在一體化壓鑄工藝研究發(fā)展下，對一體化壓鑄質(zhì)量保證技術(shù)研究也不斷發(fā)展。材料、工藝和設(shè)計(jì)等方面的技術(shù)研究推進(jìn)一體化壓鑄加快發(fā)展。本文從一體化壓鑄需求的新型鋁合金材料、工藝參數(shù)控制、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等，提出了三個(gè)方面研究進(jìn)展，可以為一體化壓鑄技術(shù)研究提供參考。

01  一體化壓鑄成型技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

近20家主機(jī)廠采用，一體化壓鑄大熱

隨著汽車輕量化發(fā)展，車身一體化成型將引領(lǐng)車身制造全新革命。特斯拉作為一體化壓鑄行業(yè)技術(shù)引領(lǐng)者，其壓鑄生產(chǎn)主要是Model Y 后車身一體化壓鑄件。相較于傳統(tǒng)汽車零部件壓鑄，主要區(qū)別是使用大噸位壓鑄機(jī)，將原來幾十個(gè)零部件整合為同一個(gè)鋁合金材料的大型件壓鑄。未來隨著壓鑄工藝的發(fā)展，其他車身結(jié)構(gòu)件也將逐漸采用一體化壓鑄生產(chǎn)。

1）高壓壓鑄工藝優(yōu)化

目前一體化壓鑄技術(shù)主要來源于高壓壓鑄技術(shù)，在高壓壓鑄的基礎(chǔ)上采用真空輔助，以解決高壓壓鑄中由于高速高壓引起的卷氣和大孔隙等問題。隨著一體化壓鑄的不斷實(shí)踐，對于壓鑄工藝的完善優(yōu)化也在不斷地進(jìn)行，壓鑄過程中工藝、熱力學(xué)參數(shù)和動力學(xué)參數(shù)等的設(shè)置可以直接影響壓鑄成型結(jié)果，合理地設(shè)置這些參數(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)化壓鑄結(jié)果，有效控制壓鑄件成型質(zhì)量。

2）高性能鋁合金材料探索

目前免熱處理鋁合金材料研發(fā)在國內(nèi)外掀起熱潮，其壓鑄后不需熱處理即可滿足車身性能。鑒于對鋁合金材料性能方面的要求，各廠商也正研發(fā)具有更高性能的鋁合金材料。

3）壓鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化

壓鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要針對新能源汽車關(guān)鍵零部件，如一體化汽車減震塔零件優(yōu)化設(shè)計(jì)。壓鑄件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和壓鑄方案的設(shè)計(jì)能夠影響壓鑄件的成型質(zhì)量，而一體化壓鑄對于壓鑄件的質(zhì)量要求較高。特斯拉開發(fā)的汽車后車身一體化底板壓鑄結(jié)構(gòu)件包含了整車左右側(cè)的后輪罩內(nèi)板、后縱梁、底板連接板、梁內(nèi)加強(qiáng)板等零件，通過壓鑄件結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)及壓鑄方案的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)對壓鑄件質(zhì)量的控制勢在必行。

02  新能源汽車一體化壓鑄成型技術(shù)研究進(jìn)展

1）免熱處理鋁合金材料研究現(xiàn)狀

與其他金屬相比，鋁合金作為輕質(zhì)合金滿足了汽車輕量化的需求，密度較低，強(qiáng)度較高。作為壓鑄材料，鋁合金線收縮小，填充性能好，在惡劣環(huán)境下工作，其力學(xué)性能依然能夠滿足多方面需求。鋁合金具有良好導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性和切削性，因此對新型高性能鋁合金材料的研究一直是一體化壓鑄研究中的重點(diǎn)。

傳統(tǒng)的鋁合金壓鑄生產(chǎn)中，無法保證鋁合金壓鑄件的機(jī)械性能，為保障壓鑄后汽車零部件的機(jī)械性能，一般會對零部件進(jìn)行熱處理以滿足性能需求。然而，經(jīng)過熱處理工藝的汽車零部件，容易發(fā)生尺寸變形及表面缺陷。

一體化壓鑄件一般由十幾個(gè)到數(shù)十個(gè)零部件集成為一兩個(gè)大型零部件，其投影面積較大，成形后熱處理同樣也會存在尺寸變形及表面缺陷問題。雖然通過矯正工藝可以改善一定尺寸精度，但容易導(dǎo)致廢品率增加，成本急劇上升。因此，免熱處理鋁合金材料成為一體化壓鑄的重要技術(shù)壁壘。

