温性能和高温性能。遗憾的是Zr不能用于所有的工业合金中，对于Mg-Al 和Mg-Mn 合金，由于冶炼时Zr与Al及Mn形成稳定的化合物，并沉入坩埚底部，无法起到细化晶粒的作用[12]。 按成形工艺镁合金可分为两大类，即变形镁合金和铸造镁合金。变形镁合金是指可用挤压、轧制、锻造和冲压等塑性成形方法加工的镁合金。铸造镁合金是指适合采用铸造的方式进行制备和生产出铸件直接使用的镁合金[11]。变形镁合金和铸造镁合金在成分、组织和性能上存在着很大的差异。目前，铸造镁合金比变形镁合金的应用要广泛，但与铸造工艺相比，镁合金热变形后合金的组织得到细化，铸造缺陷消除，产品的综合机械性能大大提高，比铸造镁合金材料具有更高的强度、更好的延展性及更多样化的力学性能[13]。因此，变形镁合金具有更大的应用前景。 1.2.2 主合金元素的作用 根据镁合金的强化效果，其合金的元素可以分为三类[14,15]： 1)既提高强度又提高韧性的合金元素，按作用效果顺序为： 强度标准：Al、Cn、Ag、Ce、Ga、Ni、Cu、Th；韧性标准：Th、Ga、Zn、Ag、Ce、Ca、Al、Ni、Cu； 2)强化能力较低，提高韧性的元素：Cd，Ti和Li； 3)强化效果较好，但使韧性降低的元素：Sn、Pb、Bi和Sb。 1.3 Mg-Zn-RE系合金的研究现状 1.3.1 Mg-Zn系合金 纯粹的Mg-Zn二元合金在实际中几乎没有得到应用，因为该合金的铸造性差，合金组织粗大，容易出现偏析和热裂等铸造缺陷，对显微疏松非常敏感。但Mg-Zn合金有一个最为明显的优点，就是可以通过时效处理来提高合金的强度。所以该合金的进一步的发展就是寻找新的合金添加元素，达到细化晶粒，使组织均匀化，减少合金显微疏松[1,16,17]。在Mg-Zn 合金中加入Cu元素，会使合金的韧性和时效硬化明显增加，这是因为Cu元素能提高Mg-Zn 合金的共晶温度，因而可在较高的温度固溶，使更多的Zn、Cu溶于合金中，增加了合金随后的时效强化效果[16]。Mg-Zn合金中引入Cu元素的缺点是导致合金的耐蚀性降低;Zr是对Mg-Zn系合金最为有效的晶粒细化元素，在Mg-Zn合金中加入Zr元素会使粗大的晶粒得到细化。这类合金均属于时效强化合金，一般都在固溶+时效或者直接时效的状态下使用，具有较高的抗拉强度和屈服强度[18]。然而，这类合金的不足之处是对显微疏松比较敏感，焊
镁合金压铸熔炉安全操作规程(2021版)
( 操作规程 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 镁合金压铸熔炉安全操作规程 (2021版) Safety operating procedures refer to documents describing all aspects of work steps and operating procedures that comply with production safety laws and regulations.
镁合金压铸熔炉安全操作规程(2021版) 熔炉的安全操作： ①未经过培训人员不得进入设备区。 ②在有镁尘、镁粉或镁屑处点明火或吸烟有爆炸危险。 ③设备零件带电，不正确维修保养电器，接地线未坚固，会造成人身伤害或死亡。 ④随意改装设备会降低设备的安全，有可能导致伤人或死亡。 ⑤对设备进行危险及错误操作，有可能导致伤人或死亡。 ⑥将潮湿或脏的镁锭及镁尘、镁粉、镁渣加入熔炉有爆炸危险。所以，加入坩埚的镁合金应干燥、无油、无脏、预热不低于150℃。 ⑦坩埚中熔化镁溢出来，可造成人烧伤、死亡、所以镁合金熔化或加料时要穿保护服。 ⑧安全设备，需备足以下设备且易取和防火处：
A、灭火器(D级灭火器)D类灭火器必须使用具有国家安全质量认证并且具有品质社会保险资格产品。 B、干盐或干沙 C、无尘石棉垫防止烧着衣服 D、安全衣及安全鞋耐700℃以上的高温 E、安全手套 F、护眼硬帽 ⑨急救设备 A、氧气及防毒罩 B、医药箱(end) 云博创意设计 MzYunBo Creative Design Co., Ltd.
