2014年NADCA技術進步研發大綱

廣州市鑫煜鑄造設備材料制造有限公司 董事長

蘇州壓鑄技術協會                   副理事長   修毓平

北美壓鑄協會（NADCA）            會員

按照慣例，2014年NADCA 研究發展戰略的路線圖于2013年的7月面世了。十分敬佩他們多年來對壓鑄技術進步的執著追求和不懈努力。每年介紹他們的研究計劃，也是學習、借鑒和發展自己的契機，知差距而后勇，希望對國內壓鑄同行有所開悟和啟迪。

2014年NADCA研究與發展戰略規劃包括13個項目，共計投入450萬美元。雖然因為處在經濟衰退期尚未恢復，研究項目與往年相比有所減少，但項目本身體現了某些全新的概念和很強的技術針對性。主要戰略領域和市場集中在材料技術，制造技術的發展，環保技術，工業衛生和盈利能力。450萬美元研究經費系從外部融資獲得，主要來自美國國防部（DOD），以及美國金屬鑄造聯盟（AMC），美國農業部，能源部（DOE），鑄造金屬聯盟（CMC），國家添加劑制造創新研究所（NAMII）和NADCA本身。

 13個具體項目如下：

 鑄造材料方面 

 139  薄壁鋅合金（美國能源部項目）

      研究目標：開發厚度0.3mm甚至更薄的鋅合金壓鑄件。設計金屬的化學成分，澆口及澆道系統，同時關注加工時的熱傳導特性。

 181  薄壁鋁，鎂合金（DLAR＆D CSR項目）

      研究目標：開發具有比A380鋁合金和AZ91鎂合金流動性更好的鋁，鎂合金。且要求便于壓鑄和回收。此外，模具設計和工藝路線被限定于生產極薄的鑄件。

 182  半固態SSM 206合金（DLAR＆D CSR項目）

      研究目標：研發針對高強度合金如206和201的SSM穩健可靠的工藝參數，并對這種合金擠壓鑄造的可行性進行評估。評定上述合金成分對熱裂傾向的影響，以及工藝參數的變化如模具溫度，澆口速度和壓力對熱裂傾向的影響。

 183   標準和過渡（DLAR＆D CSR項目）

      研究目標：建立統一的公司專用鑄造鋁合金，其性能優勢高于目前全行業現用的鑄造合金標準，確定性能優勢，并將化學成分和性能添加到NADCA產品規格標準中。尋求在鋁業協會的合金系列中注冊。

 184   380壓鑄件T5熱處理的相組織特征（NADCA資助項目）

      研究目標：研究熱處理條件對用低含鐵的380合金生產的普通壓鑄件的機械性能的影響，確定較高的鎂含量（最多1％Mg）對T5熱處理的影響，同時確定壓射時間和溫度對T5熱處理的影響。

 模具材料及模具表面工程 

 168   硬度46-48 HRC的模具材料性能（NADCA資助項目）

       研究目標：對中高檔的具有較高硬度的H13經熱處理后的材料進行沖擊強度和熱疲勞數據的測定，并與H13熱處理后的標準硬度范圍的數據進行比較。

176   備選商用涂覆材料的評價（NADCA資助項目）

       研究目標：評估模具材料的焊合（粘模）性能，采用快速高頻超聲振動的測試方法選擇商用涂層材料。各種已知易出現焊合和不易出現焊合的鋁合金都將納入評估范圍。

 186   低冷卻速率對高級模具鋼沖擊韌性的影響（NADCA資助項目）

       研究目標：深入了解低冷卻速率下對各種鋼材淬硬工藝對韌性的影響。在3種冷卻速率（20ºF/min,40ºF/min,60ºF/min）和硬度分別為44-66HRC和48-50HRC的條件下，對7種優質已淬火鋼比較其沖擊韌性。

 190   模具修復加工工藝的判定（NAMII項目）

       研究目標：開發，評估和判定模具修復采用一些附加的加工工藝如3D打印，冷噴涂，激光熔覆，電子束，透鏡和焊接等的實效性。以便收集成冊將使用的方法提供給業界和發展教育與培訓。

計算機建模和輔助設計

 178   模具噴涂過程的散熱模型（NADCA資助項目）

       研究目標：開發一個模具噴涂過程的散熱近似模型。該模型以首次噴涂為基礎，并與已知的經驗數據相一致。第一的原則和基礎上，通過噴霧熱去除與。  該模型旨在提供有效的信息和減少模具噴涂量。具體要解決的問題是：1）噴涂參數對熱流的作用; 2）噴涂參數與操作工藝參數的關系; 3）傳熱系數；4）噴涂過程的參數優化。

 工藝技術

 138   透鏡（LENS）（美國能源部項目）

       研究目標：研發快速換模的激光工程近凈成型工藝，可更快散熱的雙金屬模具加工，以及更有效控制模具熱分布的均勻冷卻線。置于H-13鋼和雙金屬（H-13鍍銅）的透鏡也被評估。

 175   實現無飛邊壓鑄（NADCA資助項目）

       研究目標：在可控狀態下對采用模具型腔溢流來快速降低射入流股的動能和流速以達到消除飛邊的概念，假設和實際成效進行評估。內容包括對實驗模具的設計和制造（或修改），使之可以在型腔內安放壓力傳感器，并易于在型腔周邊重構溢流槽。

179   無潤滑壓鑄（DLAR＆D CSR項目）

       研究目標：開發永久性或半永久性模具涂層，該涂層與鋁，鎂，鋅合金液不潤濕，不粘合，具有自潤滑性，故可以減少生產周期時間和工藝成本，同時提高產品質量。相應地要研發適應此過程的模具設計和工藝過程建模方法，需要考慮到消除模具噴涂將對模具冷卻問題帶來的影響。

近年來，北美壓鑄協會推出的研發項目總是令人耳目一新，他們在引領全球壓鑄技術發展的潮流。圍繞上述新的研究項目，一些新的思路和技術指向同樣值得我們參考與借鑒?，F一并分類介紹如下：

 鑄造材料： 

 •探求錳對抗焊合的作用 

 •開發具有高塑性的鋁合金結構材料 

 •開發耐高溫鋁合金 

 •開發鎂合金結構材料 

 *研討鑄件缺陷對性能的影響以及ASTM E505的替代材料 

 •生物材料的壓鑄 

 模具材料及模具表面工程： 

 •焊接對熱疲勞的影響 

 •可任意使用的型芯 

 •可消除熱裂紋的Anviloy模具 

 •結構密度對加工的影響，是利還是弊？ 

 •高溫合金鑄造用模具材料 

 •用于改進模具的局部熔融工藝（激光釉化，摩擦攪拌） 

 •無潤滑壓鑄用犧牲保護型氧化物 

 計算機建模： 

 •壓射力預測 

 •鑄件整體幾何特征建模 

 •鑄件結構建模 

 工藝技術：

 •無水/粉體用于模具潤滑的評定 

 •結構鑄件的加工要求 

 •熱室壓鑄用鋁 

 •鋼，鈦和鎳合金的壓鑄 

 •第二代冷卻技術（不包括鉆孔） 

 •結構鑄件的接合技術 

 •無孔隙的鑄件---冷卻速度的影響和無瑕疵預測—組織結構形貌

 •室溫壓鑄 

                                            2013年7月31日于TORONTO