日本Ahresty開發(fā)出了不易產(chǎn)生縮孔及破碎激冷層等質(zhì)量缺陷的鋁(Al)合金壓鑄成型技術(shù)“L casting process”(L法),并在“第42屆東京車展2011”(2011年12月3~11日面向公眾開放,東京有明國際會展中心)上展示了采用該技術(shù)制成的樣品。據(jù)該公司介紹,該技術(shù)可在對熔融金屬加壓的同時將其緩慢注入模具,從而實現(xiàn)高質(zhì)量成型。
采用L法制造的樣品(右),以及采用普通壓鑄成型法制造的樣品(左)。
新開發(fā)的L法是在模具及套筒(將熔融金屬由熔爐送往模具時的通路)上涂布具有隔熱效果的粉體,然后以慢于普通成型法的速度將熔融金屬注入模具。這樣便可防止注射過程中熔融金屬凝固,不易發(fā)生破碎激冷現(xiàn)象(套筒內(nèi)產(chǎn)生的金屬塊直接進入組織的狀態(tài))。而且,還可通過在注射到凝固的過程中逐漸加壓,防止縮孔(由凝固收縮導(dǎo)致的空穴)的產(chǎn)生。
采用普通壓鑄成型法制成的樣品。黒點為縮孔。
熔融金屬的注射速度可通過增大套筒的內(nèi)徑來調(diào)整。也就是說,無需改變單位時間內(nèi)的熔融金屬投放量,只需增大套筒內(nèi)徑,即可放慢注射速度。因此,L法可直接使用現(xiàn)有模具及壓鑄成型機。
采用L法制成的樣品。幾乎看不到普通壓鑄成型法樣品中出現(xiàn)的黒點(縮孔)。
L法可防止縮孔及破碎激冷現(xiàn)象的發(fā)生,因此可大幅提高成型品的質(zhì)量。比如,如果汽缸體內(nèi)存在縮孔,對內(nèi)徑表面施以電鍍加工時,電鍍液便有可能進入縮孔破壞組織。存在破碎激冷層時,組織容易遭到破壞。而且,近年來,為提高燃效而對內(nèi)徑表面施以等離子熱噴涂等高溫加工的情況越來越多。不易產(chǎn)生縮孔及破碎激冷層,還可提高成型品對此類熱加工的耐性。
成型品的機械特性比較。
另外,最近汽油發(fā)動機也出現(xiàn)了很多為提高燃效而提高壓縮比的例子。以馬自達開發(fā)的高效汽油發(fā)動機“SKYACTIV-G”為例,其壓縮比高達14。此類發(fā)動機也對汽缸體等構(gòu)造部件提出了更高的強度要求。Ahresty認(rèn)為,今后這種動向?qū)⑷找婷黠@,因而打算面向施以表面處理的最新發(fā)動機部件以及強度要求較高的發(fā)動機部件等推薦L法。
L法目前存在的課題是成型周期。其原因是,放慢注射速度會導(dǎo)致成型周期比普通成型技術(shù)延長。今后L法的目標(biāo)是,在不損害特性的情況下縮短成型周期。