2014年有色金属铝合金铸造行业简析
2014年有色金属铝合金铸造行业简析 一、有色金属铸造行业简介 (2) 二、行业监管体制、主要法律法规及政策 (3) 1、行业主管部门 (3) 2、主要法律法规 (3) 三、铝合金铸造行业发展概况 (4) 1、行业规模 (4) 2、铝合金铸造行业上、下游行业的关联性 (5) （1）铝合金铸造行业的上游 (6) （2）铝合金铸造行业的下游 (7) 3、行业壁垒 (8) （1）技术与资本壁垒 (8) （2）销售渠道壁垒 (8) （3）品质认证壁垒 (8) （4）行业准入壁垒 (9) 四、行业风险特征 (9) 1、原材料价格波动大 (9) 2、行业快速发展，吸引新的竞争者进入 (9) 3、市场发展对企业管理水平的要求提高 (10) 五、国内市场竞争格局 (10)
一、有色金属铸造行业简介 有色金属是相对于铁、锰、铬黑色金属而言，一般可以分为轻金属、贵金属、稀土金属等，常用于铸造的有色金属及合金主要有铝、镁、锌、铜等。有色金属铸造即指的是将有色金属或其合金熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里，经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件的工艺过程。铸造毛坯因近乎成形，而达到免机械加工或少量加工的目的降低了成本并在一定程度上减少了时间。有色金属铸造是现代机械制造工业的基础工艺之一。 随着现代科技技术水平的进步，有色金属铸造技术已经从早期的砂型铸造工艺，迈向了低压铸造、高压铸造、熔模精密铸造、消失模铸造等各种先进铸造技术。现代铸造技术作为一种少、无切削的近净成形金属加工成型技术，其产品往往具有精密、质轻、美观、节能、高效、低耗等诸多优点，从而广泛应用于汽车、家电、电子、机械等诸多行业。 按铸造所使用的金属原材料不同，有色金属铸造可以分为铝合金铸造、镁合金铸造、锌合金铸造、铜合金铸造等类别。其中铝合金因其材质轻巧、耐磨性强，机械强度高，传热及导电性能好，并可承受高温，被广泛应用于汽车、通讯基础设备、建筑等较重及体积较大的配件上。目前，铝合金铸件的产量在有色金属铸件中比重最高。随着铸造设备和铸造技术水平的不断提高，铝合金铸件产品的应用范围在现有基础上仍将不断扩大。
铸造合金及其熔炼铸铁部分复习题
第一篇铸铁及其熔炼 1、按石墨形态的不同，铸铁分为灰口铸铁；球墨铸铁；蠕墨铸铁。 2、在Fe-G-Si相图中，硅的作用 （1）共晶点和共析点含碳量随硅量的增加而减少； （2）共晶转变和共析转变出现三相共存区； （3）改变共晶转变温度范围；提高共析转变温度； （4）减小奥氏体区域。 3、只考虑Si、P等元素对共晶点实际碳量影响的计算公式为CE=C+1/3（Si+P）； 4、亚共晶铸铁凝固特点：凝固过程中，共晶体不是在初析树枝晶上以延续的方式在结晶前沿形核并长大，而是在初析奥氏体晶体附近的枝晶间、具有共晶成分的液体中单独由石墨形核开始；石墨作为领先相与共晶奥氏体共生生长； 5、过共晶铸铁的凝固特点：凝固过程则由析出初析石墨开始，到达共晶温度时，共晶石墨在初析石墨上析出，共晶石墨与初析石墨相连。 6、石墨的晶体结构是六方晶体。 7、如图所示，形成片状石墨的晶体生长是Ａ向占优，而球状石墨是Ｃ向生长占优， 8、F、C型石墨属于过共晶成分铸铁中形成的石墨 Ａ型Ｂ型Ｄ型Ｆ型 9、球状石墨形成的两个必要条件：铁液凝固时必须有较大的过冷度；铁液与石墨间较大的表面张力。 10、球墨铸铁的球状石墨的长大包括两个过程：石墨球在熔体中直接析出并长大；形成奥氏体外壳，在奥氏体外壳包围下长大。 11、由于球状石墨的生长是在共晶成分下形成的石墨和奥氏体分离长大，因此其共晶过程又称之为离异共晶； 12、灰铸铁的金相组织由金属基体和片状石墨组成，基体的主要形式有珠光体、铁素体、珠光体加铁素体。 13、普通铸铁中除铁以外，五大基本元素包括碳、硅、锰、硫、磷，其中碳、硅是最基本的成分，磷、硫是杂质元素，因此加以限制。 14、在铁碳双重相图中，稳定系和亚稳定系的共晶反应温度差别形成了共晶温度间隔，对于Ni、Si、Cr、S这四种元素来说，促进合金液在冷却过程中按稳定系转变的元素有Ni、Si，按亚稳定系转变的元素有Cr、S。 15、Cr元素在铸铁中的作用: (1)反石墨化元素,珠光体稳定元素;
铸造合金及熔炼思考题要点
