眾所周知，降低能耗，減少環(huán)境污染以及節(jié)約地球有限資源是當(dāng)今人們所面臨的一個(gè)十分重要而緊迫的任務(wù)。在汽車、3C等產(chǎn)品輕量化的總趨勢(shì)推動(dòng)下，可以預(yù)計(jì)，我國(guó)今后10年內(nèi)，有色金屬鑄件市場(chǎng)，尤其是輕金屬鑄件市場(chǎng)，將會(huì)有大幅度的發(fā)展。

各鑄件生產(chǎn)大國(guó)的有色金屬鑄件產(chǎn)量占鑄件總產(chǎn)量的比例都在14～21％之間，其中鋁、鎂合金鑄件占總產(chǎn)量的比例在13～19％之間，最高的意大利分別達(dá)到38％和28％。而我國(guó)大陸地區(qū)有色金屬鑄件僅占7.4％，鋁、鎂合金鑄件占5.7%(以上根據(jù)2000年產(chǎn)量統(tǒng)計(jì))，臺(tái)灣地區(qū)分別占24.7％和20.6％(據(jù)1998年產(chǎn)量統(tǒng)計(jì))。由此可見今后我國(guó)鋁、鎂合金的鑄件市場(chǎng)還是有相當(dāng)大的發(fā)展空間的。我國(guó)政府和行業(yè)協(xié)會(huì)高度重視鑄造業(yè)面臨的發(fā)展機(jī)遇和嚴(yán)重挑戰(zhàn)，并即時(shí)采取了相應(yīng)的對(duì)策。以下就鋁合金鑄造技術(shù)開發(fā)的方向以及我國(guó)鎂合金產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)展作一扼要分析。

1．鋁合金鑄造技術(shù)開發(fā)的方向

鋁合金是輕金屬材料中最常用的材料 ，發(fā)達(dá)國(guó)家現(xiàn)在90％以上的鋁鑄件用于汽車業(yè)，鋁合金鑄件對(duì)促進(jìn)汽車輕量化具有重要的作用。但作為量產(chǎn)化的鋁合金鑄件要滿足輕量化的要求應(yīng)解決的題目還很多。

(1)進(jìn)一步優(yōu)化鑄造工藝和合金材料的開發(fā)

以往按常規(guī)的辦法選擇鑄造工藝和材料時(shí)，首先應(yīng)考慮零部件特性和零件的外形。對(duì)比較薄的帶芯子的復(fù)雜鑄件采用低壓鑄造工藝；殼體類薄壁鑄件采用壓鑄；要求高強(qiáng)度的壁厚的鑄件采用擠壓鑄造方法。但是隨著汽車的高性能化，對(duì)零件要求的性能也進(jìn)步了，往往對(duì)鑄件也要求具有薄壁、外形復(fù)雜、高強(qiáng)度、高質(zhì)量的特性。為了適應(yīng)這種要求，應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)開發(fā)工作。圖1為鋁合金主要鑄造技術(shù)今后開發(fā)的方向。

低壓鑄造工藝擬應(yīng)進(jìn)步復(fù)雜薄壁鑄件的鑄造技術(shù)，以達(dá)到高強(qiáng)度和高生產(chǎn)性要求。一方面應(yīng)用現(xiàn)有的惰性氣體填充和金型抽氣方法來(lái)進(jìn)步鋁液充填能力，同時(shí)可采用計(jì)算機(jī)控制金型水冷系統(tǒng)和金型溫度，以進(jìn)步鑄件質(zhì)量；并可考慮進(jìn)行一模多件的技術(shù)開發(fā)來(lái)進(jìn)步生產(chǎn)性。

對(duì)壓鑄工藝要利用它高的生產(chǎn)性，要求能生產(chǎn)出高質(zhì)量、復(fù)雜化的薄壁鑄件。擬采用真空壓鑄方法防止金屬型腔內(nèi)卷進(jìn)空氣，以獲得可進(jìn)行熱處理的高質(zhì)量鑄件。擬開發(fā)降低充填速度和充填壓力，可使用砂芯的壓鑄技術(shù)，以適應(yīng)部分原來(lái)用低壓鑄造或砂型鑄造方法生產(chǎn)的鑄件向要求高強(qiáng)度、高韌性和生產(chǎn)性好的汽車壓鑄件轉(zhuǎn)移。

對(duì)要求高強(qiáng)度、高韌性或高耐壓性能的厚壁鑄件適于用擠壓工藝，今后其應(yīng)用可看增加。這類零件也適于用半固態(tài)成形方法，其應(yīng)用今后也會(huì)增加。從本錢和質(zhì)量比較各種制造工藝的特點(diǎn)如圖2所示。