一體化壓鑄的零部件主要使用鋁合金材料，因此對鋁合金材料成型性能、機(jī)械性能等要求較高，具有更高性能的鋁合金材料的探索不斷持續(xù)發(fā)展。國際上，特斯拉、美國美鋁、德國萊茵菲爾德等均有免熱處理鋁合金開發(fā)計(jì)劃，國內(nèi)立中集團(tuán)、帥翼馳集團(tuán)、華人運(yùn)通與上海交大等均積極研發(fā)高性能免熱處理鋁合金材料。

2）一體化壓鑄工藝優(yōu)化

一體化壓鑄技術(shù)來源于高壓壓鑄，高壓鑄造因效率高、零件壁厚小等特點(diǎn)，在汽車車身中的運(yùn)用較多。然而，高壓壓鑄過程中充型速度較高，經(jīng)常會引起壓室及型腔內(nèi)存在的氣體未能完全排出到外部環(huán)境中，金屬液中會摻雜進(jìn)氣體，造成內(nèi)部氣孔或鑄件缺陷，使得鑄件質(zhì)量下降，其力學(xué)性能也一定程度降低。為減少鑄件中氣孔等缺陷形成，真空度、柱塞速度、合金澆注溫度、模具溫度等真空輔助高壓壓鑄的工藝參數(shù)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)是一體化壓鑄中關(guān)鍵技術(shù)。

隨著絕對壓力的降低，平均孔隙率和孔徑降低，拉伸強(qiáng)度和伸長率顯著提高。壓鑄件機(jī)械性能可通過提高真空度來進(jìn)一步提高。壓鑄金屬孔隙形成的動力學(xué)分析及絕對壓力對孔隙率的影響，傳統(tǒng)HPDC 壓鑄中速噴射下氣體的截留引起了氣體孔隙率的產(chǎn)生，孔隙率會降低鑄件質(zhì)量。真空壓鑄會在一定程度上阻礙分離流的產(chǎn)生，使得在鑄造過程中難以產(chǎn)生渦流。由于流場的作用，只能在很小的范圍內(nèi)流動并且不能擴(kuò)散出去的氣體將會減少。凝固前金屬液中摻雜的空氣量降低，鑄件的孔隙率也會同樣降低。在不同真空度下HPDC 工藝生產(chǎn)的AlSi12Fe 合金壓鑄件，結(jié)果表明，隨著真空度增加，AlSi12Fe 鑄件中的殘余氣體含量降低，在真空度增加的情況下，鑄件孔隙率有了明顯的降低，而屈服強(qiáng)度也有了明顯的增大。表明在高真空度下增加真空度對極限抗拉強(qiáng)度沒有顯著影響。

真空輔助對高壓壓鑄鑄件質(zhì)量的影響，壓鑄機(jī)模腔內(nèi)負(fù)（相對）壓值的變化對壓力鑄件表面質(zhì)量的影響。選擇的參數(shù)為注入第二階段的柱塞速度、合金的澆注溫度、模具溫度等。通過比較隨機(jī)選擇的鑄件進(jìn)行表面粗糙度測量，評估鑄件的質(zhì)量。結(jié)果表明，正確選擇壓力壓鑄機(jī)的工作參數(shù)、金屬和模具的適當(dāng)溫度，以及模具中附加的負(fù)壓可以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的鑄件。

真空系統(tǒng)對ADC-12 鋁合金材料產(chǎn)品缺陷和微結(jié)構(gòu)影響。觀察孔隙率、捕獲氣壓、熱點(diǎn)水平、維氏硬度水平等參數(shù)，開展XRD 分析和光學(xué)顯微鏡（LOM）顯微結(jié)構(gòu)分析。真空系統(tǒng)在孔隙率和產(chǎn)品產(chǎn)率方面優(yōu)于溢出系統(tǒng)，受到真空度和熱點(diǎn)水平的影響。具有真空系統(tǒng)的產(chǎn)品的硬度水平優(yōu)于溢出系統(tǒng)，位錯(cuò)密度增加，晶格應(yīng)變增加，產(chǎn)品的晶體尺寸水平減小。真空輔助HPDC提高了合金拉伸性能的可重復(fù)性。經(jīng)過數(shù)據(jù)和偏差分析驗(yàn)證，真空輔助HPDC 在澆注狀態(tài)下顯著降低了合金延展性的不穩(wěn)定波動，同時(shí)提高了鑄造合金的極限抗拉強(qiáng)度和延展性。延展性和拉伸性能重復(fù)性的顯著提高源于真空輔助HPDC 處理合金中孔隙率體積分?jǐn)?shù)和孔隙率尺寸的降低。缺陷尺寸的減小可以改善應(yīng)力分布，延緩鑄件的裂紋萌生。因此真空輔助HPDC 加工壓鑄合金拉伸強(qiáng)度和延展性得到了增強(qiáng)。