第一篇铸造有色合金及其熔炼思考题及参考答案 1.基本概念：屈服强度、抗拉强度、固溶强化、时效强化 屈服强度就是指金属对起始塑性变形的抗力；抗拉强度是代表最大均匀塑性变形抗力的指标；固溶强化是指形成固溶体使合金强化的方法；时效强化是指通过热处理利用合金的相变产生第二相微粒，造成的强化。 2.金属材料的强化机制主要有哪些，对强度和塑性有什么影响？ 晶界强化、固溶强化、分散强化、形变强化、复合强化。形变强化与粒子强化在强度提高时，塑性会显著降低；固溶强化在强度提高时塑性还能保持较好的水平；晶界强化时，细化晶粒提高强度也改善塑性。 3.铸造合金的使用性能有哪些？ 机械性能、物理性能和化学性能 4.铸造合金的工艺性能有哪些？ 铸造性能、熔炼性能、焊接性能、热处理性能、机加工性能 5.基本概念：变质处理、机械性能的壁厚效应 所谓变质处理是在熔融合金中加入少量的一种或几种元素（或加化合物起作用而得），改变合金的结晶组织，从而改善合金机械性能。这种随铸件壁厚增加而使机械性能下降的现象，称为机械性能的壁厚效应。 6.铝硅合金进行变质处理的原因及方法？ 原因：铝硅合金中的硅相在自发非控制生长条件下会长成粗大的片状，这种形态的脆性相严重割裂基体，大大降低合金的强度和塑性，为了改变这种状况，必须进行变质处理。方法：生产上常在合金液中加入氟化纳与氯盐的混合物来进行变质处理，加入微量的纯钠也有同样效果。 7.镁、铜、铁和锰对铝硅合金组织和性能的影响？ 1）镁：少量的镁，即能大大提高抗拉和屈服强度，随着镁量增加，强化效果不断增大，强度急剧上升，而塑性下降；2）铜：使铝硅合金强度显著增加，但伸长率下降，提高合金的热强性；3）铁：恶化了合金的机械性能，特别是塑性，
我国铸造有色合金及其特种铸造技术发展现状
?? 铸造有色合金及其特种铸造技术在基本制造产业中占有重要地位，是关键技术之一，在航空、航天、船舶、汽车、轨道交通、化工、能源、电子电器和运动休闲等领域有着广泛的应用，由其所带动的产业在国民经济中起着重要的支撑作用。目前公认的铸造有色合金包括铝、镁、钛、锌和铜等材料，约占各类铸件总量的 ２０％左右，由于减重降耗的要求，其应用具有明显的增 长趋势，例如在汽车产业中，需要将铝合金铸件从现有的占铸件总重量的１０％增长到３０％左右，而在航空工业中，铝铸件更是占到铸件总量的８０％以上。 为了更好的满足某类产品的使用要求，在产品设计时，会更多地考虑减轻产品的结构重量和特殊的物理化学性能，有色合金恰恰可以满足这几方面的需求，即：①产品构件的减重和轻量化需求；②产品的功能性需求，如电阻材料、磁性材料、记忆功能材料和耐磨减摩材料等；③产品的装饰性功能需求，如铝合金的光亮性、钛合金的可着色性等。对产品的减重和构件轻量化需求是推动铸造有色合金应用领域不断扩大的动力，而对产品的功能性和装饰性需求则是铸造有色合金的发展方向。 １ 我国铸造有色合金的发展概况 １．１ 铸造铝合金 铸造铝合金是我国发展较早的有色金属材料之一， 其密度小，比强度高和耐腐蚀，因此广泛地应用于航空、航天、汽车、机床制造等制造业。目前，随着行业的发展，对铸造铝合金的需求越来越大，尤其是汽车工业的发展，轿车生产总量激增，对铝合金的需求量越来越大。例如一汽生产的红旗轿车，其整车铝合金铸件已经超过１００ｋｇ［１］，而且随着对节约能源和环境保护要求的提高，铝铸件的生产正朝着轻量化、强韧化、精密化和复合化的方向发展，铸造铝合金的应用将有很大的空间。 在各类铸造铝合金中，按照其性能特点可分为：高强韧铝合金、耐热铝合金、耐蚀铝合金和超轻铝合金等等，其中高强韧铸造铝合金能够保证合金在高强度的条件下，还具有高的断裂韧性、疲劳性能和抗应力腐蚀性能，因此可以部分的取代锻件，制备成形状复杂的铸件。例如ＺＬ２０５Ａ高强度铸造铝合金，该合金的极限拉伸强度可达５００ＭＰａ以上，已广泛用于航空、 收稿日期：２００７－０１－１８收到初稿，２００７－０３－１９收到修订稿。 作者简介：丁宏升（１９６８－），男，黑龙江双城人，副教授，博士，研究方向为材料液态制备成形与新工艺。Ｅ－ｍａｉｌ：ｄｉｎｇｈｏｓｈ＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ 丁宏升，郭景杰，苏彦庆，贾 均，傅恒志 （哈尔滨工业大学，黑龙江哈尔滨１５０００１） 摘要：结合我国在铸造有色合金领域的发展概况，从合金发展、应用和有色合金熔体技术以及特种铸造在有色合金中的 应用角度，分析了五十年来我国在该领域所取得的成绩和存在的问题，以引起广大科技工作者和生产技术人员对这方面 自主创新的重视，不断提高铸造有色合金的技术水平，扩大其应用领域。 