為了實(shí)現(xiàn)上述高質(zhì)量鑄件的要求，相應(yīng)的合金熔煉、鑄造工藝及合金材料的開發(fā)也很重要。特別是與特殊壓鑄工藝特點(diǎn)相匹配的壓鑄用新合金的開發(fā)已提到日程。由于采用低速充填、真空壓鑄技術(shù)后，使T6熱處理成為可能。但至今把熱處理因素考慮進(jìn)往的壓鑄用合金還很少?，F(xiàn)常用的兩種壓鑄合金均為Al-Si系近共晶成分，再添加1.5～4.0％Cu，現(xiàn)在直接將它進(jìn)行熱處理的情況是很多的。應(yīng)當(dāng)說(shuō)今后在開發(fā)與各種壓鑄工藝相匹配的新合金的潛力還是不小的。可看通過(guò)熱處理的手段，大幅度進(jìn)步材質(zhì)特性和鑄件可靠性，從而使壓鑄件拓展到至今難以適用的市場(chǎng)往。

應(yīng)當(dāng)指出，為適應(yīng)對(duì)鑄件嚴(yán)格的要求，各生產(chǎn)企業(yè)從鑄造工藝和生產(chǎn)技術(shù)上加以改進(jìn)無(wú)疑是完全必要的，但它們均有各自的限度。最近的動(dòng)向是進(jìn)步鋁液質(zhì)量的題目倍受人們關(guān)注。為進(jìn)步熔體質(zhì)量?jī)艋X液尤為重要，應(yīng)盡量減少鋁液吸氫量和夾雜物。一般說(shuō)，決定鑄件質(zhì)量最重要的因素是鋁液的質(zhì)量，即使后續(xù)的鑄造各個(gè)環(huán)節(jié)多么出色，鋁液質(zhì)量若不好，就不能有好的鑄件。影響鋁液質(zhì)量的主要因素是：主成分、微量成分、含氣量、夾雜物、溫度。要進(jìn)步鋁液質(zhì)量首先要從原材料進(jìn)廠抓起，在熔化和鋁液處理、澆注、爐前檢查全過(guò)程中加強(qiáng)治理，再配以先進(jìn)的硬件，來(lái)保證工藝的有效實(shí)施。 

(2)降低制造本錢

生產(chǎn)鋁合金鑄件制造本錢是個(gè)大題目，往往很多情況下終極用戶是否采用，買賣能否做成，是根據(jù)制造本錢來(lái)判定的。由于所用的鋁合金材料費(fèi)和模型及工裝費(fèi)昂貴，導(dǎo)致零件制造本錢上升。降低鑄造廢品，使用便宜適用的材料可降低制造本錢，同時(shí)還應(yīng)進(jìn)行技術(shù)開發(fā)，把其它方面的制造本錢降下來(lái)。例如，低壓鑄造可采用水冷金型縮短鑄造周期，使用一模多件技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)等以進(jìn)步生產(chǎn)率，延長(zhǎng)模具壽命使本錢降低。又如在設(shè)計(jì)方面，從砂型或低壓鑄造變?yōu)楦鼮檫m于制造本錢較低的壓鑄件的零件外形，進(jìn)行由于一體化減少了零件數(shù)的生產(chǎn)設(shè)計(jì)。

(3)縮短產(chǎn)品開發(fā)周期

為了更好滿足用戶的需求和削減開發(fā)本錢，應(yīng)縮短開發(fā)時(shí)間，為了在短時(shí)間內(nèi)經(jīng)濟(jì)地設(shè)計(jì)和生產(chǎn)薄壁，復(fù)雜的高質(zhì)量鑄件，需要高水平的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)技術(shù)。有時(shí)在經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上試制高質(zhì)量的鑄件因有失誤，花往了時(shí)間，本錢也隨之增加。為此可采用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，對(duì)多種工藝方案先在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行研究，以縮短開發(fā)時(shí)間，這也是一項(xiàng)極為重要的工作。

(4)回收再生技術(shù)

根據(jù)美國(guó)鋁業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，目前全世界鋁的回收率約85%，有60%的汽車用鋁來(lái)自回收的廢物，預(yù)計(jì)到2010年將上升到90%。生產(chǎn)1噸新的鋁錠要消耗能量5090kcal(即1.7萬(wàn)度電)，而再生鋁錠每噸消耗能量131萬(wàn)Kcal，只有新鋁錠的2.6%。同時(shí)回收再生鋁錠生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生CO2量比生產(chǎn)新鋁錠大幅度減少，所以從節(jié)能，省資源，環(huán)保諸方面看，鋁的回收再生是時(shí)代的要求。我國(guó)金屬再生行業(yè)還比較落后，近年來(lái)隨著汽車鋁合金鑄造業(yè)的發(fā)展，以及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇已相繼建立起現(xiàn)代化的二次鋁錠的生產(chǎn)基地，引進(jìn)了一批先進(jìn)的設(shè)備。今后的課題是：開發(fā)從復(fù)合材料和異種材料組合的廢物中能有效的把鋁分離的技術(shù)；建立廣范圍的分散、廢棄鋁料的經(jīng)濟(jì)回收的社會(huì)體系；根據(jù)新錠料和廢物的相對(duì)比價(jià)以及與匯率等關(guān)系，即時(shí)把握市場(chǎng)的動(dòng)向。

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