细密铸造成形手艺(净成形)是指零件铸造成形后，只需少量加工或不再加工即切合零件要求的成形手艺。细密铸造成形手艺是先进制造手艺的主要组成部分，也是汽车、矿山、能源、修建、航空、航天、武器等行业中应用普遍的零件制造工艺。细密铸造成形手艺不但节约质料、能源，镌汰加工工序和装备，并且显著提高生产率和产品质量，降低生产本钱，从而提高产品的市场竞争能力。

经由30多年的生长，细密铸造成形手艺获得了飞速生长，取得了众多的研究效果。文中从工艺要领、装备、模具、成形历程模拟和工艺优化等5个方面，总结近年来细密铸造成形手艺的生长状态，并对细密铸造成形手艺未来的生长偏向举行了展望。

1、细密铸造工艺要领

现在已应用于生产的细密铸造工艺许多。按成形温度差别可以分为热精锻、冷精锻、温精锻、复合精锻、等温精锻等。

1.1热精锻工艺

铸造温度在再结晶温度之上的细密铸造工艺称为热精锻。热精锻质料变形抗力低、塑性好，容易成形较量重大的工件，可是因强烈氧化作用，工件外貌质量和尺寸精度较低。热精锻常用的工艺要领为闭式模锻，由于下料禁绝，模具设计、制造精度不敷等缘故原由，闭式模锻最后合模阶段变形抗力很大，对装备和模具造成较大的损害。

解决该问题常用的要领是分流降压原理，即在关闭型腔最后充满的地方设置形状与尺寸巨细合理的分流降压腔孔。当型腔完全充满后坯料的多余金属从分流腔孔挤出，这样既解决了坯料体积与型腔体积不可严酷相等的矛盾，同时又降低了型腔的内部压力，有利于提高模具寿命。

早在20世纪50年月，由于缺乏足够的齿轮加工机床，德国人最先用闭式热模锻的要领试制直齿锥齿轮。热精锻齿轮手艺的开发应用在我国起步于20世纪70年月初期，成熟于20世纪80年月中后期。

1.2冷精锻工艺

冷精锻是在室温下举行的细密铸造工艺。冷精锻工艺具有如下特点：工件形状和尺寸较易控制，阻止高温带来的误差；工件强度和精度高，外貌质量好。冷锻成形历程中，工件塑性差、变形抗力大，对模具和装备要求高，并且很难成形结构重大的零件。为战胜冷精锻成形工艺变形抗力大、填充效果差的问题，相继开发了一些新的工艺要领，主要包括闭塞铸造、浮动凹模铸造、预制分流铸造等。

闭塞铸造是在关闭凹模内通过1个或2个冲头，单向或对向挤压金属一次成形。闭塞铸造加工手艺中所使用的上、下模具都是组合件，划分由上凹模、上冲头、下凹模、下冲头组成。在铸造成形历程中，先将上、下凹模闭合，形成关闭模腔，同时对其施加足够的压力，然后用上、下冲头对模膛内的坯料举行挤压成形(如图1所示)。在铸造历程中坯料处于强烈的三向压应力状态，塑性好，可以一次成形重大形状的零件，生产效率高，并且金属流线沿锻件形状一连漫衍，锻件的力学性能好。

浮动凹模铸造手艺中的凹模不是牢靠的，会随着铸造历程举行爆发浮动。这种设计降低了凹模与金属变形体间的相对速率，减小了接触面上摩擦力的影响，锻件充填性能获得较大提高，变形抗力大大下降。

分流铸造法通过在锻件某一位置设置溢流口，使质料在充填型腔的历程中始终有自由流动的余地，从而提高型腔填充性，降低变形阻力和加工载荷。为了改善直齿圆柱齿轮细密铸造的充型情形，张清萍等提出了预制分流孔一分流铸造的工艺要领。该工艺要领预锻时上模与下模带有凸台，在坯料两头中心部分铸造出分流区；在终锻时，中心分流区起到分流质料的作用，改善了质料的流动状态，从而降低成形载荷，改善坯料充填性。

近年来，冷锻工艺在海内获得一定的生长，蒂科智能装备有限公司引进先进的铸造机和模具加工装备，是中国现在冷锻装备条件前线的企业。年产汽车、摩托车种种细密冷、温锻件总产量达4000t。一些典范的高难度冷锻件如轿车等速万向节外衣、星形套、变速箱传动轴等，在该厂均已实现批量生产。

1.3温精锻工艺

温精锻是在再结晶温度之下某个适合的温度下举行的细密铸造工艺。温锻细密成形手艺既突破冷锻成形中变形抗力大、零件形状不可太重大、需增添中心热处置惩罚和外貌处置惩罚工步的局限性，又战胜了热锻中因强烈氧化作用而降低外貌质量和尺寸精度的问题。它同时具有冷锻和热锻的优点，战胜了二者的弱点。可是温精锻工艺铸造温度低、铸造温度规模狭窄且对其铸造规模要求较为严酷，需要高精度专门的装备，并且对模具结构和模具质料有较高的要求。

1.4复合精锻工艺

随着精锻工件的日趋重大以及精度要求提高，纯粹的冷、温、热锻工艺已不可知足要求。复合精锻工艺将冷、温、热锻工艺举行组合配合完成一个工件的铸造，能施展冷、温、热锻的优点，摒弃冷、温、热锻的弱点。表1为接纳3种差别的工艺要领生产的直齿锥齿轮的手艺性能较量，从表中可以可以看出，复合精锻工艺生产的工件其机械性能、尺寸精度、外貌粗糙度与其它2个工艺相比，都有所提高[]。因此，复合精锻工艺是现在精锻工艺生长的一个主要偏向。

1.5等温精锻工艺

等温精锻是指坯料在趋于恒定的温度下模锻成形。为了包管恒温成形的条件，模具也必需加热到与坯料相同的温度。等温模锻常用于航空航天工业中的钛合金、铝合金、镁合金等难变形质料的细密成形，近年来也用于汽车和机械工业有色金属的细密成形。

等温铸造主要应用于铸造温度较窄的金属质料，尤其是对变形温度很是敏感的钛合金。等温铸造的零件一样平常具有薄的腹板、高筋和薄壁，此类零件坯料热量很快被模具吸收，温度迅速下降，接纳通俗铸造要领，不但需大幅度提高装备的吨位，并且也易造成模具的开裂。

1.6细密铸造工艺的生长趋势

随着制造业的生长，对精锻成形零件的要求越来越高，也对细密铸造工艺的研究和生长提出了更高的要求，现在细密铸造工艺研究的主要偏向有以下几方面。

1)一连一直的工艺刷新。为了知足成形零件的要求，降低生产本钱，需要一直的开发成形精度高、模具寿命长、生产效率高的细密铸造成形新工艺。

2)复合工艺的开发。随着成形零件工艺要求的一直提高，简单的细密铸造很难知足要求，这就需要开发复合成形工艺，将差别温度或差别工艺要领的铸造工艺团结起来，取长补短配合完成一个零件的加工制造。也可以将细密铸造工艺与其它细密成形工艺如细密铸造、细密焊接等工艺举行组合，提高细密成形工艺的应用规模和加工能力。

3)基于知识的工艺设计。随着细密铸造工艺的一直生长，工艺设计日趋重大，为了提高工艺设计的可靠性和高效性，开发基于知识的专家系统是未来细密铸造工艺设计的主要研究偏向。