关键词：有色合金；特种铸造；熔体处理；铸造合金；精密铸件中图分类号：ＴＧ２９－１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１－４９７７（２００７）０６－０５６１－０６ ＤＩＮＧＨｏｎｇ－ｓｈｅｎｇ，ＧＵＯＪｉｎｇ－ｊｉｅ，ＳＵＹａｎ－ｑｉｎｇ，ＪＩＡＪｕｎ，ＦＵＨｅｎｇ－ｚｈｉ（ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｅｒｂｉｎ１５０００１，Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｒｅｖｉｅｗｓｔｈｅｆｉｆｔｙ－ｙｅａｒ＇ｓａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔｓａｎｄｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔａｄｖａｎｃｅｍｅｎｔｓｏｎａｓｐｅｃｔｓｏｆｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓｃａｓｔａｌｌｏｙｓａｎｄｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｓｐｅｃｉａｌｃａｓｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｉｎＣｈｉｎａ．Ｔｈｅｒｅｉｎｃｌｕｄｅｓａｌｌｏｙｓｙｓｔｅｍｓ，ａｌｌｏｙａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｅｓｆｏｒｍｅｌｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｒｅｌａｔｅｄｓｐｅｃｉａｌｃａｓｔｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓａｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｔｈｅａｉｍｉｓｔｏａｒｉｓｅｐｅｏｐｌｅｐａｙｍｏｒｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｓｆｏｒｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｉｎｔｈｉｓａｒｅａ．Ｉｔｉｓｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄｍａｋｉｎｇｂｒｅａｋｔｈｒｏｕｇｈａｎｄｔｈｅｒｅｆｏｒｅｐｒｅｓｅｎｔｉｎｇｎｏｖｅｌｔｉｅｓｃｏｈｅｒｅｎｔｌｙｏｎｔｈｉｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｐｒｏｓｐｅｃｔｉｓａｍａｉｎｐａｔｈｔｏｂｅａｈｅａｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓａｌｌｏｙ；ｓｐｅｃｉａｌｃａｓｔｉｎｇ；ｍｅｌｔｔｒｅａｔｍｅｎｔ；ｃａｓｔａｌｌｏｙ；ｐｒｅｃｉｓｉｏｎｃａｓｔｉｎｇ 我国铸造有色合金及其特种铸造技术发展现状 ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｎＮｏｎｆｅｒｒｏｕｓＣａｓｔＡｌｌｏｙｓａｎｄｔｈｅＣｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ＳｐｅｃｉａｌＣａｓｔｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｉｎＣｈｉｎａ !!!!!" !" !!!!!" !" 专题综述 Ｊｕｎ．２００７Ｖｏｌ．５６ Ｎｏ．６ 铸造 ＦＯＵＮＤＲＹ ５６１
镁合金的优缺点与应用
