鑄造有色合金及其特種鑄造技術(shù)在基本制造產(chǎn)業(yè)中占有重要地位，是關(guān)鍵技術(shù)之一，在航空、航天、船舶、汽車、軌道交通、化工、能源、電子電器和運動休閑等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，由其所帶動的產(chǎn)業(yè)在國民經(jīng)濟中起著重要的支撐作用。目前公認的鑄造有色合金包括鋁、鎂、鈦、鋅和銅等材料，約占各類鑄件總量的20%左右，由于減重降耗的要求，其應(yīng)用具有明顯的增長趨勢，例如在汽車產(chǎn)業(yè)中，需要將鋁合金鑄件從現(xiàn)有的占鑄件總重量的10%增長到30%左右，而在航空工業(yè)中，鋁鑄件更是占到鑄件總量的80%以上。

　　為了更好的滿足某類產(chǎn)品的使用要求，在產(chǎn)品設(shè)計時，會更多地考慮減輕產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)重量和特殊的物理化學性能，有色合金恰恰可以滿足這幾方面的需求，即：1產(chǎn)品構(gòu)件的減重和輕量化需求;2產(chǎn)品的功能性需求，如電阻材料、磁性材料、記憶功能材料和耐磨減摩材料等;3產(chǎn)品的裝飾性功能需求，如鋁合金的光亮性、鈦合金的可著色性等。對產(chǎn)品的減重和構(gòu)件輕量化需求是推動鑄造有色合金應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大的動力，而對產(chǎn)品的功能性和裝飾性需求則是鑄造有色合金的發(fā)展方向。

　　1　我國鑄造有色合金的發(fā)展概況

　　1.1　鑄造鋁合金

　　鑄造鋁合金是我國發(fā)展較早的有色金屬材料之一，其密度小，比強度高和耐腐蝕，因此廣泛地應(yīng)用于航空、航天、汽車、機床制造等制造業(yè)。目前，隨著行業(yè)的發(fā)展，對鑄造鋁合金的需求越來越大，尤其是汽車工業(yè)的大發(fā)展，轎車生產(chǎn)總量激增，對鋁合金的需求量越來越大。例如一汽生產(chǎn)的紅旗轎車，其整車鋁合金鑄件已經(jīng)超過ffice:smarttags" />100 kg，而且隨著對節(jié)約能源和環(huán)境保護要求的提高，鋁鑄件的生產(chǎn)正朝著輕量化、強韌化、精密化和復(fù)合化的方向發(fā)展，鑄造鋁合金的應(yīng)用將有很大的空間。

　　在各類鑄造鋁合金中，按照其性能特點可分為：高強韌鋁合金、耐熱鋁合金、耐蝕鋁合金和超輕鋁合金等等，其中高強韌鑄造鋁合金能夠保證合金在高強度的條件下，還具有高的斷裂韌性、疲勞性能和抗應(yīng)力腐蝕性能，因此可以部分的取代鍛件，制備成形狀復(fù)雜的鑄件。例如ZL205A高強度鑄造鋁合金，該合金的極限拉伸強度可達500 MPa以上，已廣泛用于航空、航天和交通等領(lǐng)域。為了滿足壓鑄件生產(chǎn)的需求，開發(fā)了Al-Si-Mg系和Al-Si-Cu系等壓鑄型鋁合金，這類合金具有較高的力學性能及良好的切削加工性能，約占壓鑄件鋁合金的70%，在汽車和摩托車等壓鑄件生產(chǎn)應(yīng)用比較廣泛，包括支架、托架、滑板、左右機匣、剎車轂、泵體、刮雨器、支臂等結(jié)構(gòu)件，壓鑄型鑄造鋁合金的發(fā)展將為促進鑄造鋁合金向壓鑄這種低成本的鑄造方式轉(zhuǎn)變創(chuàng)造條件。超輕型鑄造鋁合金是目前正在發(fā)展的一種鑄造鋁合金，包括Al-Li合金等，這種合金的密度比通常鋁合金的還要小，而且彈性模量高，強度和抗疲勞性能以及抗腐蝕性能好，特別適用于航空和航天等零部件的減重要求，例如由Al-Li合金生產(chǎn)的飛機翼珩和望遠鏡筒，與原來采用的鑄造Al-Si-Mg合金相比，重量降低了5%以上。鑄造鋁合金的另一個重要發(fā)展趨勢是鑄造鋁基復(fù)合材料的研究受到廣泛重視，目前鑄造Al-Si基/SiC顆粒增強的復(fù)合材料的應(yīng)用相對成熟。隨著SiC顆粒的加入，不但改善了合金的性能，而且提高了合金的剛性和耐磨性，在航空、航天、汽車等領(lǐng)域應(yīng)用，具有可觀的前景。

