1．概述  

精密零件加工鋁合金件金屬型鑄造方法由于其生產(chǎn)率高、勞動環(huán)境清潔、鑄件表面光潔和內(nèi)部組織致密等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用。尤其是汽車發(fā)動機部件，日、美、英、德和意等工業(yè)發(fā)達國家很多采用金屬型重力澆注方法生產(chǎn)汽車發(fā)動機鋁缸體、鋁缸蓋和鋁活塞。近幾年，我國許多廠家也引進先進金屬型設(shè)備或自制設(shè)備生產(chǎn)汽車發(fā)動機缸蓋、進氣管和活塞等鋁鑄件。金屬型鑄鋁技術(shù)也廣泛應(yīng)用于航空、航天、高壓電器、電力機械以及儀器儀表等行業(yè)。東莞數(shù)控加工廠鋁合金件金屬型鑄造與其他一些鑄造方法（壓鑄、低壓鑄造和砂型鑄造等）相比主要具有如下幾方面的優(yōu)勢：

1）幾何尺寸和金相組織等綜合質(zhì)量好。  

2）較低壓及高壓鑄造工藝靈活，可生產(chǎn)較復(fù)雜鑄件。  

3）更有利于大批量生產(chǎn)，實現(xiàn)高度自動化和簡化維修；在同等生產(chǎn)規(guī)模下，與高、低壓鑄造相比，鑄造設(shè)備和金屬型等工裝的一次性投資更低。

2．鋁合金件金屬型鑄造工藝技術(shù)  

（1）東莞數(shù)控加工廠鋁合金件金屬型鑄造工藝設(shè)計： 金屬型鑄造工藝設(shè)計關(guān)鍵是鑄件澆注位置的確定、澆冒系統(tǒng)的設(shè)計和模具工作溫度的控制和調(diào)節(jié)。

l）鑄件澆注位置：它直接關(guān)系到金屬型型芯和分型面的數(shù)量、金屬液導(dǎo)入位置、排氣的通暢程度以及金屬型結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等，從而決定金屬型加工和操作的難易程度以及鑄件冷卻溫度分布，進而影響鑄件的生產(chǎn)效率，尺寸精度等內(nèi)、外質(zhì)量。因此，鑄件澆注位置是鑄造工藝設(shè)計首先考慮的重要環(huán)節(jié)。

2）澆冒系統(tǒng)：鑄件澆冒系統(tǒng)設(shè)計決定鑄件內(nèi)、外質(zhì)量。澆冒系統(tǒng)應(yīng)具有撇渣、排氣和補縮功能，同時應(yīng)保證鑄件合理的凝固、冷卻溫度場。正確、合理的澆冒系統(tǒng)除憑經(jīng)驗估算外，附算機數(shù)值模擬可直觀地預(yù)測鑄件凝固過程溫度場，顯示鑄件可能產(chǎn)生縮松（孔）的危險部位，精密零件加工從而指導(dǎo)工藝設(shè)計，并通過調(diào)整澆冒系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和尺寸、金屬型結(jié)構(gòu)、控制冷卻速度或調(diào)整涂料層厚度等手段調(diào)節(jié)溫度場、消除鑄造缺陷，如采用底注式澆注的汽車發(fā)動機鋁缸蓋的毛坯，盡管采取在上部設(shè)置幾乎超過鑄件重量的大冒口和底部強制通水冷卻的工藝措施也難以調(diào)整合理的順序凝固的溫度場，難以消除底部內(nèi)澆口周圍過熱而造成的縮松缺陷。某廠引進法國Sifa公司鋁合金金屬型鑄造機正是采用這種澆冒系統(tǒng)，生產(chǎn)工藝不穩(wěn)定。百分之百的缸蓋需浸滲，對于縮松嚴重的缸蓋即使浸滲也滿足不了耐壓要求；而從冒口直接注入鋁液，鋁液經(jīng)過陶瓷過濾器凈化后進人型腔，保證了鑄件合理的冷卻梯度，即自下而上的順序凝固方式，消除了縮松缺陷，缸蓋成品率顯著提高。英國Foseco公司曾對兩種澆注方法做過詳細的研究和對比試驗工件，并稱后者為DYPUR法。該法使型簡化、緊湊，節(jié)省鋁液，鑄件成品率高。采用該法即使由于鋁液有較高落差造成的少量夾雜缺陷，對鑄件的力學(xué)性能和氣密性影響也不大。當(dāng)然，澆冒系統(tǒng)的開設(shè)位置、結(jié)構(gòu)和尺寸大小除考慮鑄件凝固溫度場外，還需兼顧型復(fù)雜程度，金屬液充型是否平穩(wěn)，是否具有撇渣和排氣等功能。

3）精密零件加工金屬型工作溫度:同樣，金屬型工作溫度和各部分的溫差對鑄件的冷卻溫度場有著重要的作用。對金屬型局部過熱區(qū)域強制水冷和風(fēng)冷是為了保證該區(qū)域保持正常的工作溫度，提高生產(chǎn)效率，同時消除過熱，保證正常的冷卻溫度場。金屬型工作溫度控制比較先進和有效手段是控制冷卻水出口溫度，出口溫度靠冷卻循環(huán)水循環(huán)速度調(diào)節(jié)。如意大利Fata公司和法國Sifa公司設(shè)計制造的金屬型都有先進的水、風(fēng)冷卻裝置。此外，對于局部厚大熱節(jié)部位還可鑲嵌熱導(dǎo)率高或蓄熱量大的金屬嵌塊或調(diào)節(jié)涂料層厚度和涂料種類以保證鑄件形成合理的冷卻溫度梯度，消除局部縮松（孔）缺陷。