压铸材料将是2012年研发热点

——北美压铸技术回顾与展望

广州市鑫煜铸造设备材料制造有限公司    董事长

苏州压铸协会                          副理事长      修毓平

北美压铸协会（NADCA）                 加拿大会员

至今，北美压铸协会（NADCA）组织的研发计划已实施了15个年头。这些计划集中在不同的领域，包括压铸材料的开发，计算机模型，模具材料，模具表面工程，压铸工艺技术及节能降耗。计划的核心与目标始终是力求降低订货到交货的时间，提高生产率，减少废品和降低成本。相对北美压铸行业的稳步发展，这15年间我国压铸业经历了高速发展，取得了令世人瞩目的成绩。目前已进入了巩固和调整期，为再上一个台阶积蓄力量。因此，压铸同仁必将更多地关注、学习和借鉴世界压铸前沿技术。为此，笔者将北美压铸的技术进步做一概述，供同业参考指正。

一 研发成果

这15年提出的大多数研发项目已经实施。有近80项研究计划已完成。其成果主要体现在以下15个方面：

1） 长寿模具钢的成分及其热处理。

2） 在某些性能的改进达到50%以上的较高性能的合金。

3） 高速加工模具，省时达3倍以上。

4） 可视铸造模拟软件。

5） 快压射转换点指南。

6） 料管最小破坏设计指南。

7） 设计铝合金的iSelect-Al软件。

8） 高效的模具喷涂脱模剂技术。

9） 模具偏差/机械系统建模方针。

10） 快速加工技术，以降低交货时间从数月到数周。

11） 模具表面工程，如先进的多层涂覆。

12） 铝合金熔化能效达到700 BTU/Ib(1,050 Kcal/Kg)。

13） 模具材料及其为实现较快速加热提纯的工艺技术。

14） 商业化SSM连续流变铸造工艺。

15） PQ2优化程序。

二 目前研发项目

目前共有22个项目在实施。集中在四大方面。纸短笔拙，只能列出题目，如对某具体项目有兴趣，可与笔者联系，作进一步探讨。现分述如下：

1． 铸造材料

1） 创新的SSM工艺

2） 薄壁锌合金

3） 针对市场发展需求的锌合金性能

4） 金属基复合材料的高生产率工艺

5） 高性能压铸合金

6） 21世纪的铸造

7） 超声细化晶粒

8） 高性能纳米复合材料

9） 380压铸件T5热处理的特征

2． 模具材料和模具表面处理工程

1） 智能模具涂层的开发

2） 针对少量金属模和提高生产率的快速加工方法

3） 高性能模具钢的耐热疲劳性

4） 涂层和芯销用新材料焊合倾向的评价

5） 46-48HRC模具材料性能

6） 难熔模具材料的抗热疲劳与焊合

3． 计算机模型及辅助设计

1） 与压铸模相关联件的机械特性

2） 基于优化加工的设计支持

3） 少量型芯生产和提高产量的计算工具

4．工艺技术

1）改善压铸熔化效率

2）通过改进工艺提升压铸机械特性

3）少量零部件创新加工工程和生产效率的改进

4）镁合金前沿研究与进展

三 未来研发计划重点是压铸材料

15年来，NADCA的研发计划项目每年都有不同的侧重点，未来2012年的侧重点是压铸材料。笔者认为，这是压铸发展到一定程度时的必然回归。因为材料是决定工艺和性能的基础。事实上，改进合金材料的性能从NADCA计划之初就始终是研究的重要方向。同时将继续成为当今和未来不可或缺的重要研究领域。例如从20世纪90年代至今，美国WORCESTER 工艺学院对铝压铸合金的成分就做了大量的研究工作。仅以A380铝合金材料为例，至今已衍生出3个特殊牌号，即AMC380，AMC1045和AMC1045ns。A380经T5处理后的室温抗拉强度为39.4±1.8,而AMC380为47.1±3.2，比A380提高了19.6%；AMC1045为54.9±2.6，提高39.4%；AMC1045ns为53.9±2.8，提高36.8%。一些公司在这些研究基础上已向客户推出了具有较高强度、传导率和在一些场合可完全避免焊合的铝合金。新材料使屈服强度提高了55%，综合质量指标提高49%，延伸率提高10%以上。如一种含锶的铝合金（Mercury Marine’s Mercalloy）具有更高的强度和延伸率，同时可避免焊合。此外金属基复合材料，半固态金属铸造工艺，超声细化晶粒，抗蠕变力锌合金，薄壁锌合金等，其研究成果已在压铸业逐渐应用。他们认为在以下几个方面的研究，其工业 应用前景广阔：

1） 合金性能的进一步改进

2） 按要求即时熔炼

3） 薄壁铝合金和镁合金件

4） 高温合金如鈦合金压铸

5） 无润滑压铸

6） 利用智能模具涂层对模具工况远程监测

面对北美压铸材料和围绕新材料压铸工艺技术研究的快速发展，我们在

跟踪学习国际先进技术的同时，首先要把自身的基础夯实。当前大量再生铝的应用，更需要我们认真处理熔炼的每一个环节，选择合格的铝锭，使用质量稳定可靠的打渣，精炼，除气剂，以防止夹渣，硬质点，含气量等对材质的削弱和破坏作用。对影响铸件质量和模具寿命的脱模剂及各种润滑剂，也应当给予足够的重视。把围绕材料的相关基础工作理顺了，我们跟进国际压铸新材料研发的脚步才会更踏实。

（本文经东南大学吴炳尧教授和加拿大多伦多市政府资深技术顾问连豹博士审阅并对专业知识进行了必要的补充和删改）