　　1.2　鑄造鎂合金

　　鎂合金是目前最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，不但密度很小，只有1.8 g/cm3左右，而且比強度和比剛度均較高，除此之外還具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、減震性和磁屏蔽性，因此，鎂合金結(jié)構(gòu)件在汽車、飛機、計算機及通訊設(shè)備等方面有著廣泛的應(yīng)用。飛機、汽車和軌道交通，由于減重可大大減低燃油消耗，減少廢氣排放，鎂合金的應(yīng)用將產(chǎn)生很大的經(jīng)濟效益和社會效益。計算機類、通訊類、消費類電子產(chǎn)品(3C產(chǎn)品)的不斷涌現(xiàn)，催生了鎂合金的快速發(fā)展，保證了3C產(chǎn)品對輕、薄、短、小部件的要求。

　　目前工業(yè)上應(yīng)用的鑄造鎂合金主要有六個系列：Mg-Al-Zn-Mn (AZ系)、Mg-Al-Mn (AM系)、Mg-Al-Si (AS系)、Mg-Al-RE (AE系)、Mg-Zn-Zr(ZK 系)、Mg-Zn-RE(ZE系)。AZ系列合金AZ91具有良好的鑄造性能和最高的屈服強度，其壓鑄件廣泛應(yīng)用于汽車座椅、變速箱外殼等多種形式部件。AM系列合金AM50、AM60具有較高的伸長率和韌性，用于抗沖擊載荷、安全性高的場合如車輪、車門等。鑄造鎂合金目前正朝著耐熱、耐蝕、阻燃和高強高韌等方向發(fā)展。隨著溫度的升高，鎂合金的強度和抗蠕變能力下降很快，鎂合金的高溫蠕變性能比常用鋁合金低一個數(shù)量級還多，溫度高于150 ℃時拉伸強度迅速降低，因此很難適應(yīng)高溫條件下(大于200 ℃工作溫度，如汽車發(fā)動機零件)的使用要求。為了提高鎂合金的耐熱性，主要采用稀土元素、硅、鈣、鉍對其進行強化，提高抗蠕變性能。為了提高鎂合金的耐腐蝕性能，從合金熔煉角度要嚴格限制鎂合金中的Fe、Cu、Ni等雜質(zhì)元素的含量，還可以對鎂合金鑄件進行表面處理，如化學表面處理、陽極氧化處理、微弧氧化、有機物涂覆、電鍍、化學鍍、熱噴涂等方法。由于鎂合金熔煉過程易于氧化而發(fā)生燃燒現(xiàn)象，通常采用的熔劑保護法和氣體保護法易于污染環(huán)境，因此對阻燃型鎂合金的開發(fā)也倍受重視。

　　1.3　鑄造鈦合金

　　鈦合金密度小，比強度高，抗腐蝕性能強，高溫和低溫力學性能良好，是一種優(yōu)良的結(jié)構(gòu)材料，應(yīng)用廣泛。然而，鈦合金的性價比比較低，零件不易機械加工，成本高。通過鑄造方法，特別是精密鑄造可以直接制造形狀復(fù)雜的零件，免去大量的機械加工工序，使材料的利用率提高到接近90%。

