摘要

  铝合金铸造作为现代制造业的关键技术之一，凭借其材料性能优势与工艺多样性，在汽车、航空航天、能源装备等领域占据核心地位。本文系统梳理了铝合金铸造技术的分类体系，重点解析了各类工艺的技术特征、应用场景及质量控制要点，并结合行业发展趋势提出优化建议。

  一、铝合金铸造技术体系

  铝合金铸造技术已形成多维度工艺矩阵，涵盖重力铸造、压力铸造、特种铸造三大技术族群。重力铸造技术以砂型铸造为代表，通过砂型模具实现金属液自然充型，适用于发动机缸体等复杂结构件生产;压力铸造技术则包含高压铸造、低压铸造等分支，其中低压铸造以0.02-0.06MPa压力实现定向充型，在汽车轮毂等大尺寸薄壁件制造中展现出显著优势。

  特种铸造技术呈现专业化发展态势：熔模铸造通过蜡模-型壳工艺实现精密铸造，典型产品包括涡轮发动机叶片;离心铸造利用旋转离心力完成金属液充型，特别适用于内燃机缸套等管状构件制造;挤压铸造则通过高压凝固消除内部缺陷，在航空航天关键承力件生产中发挥不可替代作用。

  二、典型铸造工艺技术解析

  1.重力铸造技术

  砂型铸造采用石英砂为造型材料，需严格控制型砂透气性、湿强度等参数。以汽车发动机缸体生产为例，采用CO2硬化水玻璃砂工艺，通过优化浇注系统设计，使铸件气孔缺陷率降低至0.3%以下。金属型铸造则利用金属模具实现快速冷却，适用于气缸盖等高精度零件生产，其铸件尺寸精度可达CT7级。

  2.压力铸造技术

  高压铸造通过60-120MPa压力实现金属液高速充型，典型工艺参数为：压射速度3-5m/s，增压压力80-100MPa。低压铸造采用底注式充型方式，在汽车轮毂生产中实现金属利用率95%以上，较传统重力铸造减少加工余量30%。

  3.特种铸造技术

  熔模铸造采用硅溶胶-刚玉型壳体系，通过优化焙烧工艺使型壳强度达到25MPa以上。离心铸造通过调整铸型转速(800-1500r/min)控制金属液充型状态，在管状铸件生产中实现壁厚均匀性±0.5mm。挤压铸造采用300-500MPa压力进行保压凝固，典型工艺参数为：保压时间15-30s，有效消除缩孔缺陷。

  三、铝合金铸造质量控制

  材料控制方面，需建立熔体氢含量检测体系，要求含氢量≤0.2cm³/100g。采用C2Cl6精炼剂进行除气处理，配合在线除气装置使熔体纯净度提升40%。工艺参数控制需建立数字化模型，通过CAE模拟优化浇注系统，使充型时间缩短20%。

  缺陷控制方面，气孔缺陷需通过真空压铸技术将型腔压力降至10kPa以下;夹杂物缺陷采用多级过滤系统，实现夹杂物尺寸≤50μm;热裂缺陷通过优化模具温度场，使铸件冷却速率梯度控制在5℃/s以内。

  四、行业应用与发展趋势

  在汽车领域，低压铸造铝合金轮毂已实现单件减重30%，配合T6热处理使屈服强度达到280MPa以上。航空航天领域采用挤压铸造技术生产的发动机机匣，其疲劳寿命较传统锻件提升2倍。能源装备领域，离心铸造技术生产的核电蒸发器传热管，内表面粗糙度Ra≤0.8μm。

  未来技术发展呈现三大趋势：数字化铸造技术通过AI算法实现工艺参数自适应调整;绿色铸造技术采用新型粘结剂降低VOCs排放;复合铸造技术通过双金属复合工艺提升部件综合性能。

  五、结论

  铝合金铸造技术已形成完整的工艺体系与质量控制标准，在高端装备制造中发挥关键作用。未来需持续推进工艺创新，重点突破数字化铸造、绿色铸造等关键技术，推动铝合金铸造产业向智能化、绿色化方向转型升级。