液態模鍛

　　液態模鍛

　　液（yè）態模鍛，又稱擠（jǐ）壓鑄造、連鑄連鍛，是一種既具有鑄造特點，又類似模鍛（duàn）的新興金（jīn）屬成形工藝。它是將一定量的（de）被鑄金屬液（yè）直接澆注入塗有潤滑劑的型（xíng）腔中，並持續施加機械靜壓力，利用金屬（shǔ）鑄造凝固成（chéng）形時易流動和（hé）鍛造技術（shù）使已凝固的硬殼產生塑性變（biàn）形，使金屬在（zài）壓力下結晶凝固並強製消除因凝固收縮形成的縮孔縮鬆，以獲得無鑄造缺陷的液態模鍛製件（jiàn）。人們通常把這種方法稱之為（wéi）液態模鍛。

　　液態模鍛(擠壓鑄造)可分為兩大類：直（zhí）接擠壓鑄造(direct squeeze casting)和（hé）間接擠壓鑄造(indirect squeeze casting)。直接擠壓工藝類似於金屬模鍛，壓力（lì）直接施加於液態金屬的整個麵上;間接擠壓（yā）工藝與壓（yā）鑄接近，壓力通過澆道間接作用於液態金屬上。間接（jiē）擠壓鑄件內部質量低於直接擠壓件而（ér）高於壓鑄件。

　　特（tè）點

　　液態模鍛是（shì）鑄鍛（duàn）相結合的一種新興工藝，它既具有鑄造工藝簡單、生產（chǎn）成本低（dī）、可（kě）製件形狀複雜的優點，又（yòu）具有模鍛產品晶粒細密、組（zǔ）織（zhī）均勻、力學性能好、成型（xíng）精度高的特點。主要有以下幾點：

　　(1)在成形過程中，尚未凝固的金屬液自（zì）始至終在等（děng）靜壓的作用下結晶凝固、流動成形（xíng）;已凝固的金屬層在壓力下發生（shēng）塑（sù）性（xìng）變（biàn）形，具有熱變形組織，晶粒細小，組織均勻，同時壓力使製件外（wài）側緊貼模具內壁，使工件形狀尺寸準確。

　　(2)由（yóu）於先（xiān）結晶凝固層產生塑性變形，要消耗一部分能量，因此金屬液經受（shòu）的等靜（jìng）壓不是（shì）定值，而是隨著凝固層的增（zēng）厚而下降。

　　(3)固液區在壓力作用下，發生強製性（xìng）的補縮，從而能消除製件內部縮孔疏鬆等缺陷，提高了製件（jiàn）力學性能。

　　(4)與普通熱模鍛相比，金屬液（yè）的（de）流動性遠大於固體金屬，充填模具型腔的（de）性能較好（hǎo），能夠用一副模具一次成形形狀比較複雜的製件。

　　(5)密度、力學性能基本等同模鍛（duàn）件（jiàn）。

　　技術優缺點

　　(1) 液態模鍛可以消除製件內部的氣孔、縮孔和疏鬆等缺陷（xiàn），產生局部的塑性變形（xíng），使製件組織致（zhì）密。加之，在壓力下結（jié）晶，還有明（míng）顯的細化晶粒、加快凝固速度和使組織均勻化的作用。因而液鍛（duàn）件的機（jī）械性能一般要高於（yú）普通鑄件，而接近甚至（zhì）達到同（tóng）種合金的（de）鍛件水平，同時它沒有（yǒu）鍛（duàn）件中通（tōng）常存在的各向異性。

　　(2) 液態金屬在壓力下成（chéng）形和凝固，使製件（jiàn）和型腔壁貼合（hé）緊密。模（mó）具之間的氣隙減小，使導熱係數增加，凝固速度加快，有（yǒu）利於晶粒細化。且（qiě）液鍛件有較高的表麵光潔度和尺寸精度，其級別能達（dá）到壓鑄件的水（shuǐ）平。所（suǒ）以，液（yè）態模鍛已成為近（jìn）淨成形的一種重（chóng）要方法。

　　(3) 液（yè）鍛件（jiàn）在凝固過（guò）程中，各部位處於壓應力狀態下，有利於製件的補縮和防止製件裂紋的產生。因而，液態工藝的實用性較強，適用的合金不受（shòu）鑄造好（hǎo）壞的限製。它不僅適用於鑄造性能好（hǎo）的合金，而且也適用於鑄造性（xìng）能不好的變形合金。既可用於鋁、銅、鎂、鋅等有色合金，還可用於鐵、鋼等黑色（sè）金屬，還用於鎳、鈷等高溫合金，甚至可用於複合材料和（hé）鑄石等方麵（miàn）。