　　鑄造鈦合金通常按照相組成分為α、α+β和β合金，按習慣也分為鑄造高強、耐熱和耐蝕鈦合金。其中鑄造Ti-6Al-4V和Ti-5Al-2.5Sn是應(yīng)用較為廣泛的鑄造鈦合金，其特點是具有中等的強度和耐熱、耐蝕性，以及良好的塑性，特別適合航空航天發(fā)動機和結(jié)構(gòu)鑄件使用。美國開發(fā)的鑄造Ti6242合金(Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo)可在500 ℃以下工作，可用于航空發(fā)動機的壓氣機零件，約占鑄造鈦合金用量的2%以上，我國的ZTC6是借鑒Ti6242合金開發(fā)的一種近α型鈦合金，該合金的鋁含量控制在8%以下，高溫熱穩(wěn)定性能良好，已應(yīng)用到500 ℃以下的發(fā)動機部件。ZTC3(Ti-Al-Mo-Si系)也可以在500 ℃以下長期使用，由于添加了稀土元素Ce，合金具有很好的耐熱性能。鑄造Ti153合金(Ti-15V-3Al-3Cr-3Sn)屬于亞穩(wěn)β型高強鈦合金，該合金可以進行固溶和時效強化，哈爾濱工業(yè)大學采用冷坩堝感應(yīng)熔煉和立式離心澆鑄鑄件表明，該合金的強度可達到1 200 MPa以上，而且合金具有5%以上的伸長率。ZTC5合金是我國自行研制的高強度鈦合金，它是在Ti-Al-Mo-Sn-Zr系耐熱鈦合金基礎(chǔ)上發(fā)展的一種α+β型鑄造鈦合金，通過快速共析元素的加入，提高了合金時效時的強度，該合金不僅高強高韌，而且在350 ℃以下使用，具有很好的熱穩(wěn)定性。

　　1.4　鑄造銅合金

　　鑄造銅合金是研究最早和曾經(jīng)使用較為廣泛的傳統(tǒng)有色合金材料，其特點是具有很高的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能及良好的塑性，而且銅合金比鋼鐵具有高的耐蝕性能，同時也具有令人滿意的機械性能，因而成為現(xiàn)代工業(yè)中不可缺少的金屬材料之一。銅合金在鑄造機車用軸瓦和船用螺旋槳等方面曾起到重要作用。然而由于銅的密度大，耐磨性能差等原因，現(xiàn)在已經(jīng)逐步被其他材料所取代。但是許多有重要應(yīng)用背景的銅合金仍然是其它材料所無法替代的。如藝術(shù)鑄造銅合金、重要的鑄造電極材料、代替銀的電接觸觸頭材料等仍有其廣闊的應(yīng)用前景。

　　1.5　鑄造鋅合金

　　鑄造鋅合金的密度小，有一定耐磨性、耐蝕性，尤其是當前不斷發(fā)展的鑄造鋅鋁合金以其優(yōu)異的綜合力學性能、耐磨損性能、機械加工性能、低能耗、無污染，使其成為鑄造工作者感興趣的材料而得到了廣泛地研究。目前主要作為減摩耐磨材料代替青銅、黃銅，還可代替鋁合金和鑄鐵等用于結(jié)構(gòu)材料。

　　工業(yè)中經(jīng)常使用的鋅基合金主要以壓鑄型合金為主，分為五個類型，主要用于要求一定強度和耐蝕性的零件。高強度鋅合金，主要用于制作軸承，各種管接頭滑輪及各類承受沖擊和磨損的客體鑄件，少部分地取代一些銅合金、鋁合金和可鍛鑄鐵件，模具用鋅合金。近十多年來，鋅合金被大量用來制造沖裁模、拉伸模、塑料模、橡膠模等。采用鋅合金制?？梢钥s短制模周期，降低模具成本，比同類鋼制模具成本低60%～80%。采用擠壓鑄造工藝可使高鋁鑄造鋅合金的強度提高60%左右，伸長率提高1倍以上，并且能大幅度減輕Al、Cu等合金元素的偏析。鋅基合金除具有優(yōu)良的鑄造性能以外，其在涂覆性和可鍍性、導(dǎo)電性、尺寸精度控制和形狀完整性，以及可裝配性等方面也具有很多優(yōu)點，特別適合電子元器件和多功能組合件的制造。

　　2　我國鑄造有色合金熔體技術(shù)的發(fā)展

　　2.1　鋁合金的凈化

　　熔體凈化是發(fā)展鑄造鋁合金的一個重要部分。目前鑄造鋁合金的熔體精煉凈化技術(shù)大體分為吸附法和非吸附法兩大類。吸附法主要依靠精煉劑產(chǎn)生精煉氣泡，并對夾雜物進行吸附而除去，達到凈化鋁液的目的，這類方法中主要包括浮游法、熔劑法和過濾法等。非吸附法依靠其它物理、化學作用來達到凈化鋁液的目的，包括真空處理、超聲波處理、壓力結(jié)晶、直流電場、鈦屑處理、旋轉(zhuǎn)電磁場和稀土元素儲氫法等。非吸附法對鋁液的精煉作用不但發(fā)生在吸附界面上，而且能對整體鋁液發(fā)生作用。