采用常壓排氣和真空輔助高壓壓鑄工藝生產(chǎn)了AlSi9Cu3（Fe）鋁合金鑄件。在壓鑄流程中，分三級設(shè)置柱塞速度。研究了絕對空腔氣壓對鑄件孔隙率和力學(xué)性能的影響，并與傳統(tǒng)的HPDC 鑄造方法進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，鑄件的孔隙率和孔徑可以顯著降低，力學(xué)性能得到顯著改善。真空輔助壓鑄工藝減少了模腔內(nèi)夾帶空氣和其他氣體的量，提高了壓鑄件的拉伸強(qiáng)度和伸長率。真空輔助高壓壓鑄AlSi9Cu3（Fe）鋁合金壓鑄件疲勞壽命，與傳統(tǒng)的HPDC 鑄造相比，在給定的負(fù)載水平下，真空輔助高壓壓鑄增加了斷裂的循環(huán)次數(shù)，顯著降低了孔隙率尺寸和體積，減少了氧化物薄片出現(xiàn)，從而提高循環(huán)疲勞實(shí)驗(yàn)次數(shù)，改善鑄件應(yīng)力分布，同時(shí)延長疲勞壽命。

壓鑄工藝參數(shù)的設(shè)置會對壓鑄成品產(chǎn)生一定影響，合理地設(shè)置壓鑄工藝參數(shù)，能夠改善壓鑄件質(zhì)量。

模具溫度、鑄造溫度和動態(tài)（壓力、速度和真空施加）注射參數(shù)對樣品力學(xué)性能和孔隙率的影響。結(jié)果表明，孔隙率因模具溫度的提高及真空環(huán)境的引入而降低。提高模具溫度并對模具型腔施加真空有助于增強(qiáng)機(jī)械性能。與提高模具溫度相比，提高鑄造溫度對機(jī)械性能的影響要小。增加注射速度會導(dǎo)致孔隙率增加和液態(tài)金屬表面的湍流，而增加壓力會降低孔隙率百分比。與非真空條件相比，因?yàn)樗鼤p少空氣混合到液態(tài)金屬中，壓力鑄造中的真空應(yīng)用可以提供更好的壓鑄結(jié)果。

注射參數(shù)和真空度對合金強(qiáng)度和孔隙率的影響，通過調(diào)整優(yōu)化澆注溫度、鑄造壓力、速度和模腔內(nèi)的真空度等參數(shù)，分析鋁合金的機(jī)械和冶金性能的變化。結(jié)果表明，模腔內(nèi)的真空度改善了機(jī)械性能，例如拉伸強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和硬度，有助于形成細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)。鋁合金的機(jī)械性能隨著注射壓力增加而增加。無真空的壓力噴射和低澆注溫度會形成較大孔隙和較高孔隙率，導(dǎo)致屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度以及硬度值的降低。

不同加工參數(shù)對高壓壓鑄工藝界面?zhèn)鳠嵝袨榈挠绊?。金?模具界面?zhèn)鳠嵝袨閷ψ罱K產(chǎn)品微觀結(jié)構(gòu)及其力學(xué)性能起重要作用，需要獲得可靠的HPDC 界面?zhèn)鳠釋?shí)驗(yàn)值，而界面?zhèn)鳠嵝袨榭梢酝ㄟ^界面?zhèn)鳠嵯禂?shù)來表征。該研究通過汽車壓鑄件慢速度、高速度、澆注溫度和初始溫度等加工參數(shù)的設(shè)置，檢測金屬-模具界面的溫度，以反比法測定界面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。結(jié)果表明真空輔助可以顯著提高鑄件IHTC 值，降低鑄件粒徑。

