1、壓力鑄造
壓力鑄造簡稱壓鑄,，在一定壓力作用下使熔體填充型腔，鋁鑄件組織致密,、力學(xué)性能高,、尺寸精密、加工余量小等。根據(jù)壓力高低可大體分為低壓鑄造與高壓鑄造兩類,，后者的模具費(fèi)用較高,，特別適合于汽車鑄造品的大批量生產(chǎn)，效率高,，總的費(fèi)用相當(dāng)?shù)?。目前幾乎全部轎車變速器殼、離合器殼,、水泵殼,、化油器殼、轉(zhuǎn)向機(jī)殼等都為鋁合金壓鑄件,。
壓鑄工藝的主要參數(shù)是壓射力,、比壓、熔體填充速度,、填充時間,、保壓時間、熔體溫度和模具溫度,。由于熔體在高溫,、高速、高壓下填充型腔,，不可避免地會卷入氣體,，所以研發(fā)出了一批新的工藝，如真空壓鑄法,、充氧壓鑄法,、低速充填壓鑄法“精速密”壓鑄法(又稱Acurad法即acurate，rapid,，dense),、低速中壓填充(NDC)鑄造法等，它們都是無孔隙壓鑄新工藝,。因此,，應(yīng)根據(jù)壓鑄件特點(diǎn)科學(xué)地控制工藝參數(shù)，合理地設(shè)計(jì)和制造鑄型(包括澆注系統(tǒng),、溢流排氣系統(tǒng),、鑄型冷卻系統(tǒng)、模具加熱及平衡控制系統(tǒng)),，選用合適的涂料及噴涂技術(shù),。壓鑄時鋁熔體溫度比合金熔點(diǎn)高40℃~100℃；模具溫度和熱平衡是實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)鑄造至關(guān)重要的條件,，對于一般壓鑄件,，以取出壓鑄件鑄型型腔表面溫度為合金熔點(diǎn)的40%左右。
真空壓鑄法抽氣管的真空度為22kN/㎡~27kN/㎡，在0.15,、內(nèi)達(dá)到4kN/㎡的負(fù)壓,。真空壓鑄件品質(zhì)取決于真空度高低，通常壓鑄件經(jīng)T6處理后含氣量在0.1mL/(100gAl)以下,。充氧法生產(chǎn)的壓鑄件的含氣量約0.05mL/(100gAl)，僅為普通壓鑄法的1/10,，而其Al2O3含量約為普通壓鑄件的3倍,，但是以微細(xì)的(1μm)Al2O3粒存在，產(chǎn)品僅有少量的微孔隙,，耐壓性能良好,。
低速充填壓鑄法鋁熔體的澆注速度為1m/s左右，為常規(guī)壓鑄速度的1/20,、1/60,。壓鑄件的壁厚必須大于6mm，形狀也不宜復(fù)雜,。Acarad法的基本原理可歸結(jié)為：控制壓型冷卻,，大截面澆口，慢填充速度,，雙沖頭壓射活塞,。NDC法采用螺旋澆注法，鋁熔體沿壓射壁的螺旋澆道注入,，空氣不易混入熔體中,，填充速度低，時間是傳統(tǒng)壓鑄法的20倍,；由于在加壓下凝固,，組織致密，輔以適當(dāng)熱處理,，可以大大提高鑄件的力學(xué)性能,；可以生產(chǎn)需要砂芯成型的工件，鑄件耐壓,，氣密性好,，日本廣泛采用此法生產(chǎn)轎車空壓機(jī)機(jī)體、摩托車氣缸蓋,、車輪,、排氣21的發(fā)動機(jī)缸體。
2,、金屬型低壓鑄造
這種壓鑄法是介于金屬型鑄造和壓鑄之間的一種工藝,，鋁熔體在壓力作用下沿升液管從設(shè)在底部的一二個澆口填充型腔，并從遠(yuǎn)離澆口的地方開始凝固，逐步向澆口擴(kuò)展,。這種“順序凝固”狀態(tài)同金屬型鑄造完全相同,，不同的是低壓鑄造一般不設(shè)冒口補(bǔ)縮，因而對鑄件形狀和結(jié)構(gòu)有一定的要求,。
低壓鑄造時鋁熔體的利用率比金屬型鑄造的高得多,，可達(dá)85%~90%，而金屬型鑄造僅40%~60%,，且產(chǎn)品的力學(xué)性能較高,，致密性也更好，不過它的廢品率較高,，生產(chǎn)過程也復(fù)雜一些,。
3、科斯沃斯(Cosworth)法
科斯沃斯法是英國科斯沃斯研究發(fā)展公司與GKN聯(lián)合公司于20世紀(jì)70年代中期研發(fā)的,，是一種砂型低壓鑄造工藝,，在汽車與航空器產(chǎn)業(yè)中獲得廣泛應(yīng)用，其典型產(chǎn)品為發(fā)動機(jī)缸體,、缸蓋等,。該法鋁熔體利用率高達(dá)80%一90%，而砂型及金屬型工藝的僅有約55%,，其鑄件廢品率只有2%~4.5%,，而金屬型及-工藝的卻高達(dá)5%~10%，有時甚至更高一些,。
