2014年NADCA技术进步研发大纲

广州市鑫煜铸造设备材料制造有限公司 董事长

苏州压铸技术协会                   副理事长   修毓平

北美压铸协会（NADCA）            会员

按照惯例，2014年NADCA 研究发展战略的路线图于2013年的7月面世了。十分敬佩他们多年来对压铸技术进步的执著追求和不懈努力。每年介绍他们的研究计划，也是学习、借鉴和发展自己的契机，知差距而后勇，希望对国内压铸同行有所开悟和启迪。

2014年NADCA研究与发展战略规划包括13个项目，共计投入450万美元。虽然因为处在经济衰退期尚未恢复，研究项目与往年相比有所减少，但项目本身体现了某些全新的概念和很强的技术针对性。主要战略领域和市场集中在材料技术，制造技术的发展，环保技术，工业卫生和盈利能力。450万美元研究经费系从外部融资获得，主要来自美国国防部（DOD），以及美国金属铸造联盟（AMC），美国农业部，能源部（DOE），铸造金属联盟（CMC），国家添加剂制造创新研究所（NAMII）和NADCA本身。

 13个具体项目如下：

 铸造材料方面 

 139  薄壁锌合金（美国能源部项目）

      研究目标：开发厚度0.3mm甚至更薄的锌合金压铸件。设计金属的化学成分，浇口及浇道系统，同时关注加工时的热传导特性。

 181  薄壁铝，镁合金（DLAR＆D CSR项目）

      研究目标：开发具有比A380铝合金和AZ91镁合金流动性更好的铝，镁合金。且要求便于压铸和回收。此外，模具设计和工艺路线被限定于生产极薄的铸件。

 182  半固态SSM 206合金（DLAR＆D CSR项目）

      研究目标：研发针对高强度合金如206和201的SSM稳健可靠的工艺参数，并对这种合金挤压铸造的可行性进行评估。评定上述合金成分对热裂倾向的影响，以及工艺参数的变化如模具温度，浇口速度和压力对热裂倾向的影响。

 183   标准和过渡（DLAR＆D CSR项目）

      研究目标：建立统一的公司专用铸造铝合金，其性能优势高于目前全行业现用的铸造合金标准，确定性能优势，并将化学成分和性能添加到NADCA产品规格标准中。寻求在铝业协会的合金系列中注册。

 184   380压铸件T5热处理的相组织特征（NADCA资助项目）

      研究目标：研究热处理条件对用低含铁的380合金生产的普通压铸件的机械性能的影响，确定较高的镁含量（最多1％Mg）对T5热处理的影响，同时确定压射时间和温度对T5热处理的影响。

 模具材料及模具表面工程 

 168   硬度46-48 HRC的模具材料性能（NADCA资助项目）

       研究目标：对中高档的具有较高硬度的H13经热处理后的材料进行冲击强度和热疲劳数据的测定，并与H13热处理后的标准硬度范围的数据进行比较。

176   备选商用涂覆材料的评价（NADCA资助项目）

       研究目标：评估模具材料的焊合（粘模）性能，采用快速高频超声振动的测试方法选择商用涂层材料。各种已知易出现焊合和不易出现焊合的铝合金都将纳入评估范围。

 186   低冷却速率对高级模具钢冲击韧性的影响（NADCA资助项目）

       研究目标：深入了解低冷却速率下对各种钢材淬硬工艺对韧性的影响。在3种冷却速率（20ºF/min,40ºF/min,60ºF/min）和硬度分别为44-66HRC和48-50HRC的条件下，对7种优质已淬火钢比较其冲击韧性。

 190   模具修复加工工艺的判定（NAMII项目）

       研究目标：开发，评估和判定模具修复采用一些附加的加工工艺如3D打印，冷喷涂，激光熔覆，电子束，透镜和焊接等的实效性。以便收集成册将使用的方法提供给业界和发展教育与培训。

计算机建模和辅助设计

 178   模具喷涂过程的散热模型（NADCA资助项目）

       研究目标：开发一个模具喷涂过程的散热近似模型。该模型以首次喷涂为基础，并与已知的经验数据相一致。第一的原则和基础上，通过喷雾热去除与。  该模型旨在提供有效的信息和减少模具喷涂量。具体要解决的问题是：1）喷涂参数对热流的作用; 2）喷涂参数与操作工艺参数的关系; 3）传热系数；4）喷涂过程的参数优化。

 工艺技术

 138   透镜（LENS）（美国能源部项目）

       研究目标：研发快速换模的激光工程近净成型工艺，可更快散热的双金属模具加工，以及更有效控制模具热分布的均匀冷却线。置于H-13钢和双金属（H-13镀铜）的透镜也被评估。

 175   实现无飞边压铸（NADCA资助项目）

       研究目标：在可控状态下对采用模具型腔溢流来快速降低射入流股的动能和流速以达到消除飞边的概念，假设和实际成效进行评估。内容包括对实验模具的设计和制造（或修改），使之可以在型腔内安放压力传感器，并易于在型腔周边重构溢流槽。

179   无润滑压铸（DLAR＆D CSR项目）

       研究目标：开发永久性或半永久性模具涂层，该涂层与铝，镁，锌合金液不润湿，不粘合，具有自润滑性，故可以减少生产周期时间和工艺成本，同时提高产品质量。相应地要研发适应此过程的模具设计和工艺过程建模方法，需要考虑到消除模具喷涂将对模具冷却问题带来的影响。

近年来，北美压铸协会推出的研发项目总是令人耳目一新，他们在引领全球压铸技术发展的潮流。围绕上述新的研究项目，一些新的思路和技术指向同样值得我们参考与借鉴。现一并分类介绍如下：

 铸造材料： 

 •探求锰对抗焊合的作用 

 •开发具有高塑性的铝合金结构材料 

 •开发耐高温铝合金 

 •开发镁合金结构材料 

 *研讨铸件缺陷对性能的影响以及ASTM E505的替代材料 

 •生物材料的压铸 

 模具材料及模具表面工程： 

 •焊接对热疲劳的影响 

 •可任意使用的型芯 

 •可消除热裂纹的Anviloy模具 

 •结构密度对加工的影响，是利还是弊？ 

 •高温合金铸造用模具材料 

 •用于改进模具的局部熔融工艺（激光釉化，摩擦搅拌） 

 •无润滑压铸用牺牲保护型氧化物 

 计算机建模： 

 •压射力预测 

 •铸件整体几何特征建模 

 •铸件结构建模 

 工艺技术：

 •无水/粉体用于模具润滑的评定 

 •结构铸件的加工要求 

 •热室压铸用铝 

 •钢，钛和镍合金的压铸 

 •第二代冷却技术（不包括钻孔） 

 •结构铸件的接合技术 

 •无孔隙的铸件---冷却速度的影响和无瑕疵预测—组织结构形貌

 •室温压铸 

                                            2013年7月31日于TORONTO