浅析新型铝合金铸造机的应用

张保存，张瑞忠

(1.中国铝业山东华宇合金材料有限公司，山东 临沂 276017；2.山东华宇合金材料有限公司，山东 临沂276017)

浅析新型铝合金铸造机的应用

张保存1，张瑞忠2

(1.中国铝业山东华宇合金材料有限公司，山东 临沂 276017；2.山东华宇合金材料有限公司，山东 临沂276017)

铝合金材料在世界范围内都有非常广泛的用途，铝合金材料大力开发的同时铝合金铸造机设备也随之大面积开发和应用，但是设备的功能不齐全和效率有待提高，这就需要开发人员重点研究新型的铝合金铸造机。重点描述了新型铝合金重力铸造机的应用，阐述铝合金铸造机关键部件的应用，分析了铝合金铸造机在以后的发展，并引出对新型铝合金铸造机的制造设备发展需要。

新型铝合金；铸造机；应用

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.07.093

1 引言

铝合金作为新世纪以来具有前途、新式的金属材料，在新世纪中逐渐被大部分工业企业所应用。而铝合金作为现在工业企业的新宠，需求量在逐年增加。现阶段来说，铝合金材料不仅仅局限于航空航天工业，像电力电子、制造业、军工、建筑业等行业都在使用。目前来说，铝合金材料的使用量作为全球第二大金属材料，仅次于钢铁材料。铝合金材料制造技术还是非常优秀的，铝合金本身不仅强度高、易加工、不易生锈，它还有质量轻、散热好的优点。

2 新型铝合金重力铸造机

2.1 新型铝合金重力铸造机

铝合金铸造业中铸造是将铝合金加热融化重新浇灌成自己想要的产品，之后冷却凝固成型，最后处理细节。我国在铸造业中的发展现阶段来说是相对成熟的。铸造出理想的尺寸、形状、性能的器件机器，就是新型的铸造机，也叫作铸造设备。

2.2 新型铝合金重力铸造机性能特点

主机由左右合型机构、下顶出机构、上翻转压紧机构(可选择)、床身、底座等部分组成。

（1）所有液压泵阀均采用名牌产品；（2）液压泵采用变量柱塞泵，保证系统恒压，流量自动调节，节约能源；（3）所有油缸采用进口产品，模具附近油缸采用耐高温密封件；（4）上翻转压紧机构采用快慢速翻转控制，提高工作效率，减少冲击；（5）机器可配备多路模具气冷和水冷冷却通道，实现时间控制方式的自动冷却控制，冷却通道流量也可手动调节，冷却参数的设置和工作冷却通道的选择均可在人机界面中完成；（6）电气控制系统采用进口PLC作为电气控制核心，实现机器的手动及自动控制，采用进口触摸式人机界面作为监控显示单元，可直观清晰地显示机器的工作状态、运行过程中的故障报警信息，方便地进行各种参数的设置与修改。通过优化满足和开始参数解绝大部分的底部缺陷。铸造参数对开始时的热量平衡有影响。冷热环境对铸造参数的影响见表1。

图1 新型铝合金重力铸造机

表1 冷热环境下的铸造参数

2.3 新型铝合金重力铸造机核心控制面板

在国内，新型铝合金重力铸造机（见图1）最核心的是控制系统，早期的连续铸造设备一般都只有简单的控制系统，像结晶器液面控制系统、牵引装置控制系统等。近年来，随着电子技术及计算机技术的发展，很多大型的连续铸造设备都已实现了全在线控制。电脑控制的新型铝合金重力铸造机更加方便、简洁，提高了生产的效率，而且铝合金制造的控制系统的好坏直接关系着制造坯的质量。目前，在制造的过程中自动化可以生产出更加优良的产品。

3 新型铝合金铸造机关键部件与受环境影响分析

在发展新型铝合金铸造机过程中，尤其大力发展新型的铝合金铸造结晶器，同时充分认识到环境对铸造机的影响也较为关键。

3.1 新型铝合金铸造结晶器

按照新型铝合金的铸造技术，结晶器分为很多种，例如直接水冷铸造、电磁铸造、热顶气滑铸造结晶器，直冷铸造技术是目前来说出现最早的一种技术，它的结构也不是太复杂，而热顶气滑铸造结晶器则较为成熟。

3.2 铝合金铸造机的环境影响分析

在冷的铸造环境下（冷流槽、铝水温度低、铸速慢），冷凝板上升到结晶器，引起一个浅浅的水坑。由于气体从结晶器底部流走而失去效力，如果铸造气体不再防止熔融铝从接触铸造表面流失，热量通过铸造环流失和“不在AirSlip”环境下，会发生：铝水逆着铸造环凝固；从铸造表面油耗尽；铸造环磨擦戳破铝圆棒表面。