3）壓鑄零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化

為減小壓鑄件的缺陷，提高壓鑄件的表面質(zhì)量及力學(xué)性能，對壓鑄零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)是關(guān)鍵技術(shù)之一。需要深入探究壓鑄件各部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對壓鑄結(jié)果的影響及作用機(jī)理。

通過CAE 仿真，優(yōu)化汽車油底殼零件澆口和流道，開展填充流道系統(tǒng)分析，找出澆口大小和位置。通過對澆口和流道系統(tǒng)的修改以及溢流的配置，顯著減少了由空氣滯留引起的內(nèi)部孔隙率。通過凝固分析，預(yù)測了凝固收縮引起的內(nèi)部孔隙率。合理地設(shè)置內(nèi)澆口尺寸能夠有效改善壓鑄件的填充效果，提高壓鑄件的整體質(zhì)量。

有限元模擬對金屬板的AlSi13Fe 鋁合金壓鑄工藝進(jìn)行了研究和分析。采用填料分析方法確定了澆口尺寸、流道和溢流系統(tǒng)，減少了鑄造材料消耗和模具磨損。從結(jié)果中可以看出增加流道及溢流槽的數(shù)量，可以有效提高鑄件充填度，減小鑄件孔隙率和永久變形，確保鑄件質(zhì)量。

關(guān)于鋁合金蜘蛛臂部件制造的模具設(shè)計(jì)和澆注系統(tǒng)的仿真和試驗(yàn)研究。改進(jìn)澆注系統(tǒng)，對模具型腔進(jìn)行了優(yōu)化，調(diào)節(jié)溢出和模具壓力，壓鑄過程中使熔融金屬平穩(wěn)流動，提高可鑄造性并減小孔隙率。汽車離合器殼體部件高壓壓鑄情況，重點(diǎn)對澆注系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，分析了熔體填充模具時(shí)流動行為，通過改進(jìn)澆注系統(tǒng)，鑄造缺陷得到顯著改善，而澆口變化對鑄件表面硬度不存在較大影響。

利用澆口幾何形狀提高鋁合金壓鑄件機(jī)械和結(jié)構(gòu)性能的可能性。在五組不同高度的內(nèi)澆口情況下生產(chǎn)了五套壓鑄件，并對每組鑄件進(jìn)行機(jī)械性能的檢查。結(jié)果表明，內(nèi)澆口高度是影響壓鑄件定性性能的基本結(jié)構(gòu)因素之一，決定了模腔填充速度和模腔填充方式，對表面硬度不存在較大的影響，但是會影響鑄件孔隙率。

通過四腔體薄電子元件外殼的澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)，研究了澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對該電子元件壓鑄成型后鑄件質(zhì)量的影響，提出外殼型腔最優(yōu)設(shè)計(jì)。結(jié)果表明，溢流槽末端排氣孔數(shù)量的增加有效降低了鑄件孔隙率，屈服強(qiáng)度及拉伸強(qiáng)度也因此增加。

上述研究表明，通過壓鑄件澆注系統(tǒng)、排溢系統(tǒng)和壓鑄件模具型腔等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)影響壓鑄件成型質(zhì)量，在理清結(jié)構(gòu)變化與壓鑄件性能變化的對應(yīng)關(guān)系后，可以通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)對鑄件質(zhì)量的調(diào)控。以上研究結(jié)果同樣可適用于一體化壓鑄技術(shù)，為一體化壓鑄件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化提供思路。

一體化壓鑄模具制造工藝

 壓鑄模為壓鑄的主要要素，壓鑄模的設(shè)計(jì)與制造為壓鑄技術(shù)開發(fā)主要內(nèi)容，設(shè)計(jì)的正確、合理和可靠決定了壓鑄件的生產(chǎn)效率、品質(zhì)、工作穩(wěn)定性等。轎車底盤/車身的關(guān)鍵部件輕量化為現(xiàn)代汽車輕量化技術(shù)開發(fā)重點(diǎn)，因?yàn)檗I車底盤/車身部件為事關(guān)行車安全、大型復(fù)雜的結(jié)構(gòu)受力件，所以要使用鋁合金壓鑄方法和真空壓鑄技術(shù)。目前我國對高真空壓鑄技術(shù)的開發(fā)報(bào)道比較少，所以可以借鑒的經(jīng)驗(yàn)有限。以此，本文對汽車壓鑄模具制造進(jìn)行分析，以期能夠?qū)崿F(xiàn)后地板批量生產(chǎn)，滿足實(shí)際需求。