　　20世紀80年代，國內(nèi)研制了一些無公害精煉劑，但對其精煉效果和有無污染等問題還處于探討過程中。利用熔劑精煉鋁合金，不但能有效去除合金液中的氧化鋁和氧化鎂等夾雜物，而且能去除合金中所含的氣體。過濾法是依靠過濾介質(zhì)的機械阻礙作用和(或)吸附作用捕獲夾雜物，同時去除吸附在夾雜上的氫而達到精煉目的，過濾法是排除夾雜物的一種有效方法。

　　2.2 鑄造鋁合金的變質(zhì)處理

　　通過加入鈉或鈉鹽進行變質(zhì)仍然是目前工業(yè)使用的主要方法。隨著現(xiàn)代顯微技術(shù)和觀察手段的進步，對變質(zhì)機理也得到逐步認識，其中硅的生長受到抑制學說普遍為人接受。

　　由于鈉變質(zhì)時，生成的氟鹽對設(shè)備腐蝕大，并且Na在高溫下易于揮發(fā)，變質(zhì)衰退很快，國內(nèi)曾開發(fā)了許多新型的變質(zhì)方法，例如：發(fā)熱變質(zhì)丸法、銻變質(zhì)、鍶變質(zhì)和鉍變質(zhì)等。其中，鍶的變質(zhì)特性較好，與鈉變質(zhì)比較，鍶變質(zhì)有長效作用，也能重熔，屬于長效變質(zhì)劑，是Al-Si合金變質(zhì)處理的發(fā)展方向。鍶變質(zhì)使Al-Si合金的強度提高20%左右，伸長率提高2～3倍。研究表明，抑制共晶Si生長的外來質(zhì)點的最佳原子半徑為0.196 nm，因此，除了鈉和鍶以外，可作為變質(zhì)元素的還包括碲、鋇、銻、鉀、稀土、釔、硼和硫等元素。人們將變質(zhì)工藝按要求概括為四個要素，即變質(zhì)溫度、變質(zhì)時間、變質(zhì)劑用量和變質(zhì)操作方法。

　　2.3 鎂合金的熔體保護技術(shù)

　　目前，鎂合金在熔煉時，生產(chǎn)中采用最廣泛的仍然是覆蓋熔劑的方法，鎂合金的熔劑由MgCl2、NaCl、KCl、BaCl2和CaF2等氯鹽、氟鹽的混合物組成，在鎂合金熔化溫度下，熔融的熔劑借助表面張力的作用，在鎂液表面形成一個連續(xù)而完整的覆蓋層，隔絕合金液與大氣的接觸，防止鎂的燃燒。國內(nèi)已經(jīng)開發(fā)了幾種新型鎂合金阻燃添加材料，例如硼酸、烷基磺酸鈉(R·SO3·Na)，用來替代添加物中有毒的氟化物，這樣鎂合金可以進行無毒砂型鑄造。由于鎂合金在保溫爐和澆注過程中采用熔劑覆蓋，易形成非金屬夾雜物，而且很難清除干凈，降低鎂合金的塑性和耐腐蝕性，因此采用氣體保護法是當前的發(fā)展方向，SF6、N2、CO2、SO2氣體中的幾種組成的混合氣體，會在鎂液表面形成致密的連續(xù)薄膜，阻止鎂合金液的后續(xù)氧化。但由于SF6的溫室氣體效應(yīng)比CO2大幾萬倍，為限制使用氣體，因此通常采用聯(lián)合氣體法對鎂合金液體進行保護，其特點是在干燥空氣和CO2的混合氣體中加入極少量的SF6氣體。

　　2.4 鎂合金晶粒細化技術(shù)

　　獲得細小的晶粒組織，對提高鎂合金的塑性具有重要意義。通常鎂合金晶粒細化技術(shù)包括異質(zhì)生核法、固液相區(qū)壓力法、鑄錠形變法和快速凝固法。其中異質(zhì)生核法由于在液態(tài)合金中添加晶粒細化劑，操作簡單，適合于異型件的鑄造，是主要的鎂合金晶粒細化方法。