镁合金的优缺点及应用 镁合金是以镁为原料的高性能轻型结构材料，比重与塑料相近，刚度、强度不亚于铝，具有较强的抗震、防电磁、导热、导电等优异性能，并且可以全回收无污染。镁合金质量轻，其密度只有1.7 kg/m3，是铝的2/3，钢的1/4，强度高于铝合金和钢，比刚度接近铝合金和钢，能够承受一定的负荷，具有良好的铸造性和尺寸稳定性，容易加工，废品率低，具有良好的阻尼系数，减振量大于铝合金和铸铁，非常适合用于汽车的生产中，同时在航空航天、便携电脑、手机、电器、运动器材等领域有着广泛的应用空间。 、镁合金的优点 1、镁合金密度小但强度高、刚性好。在现有工程用金属中，镁的密度最小，是钢的1/5，锌的1/4，铝的2/3。普通铸造镁合金和铸造铝合金的刚度相同，因而其比强度明显高于铝合金。镁合金的刚度随厚度的增加而成立方比增加，故而镁合金制造刚性好的性能对整体构件的设计十分有利。 2、镁合金的韧性好、减震性强。镁合金在受外力作用时，易产生较大的变形。但当受冲击载荷时，吸收的能量是铝的1.5倍，因此, 很适合应于受冲击的零件一车轮；镁合金有很高的阻尼容量，是避免由于振动、噪音而引起工人疲劳等场合的理想材料。 3、镁合金的热容量低、凝固速度快、压铸性能好。镁合金是良好
的压铸材料，它具有很好的流动性和快速凝固率，能生产表面精细、棱角清晰的零件，并能防止过量收缩以保证尺寸公差。由于镁合金热容量低，与生产同样的铝合金铸件相比，其生产效率高40% ~ 50% ,且铸件尺寸稳定，精度高，表面光洁度好。 4、镁合金具有优良的切削加工性。镁合金是所有常用金属中较容易加工的材料。加工时可采用较高的切削速度和廉价的切削刀具工具消耗低。而且不需要磨削和抛光，用切削液就可以得到十分光洁的表面。 5、资源丰富。中国是镁资源大国，菱镁矿、白云石矿和盐湖镁资源等优质炼镁原料在中国的储量十分丰富，为中国的原镁工业及 下游”产业的蓬勃发展和不断进步提供了物质保证。进入20世纪90 年代以来，随着改革开放和市场经济的不断深入发展，中国镁工业也有了突飞猛进的发展。2000年全国镁产量约为200 kt ,几乎占世界镁产量的40%,位居全球第一。2005年，原镁产量达到354 kt, 原镁产能接近600 kt ,比2004年净增100kt,同比增长32.1%,占全球镁产量的2/3 ,成为中国继铝、铜、铅、锌之后的第五大有色金属。 二、镁合金的缺点 1、易燃性。镁元素与氧元素具有极大的亲和力，其在高温下甚至还处于固态的情况下，就很容易与空气中的氧气发生反应，放出大量热，且生成的氧化镁导热性能不好，热量不能及时发散，继而促进了氧化反应的进一步进行，形成了恶性循环，而且氧化镁疏松多孔，不能有效阻隔空气中氧的侵入。
镁合金压铸熔炉安全操作规程示范文本
镁合金压铸熔炉安全操作规程示范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
镁合金压铸熔炉安全操作规程示范文本使用指引：此操作规程资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 熔炉的安全操作： ①未经过培训人员不得进入设备区。 ②在有镁尘、镁粉或镁屑处点明火或吸烟有爆炸危 险。 ③设备零件带电，不正确维修保养电器，接地线未坚 固，会造成人身伤害或死亡。 ④随意改装设备会降低设备的安全，有可能导致伤人 或死亡。 ⑤对设备进行危险及错误操作，有可能导致伤人或死 亡。 ⑥将潮湿或脏的镁锭及镁尘、镁粉、镁渣加入熔炉有 爆炸危险。所以，加入坩埚的镁合金应干燥、无油、无
脏、预热不低于150℃。 ⑦坩埚中熔化镁溢出来，可造成人烧伤、死亡、所以镁合金熔化或加料时要穿保护服。 ⑧安全设备，需备足以下设备且易取和防火处： A、灭火器(D级灭火器)D类灭火器必须使用具有国家安全质量认证并且具有品质社会保险资格产品。 B、干盐或干沙 C、无尘石棉垫防止烧着衣服 D、安全衣及安全鞋耐700℃以上的高温 E、安全手套 F、护眼硬帽 ⑨急救设备 A、氧气及防毒罩 B、医药箱(end) 请在此位置输入品牌名/标语/slogan Please Enter The Brand Name / Slogan / Slogan In This Position, Such As Foonsion
镁合金的牌号与分类