該工藝生產(chǎn)的鑄件尺寸精確穩(wěn)定,，鑄件尺寸在100mm以內(nèi)時，偏差為±0.15mm,，小于300mm時為±0.20mm,，小于800mm時為±0.25mm，類似罐體,、罐蓋等鑄件的加工余量僅為1.5mm~2mm,，可以取消粗加工；鑄件組織致密,、力學(xué)性能高,，氣孔率一般為0.01%~0.001%，而傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的鑄件的可高達(dá)0.1%,，鑄件的伸長率至少比傳統(tǒng)砂型鑄造的高一倍以上,；鑄件內(nèi)部不含雜質(zhì)夾雜，因而鑄件表面品質(zhì)有很大改善,，一般表面粗糙度Ra為(5.3±10.7)μm,。
科斯沃斯工藝的另一主要特點(diǎn)是消除了鋁熔體在輸送與澆注時發(fā)生的紊流,，通常也不需用熔劑進(jìn)行凈化處理，也不需要添加晶粒細(xì)化劑,。為了減少吸入氣體與形成雜質(zhì)夾渣,，在保溫爐上方有保護(hù)氣體通入裝置。
另外,，壓鑄鋁件的熱處理連續(xù)地進(jìn)行,，鑄件掛于推桿式懸鏈的專用掛具上，懸鏈從裝料點(diǎn)輸送到直線型淬火槽和時效爐,，卸下之前先在葉片式拋丸機(jī)內(nèi)進(jìn)行最終拋丸清理,。鑄件的熱處理周期(固溶處理與人工時效)為6h~8h，比傳統(tǒng)砂型鑄件的短2h~4h,。此外，鑄件還有良好的淬透性,，淬火后幾乎不發(fā)生變形,。
為了提高合金的強(qiáng)度性能和可鑄性、降低生產(chǎn)成本,，科斯沃斯研究與發(fā)展公司研制成一種具有性能好的廉價的再生鋁合金—O2合金,，是一種Al-Si(10%~12%)-Cu(3%)系合金。這種共晶型合金有良好的順序凝固性能,，不會因凝固范圍寬發(fā)生樹枝狀晶體間隙補(bǔ)縮困難問題,，即使鑄件內(nèi)有氣孔產(chǎn)生，也不會形成使兩側(cè)面有滲漏通道的相連氣孔,。
科斯沃斯工藝主要用于生產(chǎn)無缺陷,、質(zhì)量輕的高強(qiáng)度鑄件，能夠滿足更為復(fù)雜的氣缸蓋生產(chǎn)的需要?，F(xiàn)代汽車為了提高效率,、降低油耗，發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)在向多氣門方向發(fā)展,，因此,，氣缸蓋鑄件不但更加復(fù)雜，而且對其致密性的要求也越來越高,。砂型低壓鑄造工藝是生產(chǎn)這類鑄件的有效工藝之一,。
4、氣化模鑄造
氣化模鑄造工藝是20世紀(jì)50年代后期出現(xiàn)的一種新鑄造方法,。汽車輕量化所需的一些鋁鑄件如氣缸蓋,、進(jìn)氣管等是用砂芯成型的，但大批生產(chǎn)中制芯和清理都很麻煩,，而采用氣化模鑄造,，既不需要砂芯,，也簡化了清理，因而此法在汽車鑄件生產(chǎn)中獲得廣泛應(yīng)用,。
氣化模鑄造工藝的主要工序是用泡沫聚苯乙烯制成樣模,，通常稱其為泡沫塑料模，將樣模組裝和上涂料之后放入砂中造型,，然后進(jìn)行澆注,。樣模在鋁熔體熱量作用下氣化，所占空間由鋁熔體填充,，冷卻后即獲得與樣模形狀和尺寸相同的鑄件,。
氣化模具以聚苯乙烯為原料加入3%~8%發(fā)泡劑在80℃~100℃下預(yù)發(fā)泡等多道工序制成的。氣化模鑄造工藝與傳統(tǒng)砂型鑄造,、金屬型低壓鑄造和壓力鑄造工藝在理念上有很大不同,，其主要特點(diǎn)是：
(1)不分模，不起模,，不用型芯,，鑄件易清理；
(2)可用無粘結(jié)劑的型砂,，易回收,，處理簡便；
(3)鋁壓鑄件中夾砂及非金屬夾雜物少,，內(nèi)在品質(zhì)高,；
(4)生產(chǎn)工藝簡便，通用性強(qiáng),，可高度機(jī)械化與自動化,，易實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，設(shè)備投資省,，有利于降低生產(chǎn)成本,；
(5)可生產(chǎn)復(fù)雜的零部件，機(jī)械加工量少,，鑄件質(zhì)量可減輕10%~30%,；
(6)操作簡便，不需要高級技術(shù)工人,，對環(huán)境污染少,，生產(chǎn)環(huán)境友好。
5,、低壓鑄造工藝在中國汽車鑄造產(chǎn)品的應(yīng)用
在汽車鋁鑄件生產(chǎn)中,，低壓鑄造工藝獲得了廣泛的應(yīng)用，中國88%以上的車輪是用此法生產(chǎn)的,，用此法鑄造的-零件氣缸體,、氣缸蓋,、曲軸箱、增壓器葉輪等等,。
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