　　添加含鋯的晶粒細化劑可以細化晶粒。這是由于鋯在液態(tài)鎂中的溶解度很小，發(fā)生包晶反應(yīng)時，鎂液中僅能溶解約0.6%(質(zhì)量比)的鋯，且鋯和鎂不形成化合物。凝固時鋯首先以α-Zr質(zhì)點的形式析出，鎂的α相在α-Zr質(zhì)點外部形成包晶組織。α-Zr和鎂晶型一致，晶格常數(shù)接近，可以作為鎂晶粒形核的核心質(zhì)點。但由于鋯和鋁易形成穩(wěn)定的Al3Zr化合物，而且Al3Zr晶體為體心正方型結(jié)構(gòu)，與鎂相差很大，不適合于Mg-Al系合金的晶粒細化。在Mg-Al合金中主要采用加碳的晶粒細化方法。

　　對合金液進行過熱處理，也是近年發(fā)展的一種新型晶粒細化方法。過熱處理是澆注前將熔體溫度升高并保溫一段時間后，再降溫至澆注溫度進行澆注的工藝過程。過熱處理對Mg-Al系合金有明顯的細化作用。過熱處理雖然可以細化晶粒，但是由于熔體溫度的升高加重了合金的氧化和吸氣現(xiàn)象，又由于雜質(zhì)和熔體合金的密度差較小，不利于雜質(zhì)的重力分離，反而降低了鑄件的質(zhì)量。

　　2.5 鈦合金的感應(yīng)熔煉技術(shù)

　　當前我國工業(yè)中廣泛使用的熔煉方法是真空自耗電極電弧熔煉法。雖然可以有效保證合金液具有一定的過熱度和較為準確的合金熔體成分，但是這種方法對于原料電極的質(zhì)量要求極高，并且熔池表面積大，深度小，造成高蒸氣壓元素(例如Al元素)的揮發(fā)損失很大，對控制合金成分不利，而水冷銅坩堝感應(yīng)熔煉方法，是將分瓣設(shè)置并通水冷卻的銅質(zhì)坩堝置于感應(yīng)電磁場下進行熔煉，可以最大限度的發(fā)揮感應(yīng)熔煉方法的優(yōu)勢。

　　利用水冷坩堝熔煉鈦合金早在20世紀70年代就有了報道。美國礦業(yè)局首先采用水冷銅坩堝感應(yīng)熔煉金屬鈦，結(jié)果表明水冷銅坩堝與金屬熔體之間存在一層由鈦熔體凝固而產(chǎn)生的固體殼層即所謂凝殼。此時坩堝內(nèi)襯相當于由所熔金屬制成，即坩堝內(nèi)表面與金屬熔體成分相同，避免了坩堝對金屬熔體的污染。隨著冷坩堝組合塊數(shù)及電源輸入功率的增加，強烈的磁場作用促進爐料迅速熔化并產(chǎn)生強烈的攪拌作用，使金屬熔體的溫度和成分均勻，并能獲得一致的過熱度。由于新型的鈦合金和Ti-Al化合物基合金的成分較復(fù)雜，合金元素含量允許偏差小，采用鈦合金常用的電弧熔煉方法很難滿足對合金成分的要求。水冷坩堝感應(yīng)凝殼熔煉特別適于這方面的工作，哈爾濱工業(yè)大學在熔煉TC4合金、高強度鈦合金、高Nb和W含量鈦鋁合金，以及含B、C鈦基復(fù)合材料方面曾進行了大量的研究工作，結(jié)果表明合金成分均勻，間隙元素含量低，合金液的過熱度適當，滿足靜態(tài)和離心澆注的要求。