镁合金的牌号与分类 1、镁合金成分与牌号的标记方法 镁合金的标记方法有很多种，各国标准不一，目前普遍使用的是美国材料试验协会 (ASTM的标记方法。根据ASTM标准，镁合金的牌号和品级由4部分组成，第1部分为字母，标记合金中主要的合金元素，代表合金中含量较高的元素的字母放在前面，如果两个主要合 金元素的含量相等，两个字母就以字母顺序排列；第2部分为数字，标记合金中主要合金元 素的质量分数，四舍五人取整数；第3部分为字母，表明合金的品级；第4部分表明状态， 由1个字母和1个数字组成。举例说明：A291D - T6，表明该合金中含铝8.3%~9.7%,含锌 0. 35%~1.00-10 ，D表明合金纯度要求，T6表明合金状态为固溶+时效。表10 -2为部分镁合金中使用的合金元素代码。 2、镁合金的分类 一般来说，镁合金的分类依据主要有3种，分圳为：合金化学成分、成形工艺和是否含 锆，按化学成分，一般根据镁与其中的一个主要合金元素将其划分为Mg- Al、Mg-Mn Mg-Zn、Mg- RE Mg- Li 等二元系，以及Mg- Al - Zn(AZ)、Mg- Al -Mn(AM)、Mg- Zn - Zr(ZK)、Mg - Gd -Y(GW)等二元系及其他多元系。 主要合金元素在镁中的作用总结如下： (1) Al 。铝元素在镁中的极限固溶度为12. 7%，并且随着温度的的降低显着减少，室 温下的固溶度为2. 0%左右，禾U用其固溶度的明显变化可以对进行热处理。铝元素的含量对合金性能的影响极大，随着铝元素含量的增力，合金的结晶温度范围变小、流动性变好、晶 粒变细、热裂及缩松现象等倾向明娃得到改善，而且随着铝含量的增加，抗拉强度和疲劳强 度得到提高。但是Mg17AI12在晶界上析出会降低其蠕变抗力，特别是在A291、A780合金中Mg17A112的析出量很高。在铸造镁合金中含销量可达到7%~9%而变形镁合金中铝含量一般 控制在3%~5% (2) Zn 。锌元素在镁中固溶度约为 6.2%，其固溶度随温度降低而显著减少。锌可提高 合金应力腐蚀的敏感性与镁合金疲劳极限。锌元素含量大于 2.5%时则会对合金的防腐性能 产生不利影响，原则上含铝镁合金中，锌元素含量一般控制在2斛下。 (3) Mn在镁合金中添加锰并不能提高合金的抗拉强度，但是能稍微提高屈服强度。锰 通过除去镁合金液中的铁及其他重金属元素、避免产生有害的金属间化合物来提高Mg - Al
特种铸造简介Word版
特种成型技术课程报告 院系：材料科学与工程学院 专业：金属材料成型加工 学号： 20110800818 姓名：申澎洋 指导老师：张春香 时间： 2014年5月1日
特种铸造技术简介 铸造(Foundry）：是一种液态金属成形的方法，即将金属加热到液态，使其具有流动性，然后浇入到具有一定形状的型腔的铸型中，液态金属在重力场或外力场（压力、离心力、电磁力等）的作用下充满型腔，冷却并凝固成具有型腔形状的铸件。 特种铸造泛指除传统砂型铸造以外的铸造方法，金属型铸造、压力铸造、离心铸造、挤压铸造、熔模铸造、消失模铸造、真空密封造型、负压造型、陶瓷型铸造、低压铸造、连续铸造、挤压铸造、和磁型铸造等。 一、金属型铸造 1.定义：金属液在重力作用下浇入金属铸型中，并在重力作用下结 晶凝固而形成铸件的一种方法。由于金属型可反复使用几百次到几千次，故又称永久型铸造。 2.金属型的材料：制造金属型的材料应根据浇注的合金选用，一般 金属型材质的熔点应高于浇入液态合金的温度。浇注锡、锌、镁等低熔点合金，可用灰铸铁做金属型；浇注铝、铜等合金，要用合金铸铁或钢做金属型。 3.金属型的结构：金属型的结构首先必须保证铸件(连同浇、冒口系 统)能从金属型中顺利取出。按分型面的不同金属型可分为整体式、水平分型式、垂直分型式和综合分型式等。
4.金属型的浇注系统：多采用底注式或倒注式，以防止浇注时金属 液飞溅，遇金属型壁急冷凝成“冷豆”存在于铸件中，影响铸件质量。 5.金属型的型芯：分金属型芯和砂芯两种。金属型芯一般适用于有 色金属铸件，使用时需考虑金属型芯易于顺利拔出。对浇注高熔点合金，采用砂芯，但每个砂芯只能使用一次。 6.金属型铸造优点 1)金属型铸件的机械性能比砂型铸件高。与砂型相比，金属型的导 热性能好，铸件凝固时冷却速率高，即使结晶温度范围较宽的合金，也能得到密实的铸件。同时，铸件晶粒细化，尤其是铸件表层结晶组织更细密，形成“铸造硬壳”，铸件的抗蚀性能和硬度也显著提高。 2)铸件尺寸精度和表面粗糙度(CT6－CT9，Ra3.2～12.5μm)均优于 砂型铸件，其加工余量可减少。 3)铸件的工艺收得率高，液体金属耗量减少，一般节约15~30%。 4)工序简单，于实现机械化和自动化生产，生产率高，并且劳动条 件好。 7.金属型铸造的缺点 1)金属型的制造成本高，周期长，不适合单件、小批生产。 2)金属型不透气，铸件在其中冷速大，易造成铸件气孔，浇不足等。 3)金属型无退让性，易造成铸件开裂。
有色冶金基础知识
编订：__________________ 审核：__________________ 单位：__________________ 有色冶金基础知识 Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑
文件编号：KG-AO-8587-72 有色冶金基础知识 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 1铸造铝合金 （1）铝合金的性能及应用 铸造铝合金的密度比铸铁和铸钢小，而比强度则较高。因此在承受同样载荷条件下采用铝合金铸件，可以减轻结构的重量，故在航空工业及动力机械和运输机械制造中，铝合金铸件得到广泛的应用。 铝合金有良好的表面光泽，在大气及淡水中具有良好的耐腐蚀性，故在民用器皿制造中，具有广泛的用途。纯铝在硝酸及醋酸等氧化性酸类介质中具有良好的耐蚀性，因而铝铸件在化学工业中也有一定的用途。纯铝及铝合金有良好的导热性能，放在化工生产中使用的热交换装置，以及动力机械上要求具有良好导热性能的零件，如内燃机的汽缸盖和活塞等，也适于用铝合金来制造。
铝合金具有良好的铸造性能。由于熔点较低（纯铝熔点为660.230C，铝合金的浇注温度一般约在730～750oC左右），故能广泛采用金属型及压力铸造等铸造方法，以提高铸件的内在质量，尺寸精度和表面光洁程度以及生产效率。铝合金由于凝固潜热大，在重量相同条件下，铝液的凝固过程时间延续比铸钢和铸铁长得多，放流动性良好，有利于铸造薄壁和结构复杂的铸件。 （2）铸法铝合会的分类、牌号 铝合金按照加工方法的不同分为两大类，即压力加工铝合金和铸造铝合金（分别以YL和ZL表示）。在铸造铝合金中又依主要加入的合金元素的不同而分为四个系列，即铸造铝硅合金、造铝铜合金、铸造铝镁合金和铸造铅锌合金（分别以ZL1X X，ZL2 X X，ZL3 X X和ZL4 X X表示），在每个系列中又按照化学成分及性能的不同而分为若干牌号。表3中列出了铸造铝合金国家标准所包括的几种铝合金的牌号。 表3铸造铝合金的牌号
镁合金制件的铸造成形
镁合金制件的铸造成形 镁合金制件铸造成形可采用重力浇注、低压铸造和压铸。近年来又出现触变注射成型新技术。其中以压铸的工艺及设备最为成熟，目前国内外的镁合金制件绝大多数用压铸法生产。 1) 镁合金制件的压铸成型： 由于镁合金溶液易氧化以致燃烧，铸造时热裂倾向比铝合金大，因此镁合金在熔化、浇注及压铸液的温度控制等方面都比铝合金压铸要复杂。压铸机分热室压铸机与冷室压铸机，热室压铸机的生产效率高，约为同容量冷室压铸机的2倍，但其锁型力一般在7840kn以下，通常用于质量不大(一般在2kg以下)的薄壁铸件，例如美国White Metal Casting公司生产的外形尺寸为61 0x61 0nm的镁合金计算机外壳，英国Kirt Precision公司生产的2.5kg重的自行车架都是用热室压铸机生产的。 冷室压铸机应用更广，美国Prince公司于1 990年生产出一台锁型力达13.72MN的世界最先进的大型镁合金冷室压铸机，该件集熔化、压铸于一体，并采用了取件机器人。冷室压铸机适于生产壁厚较厚质量较重的制件，例如奥迪汽车公司的尺寸为1440x3.5mm，重量为4.2kg的汽车仪表板，是在装有自动浇铸机构，锁型力为24.50MN的冷室压铸机上生产的。美国通用汽车公司的尺寸为1470x300x2mm的直角承梁，重1.8Kg用M60B镁合金在锁型力为21.56MN的冷室压铸机上压铸而成。此外，如汽车座椅、框架、汽车轮毂等产品均是用冷室压铸机生产的。据报道，在1992年，美、日用于生产镁合金铸件的冷、热室压铸机就超过了160台。我国台湾省近年来镁合金压铸事业发展也很快，到2001年厂商数已有40余家，拥有冷、热室压铸机超过220台，年产8600吨镁合金制品。据报道，目前我国大陆的镁合金压铸件生产企业只有8家，在建的8家[7]，远远落后于国内、外的发展需求。 2) 镁合金压铸技术的发展趋势 镁合金压铸与其它金属的压铸一样，在压铸过程中镁合金液以高速的紊流成弥散状态充填压铸型腔，使腔内气体无法排除，形成高压微孔或溶在合金内。这些气孔在高温下会折出或膨胀导致铸件变形或者面鼓包。因此用传统的压铸方法生产的镁合金压铸件与其它合金压铸件一样，不能进行热处理强化，也不能在较高的温度下使用。为了消除此缺陷，提高压铸件的质量，扩大压铸件技术的使用范围，近年来研究开发了一些新的压铸技术，如真空压铸，半固态触变压铸技术等。 真空压铸是在压铸过程中抽出型腔内的气体，以减少或消除在压铸件内的气孔和溶解气体，提高压铸件的力学性能和表面质量。真空压铸镁合金件的最小壁厚为1．5-2．0mm，真空度小于或等于80kPa，冲头速度最大达10m／s，铸件强度可提高10％以上，韧性提高20-50％，目前已成功地用真空压铸法生产出镁合金汽车轮毂和方向盘等一批主要汽车零件。