2、后地板結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

后地板的結(jié)構(gòu)如圖1所示。后地板為結(jié)構(gòu)復(fù)雜的超大型薄壁車身零件，該零件集成了2個(gè)縱梁、3個(gè)橫梁、2個(gè)輪罩、輪罩帶懸掛支撐點(diǎn)以及地板區(qū)。此零件使用高壓鑄造工藝生產(chǎn)，應(yīng)用免熱處理鋁合金。產(chǎn)品外形1630mm*1522.5mm*612.4mm，質(zhì)量約為65kg，壁厚6mm-2.5mm。一般的性能要求抗拉強(qiáng)度240MPa，屈服強(qiáng)度120MPa，延伸率10%。

3、壓鑄模具的材料和處理

3.1 高淬透性模具材料

在選擇壓鑄模具材料的過程中，要充分考慮熱疲勞、金屬液沖蝕、磨損等導(dǎo)致的破裂、黏著、變形等。因?yàn)槠嚧笮蛪鸿T模具件比較大，壁厚超過600mm，傳統(tǒng)H13模具鋼淬透性無法使特大型壓鑄模具需求得到滿足。對此，可以使用新型高淬透性熱作為模具鋼，也就是HHD鋼。

HHD鋼碳化物析出的傾向小，冷卻度為0.53℃/s時(shí)才能夠?qū)⑻蓟镂龀觯⑶姨蓟镌诨w中分布。此鋼試樣冷卻90s的時(shí)候析出碳化物，冷卻到1000s的時(shí)候?qū)⒇愂象w析出，所以在冷卻的過程中，H13鋼為了避免析出碳化物，要從1040℃冷卻到540℃的速度在5.5℃/s以下。但在H13鋼冷卻過程中，出現(xiàn)的粗大貝氏體和碳化物會使塑韌性得到降低，使模具早期開裂風(fēng)險(xiǎn)得到增加。

HHD鋼力學(xué)性能詳見表1，HHD鋼的高溫強(qiáng)度和硬度比較高。同時(shí)，在壓力加工的過程中會出現(xiàn)熱磨損效應(yīng)，從而使熱作模具失效，影響到模具的壽命。但在相似室溫下，HHD鋼熱磨損的失重低，抗高溫磨損性良好。

3.2 壓鑄工藝

壓鑄工藝為壓鑄生產(chǎn)過程中主要要素組合的綜合過程，如果選擇壓鑄參數(shù)不合理，就會導(dǎo)致壓鑄充填存在氣孔、不充分、粘模、花斑等缺陷。

（1）壓射比壓。壓射比壓與增壓比壓高度會對熔融合金充填速度、壓鑄件致密程度、流動性等造成影響，不同壓射比壓所導(dǎo)致熔融合金針對模腔表面具有不同的沖刷程度，影響到壓鑄模具的使用壽命。壓射比壓過高會沖刷壓鑄模具，使粘?？赡苄栽黾?，使模具壽命降低。所以，要求保證壓鑄件質(zhì)量與使用需求，要選擇比較低的壓射比壓與增壓比壓。

（2）充填速度。充填速度高低會影響到壓鑄件內(nèi)部，在壓鑄模具的外觀質(zhì)量方面，如果過小會導(dǎo)致鑄件輪廊不清，過大會導(dǎo)致鑄件粘型，或者增加鑄件內(nèi)部氣孔率。以此，設(shè)置充填速度為40-60m/s，薄壁部位為80-100m/s。

（3）模具溫度。因?yàn)殇X合金的散熱比較快，所以要實(shí)現(xiàn)模具的預(yù)熱、冷卻和加熱等處理，保證模具溫度穩(wěn)定性，使壓鑄成型與表面質(zhì)量得到提高。一般，鎂合金壓鑄過程中的模具溫度為180-250℃。

（4）澆注溫度。如果澆注溫度過高，就會使合金收縮變大，導(dǎo)致鑄件出現(xiàn)裂紋、脆性、晶粒粗大；如果過低就會出現(xiàn)澆不足、流紋、冷隔等缺陷。為了使壓鑄成型質(zhì)量得到提高，一般澆注溫度要充分考慮充填速度、壓射壓力、模具溫度等。本文澆鑄溫度設(shè)置為660-690℃。