在热的铸造环境下（铝水温度高、铸速快、冷却水流量速率低），冷凝板下降，引起一个大的水坑，并且降低气体效力。铝水温度升高熔融铝流动性会很大，更容易不完整地粘附在铸造环上。这个状态下同样增加与铸造环接触的机会，这会导致在铝圆棒表面增加断断续续的划痕，而且套管可能产生水泡。

4 我国新型铝合金铸造机的发展评价

在我国，铝合金铸造方面的运用特别地多，比如说：金属型重力铝合金铸造机和金属型低压铝合金铸造机。现在就拿这2种铸造机来说明新型的铝合金铸造机在我国的应用，这两款铝合金铸造机在我国来说是非常受欢迎的，是运用最广泛的铝合金铸造机。（1）金属型重力多功能铝合金铸造机。在进行铸造的时候，它是采用浇铸的方法来铸造器件的。它可以实现左右垂直开合和后芯、上芯抽插。（2）金属型低压多功能铝合金铸造机（见图2）。这款机型是采用自动浇灌的方式来铸造。可以实现水平开合、左右和后芯抽插。

图2 金属型低压多功能铝合金铸造机

4.1 新型铝合金铸造机的应用

新型铝合金铸造机在应用过程中有很多细节需要落实，以扭矩为例：对于AirSlip气滑铸造结晶器，采用适当的固定件扭矩尤其重要，因为这些部件是铝制的。在把结晶器装到铸造平台上时，固定件使结晶器固定在平台的底板上，由于MaxiCastTM系统是一件静止的设备，就没有必要采用大扭矩或锁定装置，就像汽车等动态机器要求的。使用正确的工具来施加适当的扭矩，这可帮助保护固定件和结晶器不受损坏。手动扭矩扳手可完成这项工作，但很慢。电动扳手可加快速度，但也可能很容易施加过大的力量。只能用可以设定扭矩值的电动工具。螺栓螺牙上的润滑油使拆装方便，但增加了螺牙的力量，因此要使用小的扭矩值。

4.2 新型铝合金铸造机的前景和展望

目前来说我国的铝合金铸造机设备机械成套技术发展非常迅速。机械在发展过程中也不是一帆风顺的，我们要不断地调整发展的方向，以便于能够在未来更好地发展，比如重力铸造机（见图3）。有水平分型，垂直分型及可倾转90度机型，适合铝合金重力浇铸。采用全液压传动，液压泵，电液压比例阀及其他液压元件采用进口元件。可设置多段、速段以满足浇铸工艺要求。采用人机界面，状态实时显示，菜单输入，工艺参数调整范围广。

图3 重力浇铸设备

在我国铝合金铸造机成套装备以后要有自己发展的方向：（1）要建立更加专业的系统；要充分利用信息处理系统，利用互联网的发展；（2）要不断创新，不断地扩展装备生产力，增加产品应用范围；（3）一定要将产品向着高效、优质、系统方向发展，使产品更加丰富；（4）科研人员要集中精力在设计上实现信息化、智能化。

5 结论

铝合金铸造机根据社会发展和实际产品的情况，需要不断提升铸造机的整体性能。以新型铝合金重力铸造机的性能特点和控制系统、新型铝合金铸造机的结晶器和控制系统为例，浅析新型铝合金铸造机的应用，并提出铝合金铸造机的发展方向，整个过程更需要对铝合金铸造机制造设备的发展提出新的要求，这些对新型铝合金铸造机的发展尤为关键，更是为铝合金产品的发展打下坚实基础。

【1】唐剑，黄平，牟大强，等.铝合金熔铸技术的现状及发展趋势[J].铝加工，2001，24(4)：5-9.

【2】唐剑，刘静安，牟大强，等.铝合金热轧板锭熔铸技术及设备[J].有色金属加工，2006，35(1)：17-21.

【3】陈丽君.7050合金出口厚板表面裂纹的原因分析[J].黑龙江冶金，2005（2）：3-5.

Analysis on Application of New Aluminum Casting Machine

ZHANGBao-cun1,ZHANGRui-zhong2
（1.ShandongHoauAlloyMaterialofChinaAluminumCo.Ltd.,Linyi276017,China; 2.ShandongHoauAlloyMaterialofChinaAluminumCo.Ltd.,Linyi276017,China）

Aluminum alloy material has a very wide range of applications in the world. With the development and application of aluminum alloy casting machine, aluminum alloy casting machine is developed and applied widly. But the function of the equipment is not complete and the efficiency needs to be improved,which requires the developer to focus on the newaluminum alloy castingmachine.This papermainly describes the application of the newaluminum gravity castingmachine and application of key components on aluminum alloy castingmachine, analysis the development of the of the aluminum alloy casting machineinthefuture,andputforwarddevelopmentneedsofnewaluminumalloycastingmachinemanufacturingequipment.

newtypeofaluminumalloy;castingmachine;application

TG23

B

1007-9467（2016）07-0146-02

2016-5-18

张保存（1980～），男，山东菏泽人，助理工程师，从事铝合金铸造生产、设备技术及管理研究，（电子信箱）gangqiang88@163.com。