铸造技术的发展历程
铸造技术的发展历程 Newmaker 人类掌握比较早的一种金属热加工工艺，已有约6000年的历史。中国约在公元前1700～前1000年之间已进入青铜铸件的全盛期，工艺上已达到相当高的水平。中国商朝的重875公斤的司母戊方鼎，战国时期的曾侯乙尊盘，西汉的透光镜，都是古代铸造的代表产品。早期的铸件大多是农业生产、宗教、生活等方面的工具或用具，艺术色彩浓厚。那时的铸造工艺是与制陶工艺并行发展的，受陶器的影响很大。中国在公元前513年，铸出了世界上最早见于文字记载的铸铁件晋国铸型鼎，重约270公斤。欧洲在公元八世纪前后也开始生产铸铁件。铸铁件的出现，扩大了铸件的应用范围。例如在15～17世纪，德、法等国先后敷设了不少向居民供饮用水的铸铁管道。18世纪的工业革命以后，蒸汽机、纺织机和铁路等工业兴起，铸件进入为大工业服务的新时期，铸造技术开始有了大的发展。 进入20世纪，铸造的发展速度很快，其重要因素之一是产品技术的进步，要求铸件各种机械物理性能更好，同时仍具有良好的机械加工性能；另一个原因是机械工业本身和其他工业如化工、仪表等的发展，给铸造业创造了有利的物质条件。如检测手段的发展，保证了铸件质量的提高和稳定，并给铸造理论的发展提供了条件；电子显微镜等的发明，帮助人们深入到金属的微观世界，探查金属结晶的奥秘，研究金属凝固的理论，指导铸造生产。在这一时期内开发出大量性能优越，品种丰富的新铸造金属材料，如球墨铸铁，能焊接的可锻铸铁，超低碳不锈钢，铝铜、铝硅、铝镁合金，钛基、镍基合金等，并发明了对灰铸铁进行孕育处理的新工艺，使铸件的适应性更为广泛。50年代以后，出现了湿砂高压造型，化学硬化砂造型和造芯，负压造型以及其他特种铸造、抛丸清理等新工艺，使铸件具有很高的形状、尺寸精度和良好的表面光洁度，铸造车间的劳动条件和环境卫生也大为改善。20世纪以来铸造业的重大进展中，灰铸铁的孕育处理和化学硬化砂造型这两项新工艺有着特殊的意义。这两项发明，冲破了延续几千年的传统方法，给铸造工艺开辟了新的领域，对提高铸件的竞争能力产生了重大的影响。 铸造一般按造型方法来分类，习惯上分为普通砂型铸造和特种铸造。普通砂型铸造包括湿砂型、干砂型、化学硬化砂型三类。特种铸造按造型材料的不同，又可分为两大类：一类以天然矿产砂石作为主要造型材料，如熔模铸造、壳型铸造、负压铸造、泥型铸造、实型铸造、陶瓷型铸造等；一类以金属作为主要铸型材料，如金属型铸造、离心铸造、连
镁合金铸造缺陷
镁合金铸造缺陷 资料来源：国营3017厂陈德洪《X光透视检验中常见的镁合金铸造缺陷》 镁合金铸件中的圆形气泡和 梨形气泡 常分布在铸件的表面或靠铸 型的一面，或者靠型芯的一 面，有时也分布在铸件出气 冒口的部位 镁铝合金（ZM-5）铸件中的成组侵入气孔 铸型或芯型中发出的气体在其压力大于金属液对气体的阻力时，侵入金属液体没有逸出型外而形成，常见于铸件的局部地区，常常可在吹砂之后和机械加工时发现。造成这种缺陷的原因如型芯过紧、型芯烘干不够、型芯的通气孔堵塞等导致气体来不及排除，形成高压，进而侵入金属液中。应当注意控制型砂和芯砂中发气物质的含量、湿型的含水量、铸型和芯型的烘干质量以及烘干后停放时间（防止返潮），改善和控制型砂的透气性，如合理夯实型砂，防止局部过紧，在转角部位应有气眼帮助排气，保证芯型通气孔道的畅通等等。 适当提高浇注温度、放置出气冒口，有利于侵入金属液的气体上浮逸出等也有利于防止侵入气孔的产生。
镁铝合金（2M-5）铸件中的气孔 镁合金铸件中的块状夹渣 镁合金铸件中的片状连续性夹渣 镁合金铸件中的夹渣 主要指氧化物夹渣，其主要来源于浇注操作不当，例如浇注时产生涡流、搅动和卷入气体。 多分布在铸件表面或铸件转接部分以及铸件内部的各部分。夹渣表面通常是粗糙而形状不规则的孔洞，在X光底片上表现为外形不定而轮廓较清晰的黑斑，其摄影密度深浅不一，有块状或片状连续性。目视、断口检查或机械加工时可发现其外观颜色呈灰暗色，有时呈黄色或带绿色。 防止氧化物夹渣常用措施：在熔炼过程中加入溶剂精炼，使溶剂吸收各种非金属物质（如氧化物、氮化物等），其后将在静置过程中沉于坩埚底部。 浇注时勿使金属液断流；在铸型的浇口设置撇渣装置（如过滤网和集渣包）；浇注系统的设计应保证横浇道和内浇道以最小的搅动将金属液引入型腔内。