铝合金高真空压铸技术的开发及应用

——压力铸造——特种铸造及有色合金

万里１

２００８年第２８卷第１１期

铝合金高真空压铸技术的开发及应用

赵芸芸２

潘欢１

吴树森１

（１．华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室；２．武汉工程大学机电学院）

擒要以ＭＦＴ（ＭｉｎｉｍｕｍＦｉｌｌｉｎｇＴｉｍｅ）法自主开发了涉及高真空压铸的相关关键技术．包括真空截止阀、真空系统、模

具的密封结构、涂料、浇注系统等。并以ＺＬｌ０１合金为对象，研究了高真空压铸下试样的力学性能和组织。结果表明，ＺＬＩＯＩ高真空压铸试样的力学性能比普通压铸有较大的提升，尤其是韧度显著增高，抗拉强度、伸长率分别比普通压铸提高约１７．１６％、７１．９８％；但Ｔ６热处理后，抗拉强度比铸态下提高了７．６８％，伸长率却下降了６．７８％。关键词高真空压铸；压铸铝合金；强度；韧性；组织

中图分类号ＴＧ２４９．２；ＴＧｌ４６．２＋１ＤＯＩ：１０．３８７０／ｔｚｚｚ．２００８．１１．０１４

文献标志码

Ａ文章编号

１００１—２２４９（２００８）１１—０８５８—０４

真空压铸法是将型腔中的气体抽出，金属液在真空状态下充填型腔，因而卷入的气体少，铸件的力学性能高，且真空压铸继承和保持了普通压铸法的优点。高真空压铸法则是近年来在普通真空压铸基础上发展起来的新成形技术，其特点是模具型腔中的真空度达９１ｋＰａ以上，生产的铸件可焊、可热处理［１］。开发高真空压铸技术，充分发挥压铸的技术及成本优势，生产高强度、高韧性的铝压铸件来取代轿车的一些保安件（如轿车底盘的悬挂系统零件）是德、美、日等国竞相研发和推

广应用的技术之一［２￣５］。

１．保温炉

图１Ｖａｃｕｒａｌ高真空压铸法的工作原理

３．定模

４．真空冈

５．型腔

２．压射冲夹

６．动模

７．压射室８．升液管

有鉴于此，结合国内实际情况，以ＭＦＴ（Ｍｉｎｉｍｕｍ

Ｆｉｌｌｉｎｇ

Ｔｉｍｅ）法为基础，在普通压铸机上进行了高真空

压铸技术的研发，以促进高真空压铸技术在我国压铸工业中的应用。１

高真空压铸方法及其工作原理

高真空压铸技术主要有两种方法：一是由德国

Ｍｕｌｌｅｒ－Ｗｅｉｎｇａｒｔｅｎ公司和Ｖａｗ公司联合研发的Ｖａ－ｃｕｒａｌ法，二是德国Ａｌｃａｎ＿ＢＤＷ公司推出的ＭＦＴ法。图１是Ｖａｃｕｒａｌ法的工作原理ｎ］。它是将熔化炉通过升液管和压射室直接相连，抽真空时先将金属铝液吸人到压射室内，接着继续抽真空至预定真空度后再压射成形。Ｖａｃｕｒａｌ法需要专用压铸机，且技术受专利保护，所以压铸机价格昂贵，成本很高。ＭＦＴ（Ｍｉｎｉｍｕｍ

Ｆｉｌｌ

图２

ＭＦＴ高真空压铸法的工作原理

事实上，高真空压铸技术并不仅涉及模具密封及真空系统技术，它还涉及金属熔液处理、模具结构设计、浇注工艺及脱模剂等各个方面的技术问题，围绕高真空压铸技术应做的研究与开发工作见图３［１。。

Ｔｉｍｅ）法则使用普通压铸机，其工艺特点是在将型腔中的气体抽出达到高真空度（气压１０ｋＰａ以下）后，采用多浇道和大面积内浇口以保证金属铝液在极短时间内充填型腔，图２是其工作原理ｎ］。由于ＭＦＴ法使用的是普通压铸机，设备门槛低，因而普及率较高，应用前景

较好。

收疆日期：２００８—０６—２４

高真空压铸技术的开发

２．１高真空压铸用的真空截止阀

笔者设计的高真空压铸用截止阀利用金属液体的惯性冲击力来关闭排气通道，采用一主动一从动两活塞，通过杠杆方式连接起来的驱动结构‘６。，见图４。真

基金项目：清华大学先进成形制造重点实验室开放基金资助项目（２００６００２）

第一作者简介：万里，男，１９７０年出生，副教授。华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室，武汉（４３００７４），电话：０２７—８７５５６２６２，