　　3　特種鑄造技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展

　　3.1　半固態(tài)鑄造

　　半固態(tài)金屬鑄造一面市就受到了國內(nèi)學者的廣泛關(guān)注，該工藝的特點是，由于在液相中含有近一半的初生相，成形溫度大為降低，當切應(yīng)力為零時可實現(xiàn)金屬坯料的高溫搬運，易于實現(xiàn)機械化，延長模具的使用壽命，這樣即節(jié)約了寶貴的能源，又降低了對環(huán)境的污染程度，改善了生產(chǎn)條件;同時，在一定切應(yīng)力作用下，半固態(tài)金屬又具有適宜的粘度，可以采用如壓鑄、真空吸鑄和擠壓鑄造等多種工藝進行成形，可以保證鑄件優(yōu)異的性能尤其是減少氣孔、縮松等常見的鑄件內(nèi)部質(zhì)量缺陷。與全液態(tài)金屬成形工藝比較，半固態(tài)工藝徹底改變了金屬的充型方式和凝固過程，因此所成形零件表面光滑，內(nèi)部致密，晶粒細小，力學性能高。半固態(tài)金屬成形工藝可以達到零件近尺寸成形的目的，極大地減少了零件的機械加工量和切削環(huán)節(jié)，是顆粒和短纖維增強金屬基復(fù)合材料的首選制備工藝。目前由半固態(tài)鑄造工藝生產(chǎn)的鋁、鎂以及其金屬基復(fù)合材料得到了飛速發(fā)展。

　　3.2　電磁鑄造

　　電磁鑄造是利用電磁感應(yīng)原理實現(xiàn)的連續(xù)鑄造技術(shù)。該技術(shù)的最大特點是金屬液在電磁攪拌力的作用下，固相前沿變得平直，糊狀區(qū)寬度減小，枝晶間距較小，化學成分均勻，鑄件宏觀組織以細小等軸晶為主，因此鑄件有較好的壓延性能。當前，電磁鑄造主要應(yīng)用于鋁合金方面，在其它合金體系中開展的不夠廣泛，在鋼鐵中只有很少的文獻給予報道。對于尺寸、形狀和內(nèi)部質(zhì)量合格的電磁鑄造產(chǎn)品，不僅與感應(yīng)器結(jié)構(gòu)、電參數(shù)、屏蔽及其位置有關(guān)，還與澆注溫度、冷卻噴水工藝及澆注充型速度等密切相關(guān)，因此真正獲得優(yōu)質(zhì)的鑄件難度很大。目前，該工藝只在小型鑄錠方面進行了應(yīng)用，還未能用到真正意義的鑄件成形方面，如果能緊密圍繞具有代表性的關(guān)鍵零部件(例如發(fā)動機葉片)，結(jié)合鑄造工藝優(yōu)化、凝固組織控制、電磁流體力學和自動控制等多門類復(fù)雜技術(shù)，開展其技術(shù)應(yīng)用的研究，并重點考察電磁場、溫度場、流場、壓力場和濃度場的綜合作用過程，將對優(yōu)質(zhì)鑄件的成形具有重要的意義。

　　3.3　噴射鑄造

　　噴射鑄造又稱噴射成形技術(shù)、霧化沉積技術(shù)，是將傳統(tǒng)的鑄造技術(shù)與粉末冶金成形方法相結(jié)合而產(chǎn)生的一種快速凝固技術(shù)。近年來被廣泛用于研制和開發(fā)高性能的航空航天用結(jié)構(gòu)材料，在國內(nèi)發(fā)展迅速。由于噴射沉積過程，材料保持了很高的冷卻速度(一般大于103 ℃/s)，因此材料具有晶粒細小、偏析程度低以及過飽和固溶的組織特征，這樣制得的材料其綜合力學性能要大大優(yōu)于普通的鑄造材料。另一方面，由于噴鑄方法克服了粉末冶金技術(shù)的缺點如材料污染嚴重、原始顆粒存在界面等問題，因此材料具有比粉末冶金材料更高的強度和塑性。當前，國內(nèi)對噴射鑄造的研究相當活躍，所涉及的材料不僅包括各種銅、鋁合金和金屬基復(fù)合材料還包括不銹鋼、高速鋼、工具鋼、高溫合金等。存在的主要問題是，沉積產(chǎn)品的致密性和收得率較低，對于大塊制品內(nèi)部仍存在嚴重的孔洞缺陷;當噴射金屬基復(fù)合材料時，還需在準確控制增強顆粒分布和所占體積分數(shù)上做深入研究;而且由于冷卻速度較低，很難抑制耐熱鋁合金中如Al3Fe等平衡相和Al6Fe等亞穩(wěn)金屬間化合物的析出。