　　(4) 液態模鍛是在壓力機或擠壓鑄造機上進行的。便於實現機械化、自動（dòng）化、可（kě）大大減輕人的勞動強度，改善車間的生產環境。

　　(5) 由於凝固層產生塑性變形，要消耗一部分能量，因此金屬液經受（shòu）的等靜壓值不是固定（dìng）不變的，而是隨著凝固層的增厚下降。

　　(6) 液態模鍛的固液區在壓力的作用下，發生（shēng）強（qiáng）製性（xìng）的補縮。對於薄壁和複雜的零件，因為（wéi）製件的冷（lěng）凝速度快（kuài），有時來不及加壓就凝固了，因而，此工藝的應用將受到限製。

　　發展

　　液鍛技術的新發展有（yǒu）以下幾個方麵：

　　(1)發展半固態成形技術 半固態加工利（lì）用了金（jīn）屬從液態向固態或固態向液態過渡(即固液共存)時（shí）的特性（xìng），綜合了凝固加工和塑性加工的長處，即加工溫度低，比如鋁合金，與凝（níng）固加工相比（bǐ），加工溫度可降低 120℃;變形抗力小;可一次加工成形（xíng）狀複雜（zá）且精度要（yào）求高的零件。半固態技術在歐美國家（jiā）及日本發展很快。

　　(2)用液鍛工藝生（shēng）產複合材料（liào） 日本進行了鋁—碳纖維、鋁—不鏽鋼絲纖維等增強（qiáng）複合材料的液鍛研究，英國進行了可選擇性的（de）纖維、盤形刹車（chē）測徑（jìng）器等液鍛（duàn）研究，還研究了為改善以（yǐ） Al-A12 為（wéi）金屬母體成分鑄造（zào）顆粒性能時（shí）液鍛工藝的作用，國內也進行了馬達連杆軸瓦雙金屬（shǔ）液鍛工藝的研究（jiū）等。

　　(3)液鍛工藝的新發展是液態擠壓 液態擠壓是在液態模鍛的基礎上，結合熱擠壓變形的（de）特點而發展起來的（de）一種液態成形（xíng）工藝，其成形過程為：將液態金屬直接澆入擠壓桶內（nèi），借助擠壓衝頭對未凝固液態或準凝固金屬施以（yǐ）壓力，使其在壓力下發生流動、結晶和凝固。隨後，擠壓成形模口處的準凝固金屬（shǔ）經受斷麵縮減的大塑性變形，一次（cì）成形（xíng）出（chū）管、棒、型材類製品。擠壓的主（zhǔ）要特征是利用壓力下結晶和熱擠壓減輕大變形原（yuán）理（lǐ），使製件性能改善，其組織為熱擠壓組織。

　　利用液態擠壓工藝也可以直接製備金屬基（jī）複合材料管、棒、型材（cái）類製件，由此（cǐ）突破了現有複合材料成形方法（fǎ）均需二次變形，即先（xiān）成形出複合材料坯體，再經擠、軋等工藝製成管、棒型材的限製，可以（yǐ）減少成形工序（xù），降低成本，有望成為成形高（gāo）性能複合材（cái）料的管、棒、型材的一條新途（tú）徑。

　　國外液態模鍛技術已（yǐ）經進入大規模工業應用範圍。但是，由於（yú）我國尚未開發出適合液態模鍛工藝要求（qiú）的專用或者通（tōng）用液態模（mó）鍛機械，在一定程度製約了該（gāi）技術的發展，影響先進工藝技術的實（shí）施。因此，發展我國液態模鍛產業的最關鍵問（wèn）題是盡快（kuài）開發和（hé）生產自己的高效、低（dī）價位模鍛機係列，並針對具體工作進行工藝技術的開（kāi）發和試生產。

　　隨（suí）著科學技術的飛速發展，新的工藝、新的（de）技術不斷湧現，傳統製造業正麵臨這嚴重的挑（tiāo）戰。作為鑄、鍛結合的液態模鍛技術，也（yě）要麵對更多的技術要求和市場的激烈競（jìng）爭，因此液態模（mó）鍛技術也相應的要（yào）完善和繼續發展。