金属材料挤压铸造成形技术的研究进展

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挤压铸造技术是一种结合了铸造和塑性加工特点的短流程、高效、精确成形技术,广泛应用于机械、汽车、家电、航空、航天、国防等领域生产高性能和高精度的零件。首先简要介绍了金属材料挤压铸造成形技术的特点和历史。重点分析了液态金属压力下结晶的物理冶金行为和力学过程,此外,还总结了挤压铸造技术涉及的材料体系、挤压铸造过程的工艺参数优化、挤压铸造过程的零件成形、挤

第3 0卷

第 7期

中国材料进展 MATERI S CHI AL NA

Vo . O No 7 13 .

21 0 1年 7月

J 12 1 u. 01

金属材料挤压铸造成形技术的研究进展 张卫文，赵海东，张大童，游东东，邵明，李元元 (华南理工大学机械与汽车工程学院国家金属材料近净成形工程技术研究中心，广东广州 50 4 ) 16 0 摘要：挤压铸造技术是一种结合了铸造和塑性加工特点的短流程、高效、精确成形技术，广泛应用于机械、汽车、家电、 航空、航天、国防等领域生产高性能和高精度的零件。首先简要介绍了金属材料挤压铸造成形技术的特点和历史。重点分析了液态金属压力下结晶的物理冶金行为和力学过程，此外，还总结了挤压铸造技术涉及的材料体系、挤压铸造过程的工艺参 数优化、挤压铸造过程的零件成形、挤压铸造过程的数值模拟、挤压铸造成形装备研究方面的研究进展。最后展望了金属材料挤压铸造成形技术的发展重点。

关键词：金属材料；挤压铸造

中图分类号：T 2 9 2 G 4 .

文献标识码：A

文章编号：17 6 4—3 6 ( 0 1 0 0 2 9 2 2 1 ) 7— 0 4—0 9

Pr g e s i c o o y o qu e e Ca tn o o r s n Te hn l g f S e z si g f r M e a a e i l t lM t ra s ZHANG ewe W i n。ZHA0 i o g.ZHANG t n Ha d n Da o g, YOU n d n Do g o g,S HA0 n Mi g。 LIYu n ua ay n ( ai a E g er gR sac et f er e S a eFr n r tlcMaeis col f ca i l N t nl n i e n eer C ne o a- t hp o o n i h r N N— migf a i o Me l tr l,Sho hne& a o Me a A tm t eE g er g SuhC iaU iesyo eh ooy G agh u5 0 4,C ia uo oi n i e n, ot hn nvri f c nl, un zo 1 6 0 hn ) v n i t T g Abs r t q e z at gi atc n lg t h rrue,hg f ce c tac:S u eec s n e h oo ywi sot o t ih ef in y,pe iefr

igw ihp ses stefaue i s h i rcs o n hc os se h e trs m o a t g a d p a t r c s i g t sa pi d t r d c ih p r r a c n ih p e iin p r ih a e w d l s d f si n lsi p o e sn .I i p l p o u eh g e o c n c e o f m n e a d h g r cso a swh c r i e y u e t i c i e y,a tmo i, h u e od, a it n, a rs a e a d d fn e n t i p p r h h r c e sisa d h so yo n ma h n r uo bl e o sh l vai o e o p c n ee s .I s a e,t e c aa t r t n i r f h i c t s u e e c sig a e ito u e r f .T e e efc fa p id p e s r n t emeal r i a n c a ia e a i r f q e z a t r n r d c d b e y h n t f t p l r s u e o h tl g c la d me h nc lb h v o n il h e o e u o l u d me a sa ay e .F r e o e t er s a c r g e si h e eo e t r l, p o e so t z t n, f r i go i i tli n lz d u t r r, h e e r h p o r s n t e d v lp d ma e a s q hm i r c s p i ai mi o o n f m pr at s,n me c ls l t n a d e u p n f q e z a t g i s mma ie o r h n i ey F n l, t e ft r r n s u r a i ai n q i me t u e e c si s u i mu o os n r d c mp e e s l . i al z v y h u u e te d

o q e z a t g a e p e e t d f u e e c si r r s n e . s n

Ke r s:me l ae a; y wo d t t l am r s i

1前言 挤压铸造又称液态模锻，它是一种将一定量的液态金属注入模具型腔，然后施加较高的机械压力，使液态或半液态的金属在压力下低速充型、凝固和成形的技术。与其他铸造成形方法相比，挤压铸造技术

具有选材

可制造形状复杂的零件等特点。概言之，它是一种结合 了铸造和塑性加工特点的短流程、高效、精确成形技

术，广泛应用于机械、汽车、家电、航空、航天、国防

等领域，生产高性能和高精度的零件¨。 J 最早提到挤压铸造技术是在 1 1英国人 Jm s 89年 ae H lnr e的一项专利中。其后，在英国有一种类似挤 oi a lg k压铸造的方法，用于生产铸铁水槽。17 8 8年，前苏联著名冶金学家 D K C e o也提出了相似的概念。然 . . hr v n

范围宽、金属液利用率高 (直接挤压铸造可达 9%~ 5 9%) 8、铸件组织均匀致密、力学性能优良、表面光洁 度和尺寸精度高等优点。与塑性成形方法相比，挤压铸造技术具有变形力和成形能较小、无需多道工序加工、 收稿日期：2 1 0 1—0 4—2 0

而，直到 2 0世纪 3 0年代，才出现关于挤压力对合金凝 固行为影响的研究 。一般认为，13’ 9 7年前苏联人

V M P a k出版专著《 . .l t i ysi液态金属模锻》,是挤压铸造技术完全确立的标志。随着该书英文版《 xui at E t s nCs r o— i) n) g在西方的传播以及美国学者 JC B ndk 17年 . . eey 9 0在第 6国际压铸会议上的大力推荐，该技术在 2届 0世 纪6 0年代后得到了飞速发展。在随后的 5年中，前 0多

基金项目：G—S C联合基金项目( 130 1;国家科技支撑 DN F U 040 ) 计划项目 ( 0 1 A 2 B 0;省部产学研重点专项 2 1B E0 0 ) (09 000 E ) 20 A 91( 6;广东省科技攻关项目(0￣ 00003 X 20A 1300 )通信作者：张卫文，男，，1 6 9 9年生，教授，博士生导师

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