　　3.4　低壓及差壓鑄造

　　低壓及差壓鑄造方法是目前解決大型薄壁鋁合金鑄件整體成形的最佳工藝方法。國內(nèi)對直徑600 mm、長3 m、壁厚6 mm的差壓鑄件也已完成研制工作。當前在低壓和差壓鑄造領(lǐng)域需要首要解決的問題包括：1設(shè)備制造方面，目前大多數(shù)低壓和差壓鑄造設(shè)備都不能保證原定鑄造工藝的實現(xiàn)和重現(xiàn)，最典型的是液面加壓系統(tǒng)，該類工藝的最主要參數(shù)，如升液曲線的實現(xiàn)是通過液面加壓系統(tǒng)給予保證的，但目前國內(nèi)數(shù)家工廠或公司出品的液面加壓系統(tǒng)均只能在控制柜試壓筒或控制柜內(nèi)反饋管內(nèi)實現(xiàn)預(yù)定的加壓-時間曲線，很難保證保溫爐坩堝液面上的真正壓力-時間曲線的最佳工藝參數(shù)的實現(xiàn);2模具和鑄型方面，只憑經(jīng)驗進行鑄造工藝設(shè)計、制備模具和鑄型，由于尚無成熟的工藝指導(dǎo)，因此很難保證鑄件各部分的順序凝固和充分補縮，由于鑄件是在密封罐中進行澆注充填，充不滿、排氣不暢、燃燒和跑火等鑄造缺陷，造成鑄件的表面和內(nèi)部質(zhì)量較低;3工裝復(fù)雜分散、自動化水平低，目前大多采用手工和半自動化操作，造成工藝過程不連續(xù)，原來預(yù)想的工藝參數(shù)不能有效實現(xiàn)。目前在鋁合金鑄造方面，該類工藝已經(jīng)取得了很大進步，設(shè)備的整體制造水平提高，使其不斷向成套化和自動化方向發(fā)展，通過鑄造工藝過程的計算機模擬設(shè)計和優(yōu)化可達到對工藝參數(shù)的控制，使得生產(chǎn)過程中對充型平穩(wěn)、順序凝固及鑄件充分補縮的工藝控制水平提高。由低壓或者差壓鑄造生產(chǎn)的鑄件已開始向超大型化、大斷面、薄壁化和合金品種多樣化方向發(fā)展。

　　3.5　擠壓鑄造

　　擠壓鑄造工藝是1937年在前蘇聯(lián)誕生的，隨后在20世紀70年代以后風行于歐美。國內(nèi)對此工藝的研究起步較早，目前已經(jīng)取得了一定的成績，已經(jīng)建立了比較完善的壓力下結(jié)晶和擠壓鑄造的理論體系，發(fā)展了整套的擠壓鑄造方法和定型生產(chǎn)的專業(yè)化擠壓鑄造機產(chǎn)品。目前國內(nèi)擠壓件還存在夾雜、熱處理起泡、局部縮松等缺陷，導(dǎo)致力學性能不穩(wěn)定，這些問題除與設(shè)備現(xiàn)狀有關(guān)外，主要與擠壓鑄造技術(shù)問題相關(guān)。在擠壓模具設(shè)計和擠壓材料熔配和合金質(zhì)量控制方面仍需改進。尤其是加強擠壓鑄造過程基本理論和缺陷控制(包括氣體卷入過程的成因及控制、鑄件中夾雜物的侵入和局部彌散激冷組織的形成控制等)的研究，發(fā)展新型的固態(tài)粉末潤滑劑和改變原有的金屬液充填系統(tǒng)，提高設(shè)備的自動化和控制水平，提高鑄件的質(zhì)量，使其向高性能、大型化和復(fù)雜化方向發(fā)展。

　　4　結(jié)束語

　　我國現(xiàn)代鑄造有色合金技術(shù)已走過了五十余年的曲折道路，通過各方面的努力，取得了驕人的成績。從開始的仿效跟蹤模式，已向著自主創(chuàng)新方向發(fā)展。我國在鑄造有色合金體系、有色合金熔體處理關(guān)鍵技術(shù)和特種鑄造技術(shù)的應(yīng)用等方面與發(fā)達國家的差距逐漸縮小。如果在現(xiàn)有科研和生產(chǎn)的基礎(chǔ)上比照國外先進水平，繼續(xù)開拓進取，不斷深入研究，并強調(diào)技術(shù)原始創(chuàng)新，通過加強生產(chǎn)實踐，將使我國有色合金鑄造技術(shù)在整體上達到和超過世界先進水平。