（5）保壓時(shí)間。保壓作用的重點(diǎn)就是將壓力傳遞在沒有凝固金屬中，從而在高壓下結(jié)晶，使壓鑄件的組織致密。其時(shí)間長短和鑄件材質(zhì)、產(chǎn)品平均厚度具有密切關(guān)系，超大型鋁合金鑄件充填時(shí)間一般控制在70-120ms，設(shè)置保壓時(shí)間一般為15-20s。

（6）真空壓鑄。此方面是指在壓鑄時(shí)將腔內(nèi)氣體抽出，從而降低壓鑄件內(nèi)氣體和溶解氣體，提高鑄件的質(zhì)量。在鋁合金中，如果沒有真空壓鑄，鋁合金會夾雜一定的氧化鋁。鋁合金集體組織是由鋁枝晶和共晶形成的微觀組織，由于氧化鋁的熱膨脹和熱性收縮與周邊組織差異較大，后續(xù)凝固過程中氧化鋁周邊會形成縮孔。

4、壓鑄模具的表面強(qiáng)化處理

常規(guī)總體淬火已經(jīng)難以使壓鑄模具基本強(qiáng)韌性需求和高表面耐磨性需求得到滿足，而表面強(qiáng)化處理能夠使壓鑄模具表面耐磨性得到提高，并且保證其強(qiáng)韌性，避免熔融金屬浸蝕，能夠?qū)鸿T模具綜合性能進(jìn)行改善，節(jié)約合金元素，使成本得到降低，將材料潛力充分發(fā)揮出來，更好地使用新材料。通過生產(chǎn)實(shí)踐表示，表面強(qiáng)化處理能夠使壓鑄模具質(zhì)量得到提高，并且使模具使用壽命延長。

4.1 滲碳

滲碳被廣泛應(yīng)用到機(jī)械工業(yè)中，屬于化學(xué)熱處理方法，能夠使中低高碳低合金模具鋼與中高碳高合金模具鋼加熱為900-930℃，從而在模具表面層滲透碳原子，然后利用淬火低溫回火，使磨具表層和心部的成分、組織、性能不同。滲碳包括固體、液體與氣體等方式，先滲碳后經(jīng)過1150℃淬火，50℃回火2次，使表面硬度為58-61HRC，能提高使用壽命。

4.2 滲氮

使氮在鋼表面中滲透的過程為鋼氮化，氮化能夠提高模具零件比滲碳還要高的表面硬度、耐磨性能、疲勞性能、耐蝕性能。由于氮化溫度比較低，氮化之后的模具零件并不會發(fā)生過大的變形。滲氮方法包括液體、固體與氣體等，能夠使?jié)B氮時(shí)間縮短，得到高質(zhì)量滲氮層。需要先通過1080℃加熱淬火，600-620℃2次回火之后，通過450-530℃離子滲氮，保溫6-9個(gè)小時(shí)，滲氮層深度為0.2-0.3mm，使模具使用壽命得到提高。

4.3 氮碳共滲

氮碳共滲指的是含有活性氮原子、碳原子的介質(zhì)攝入碳和氮，并且以氮為主低溫氮碳共滲工藝，共滲時(shí)間比滲氮時(shí)間要短。在壓鑄模氮碳共滲之后，能夠使熱疲勞性能得到提高。壓鑄模通過1030℃淬火和600℃回火，之后通過580℃*4.5h氣體氮碳共滲熱處理之后，基體的硬度為46-48HRC，提高了模具的抗疲勞性、耐磨性、耐蝕性。

4.4 密封效果測試

表2為模具密封測試結(jié)果，在抽真空時(shí)間為1.5s的時(shí)候，平均真空度為93kPa，最高為99.5kPa，表示模具密封結(jié)構(gòu)效果良好，能夠滿足高真空壓鑄需求的真實(shí)度。

因?yàn)槊鉄崽幚礓X合金鑄造性能問題，在進(jìn)行試模的過程中鑄件尖角存在裂紋，但在使用加大圓角和模溫控制之后尖角裂紋消失。另外，使用相同的措施還能夠解決冷卻水泄露、力學(xué)性能不穩(wěn)定、冷隔等缺陷。

總之，在雙碳目標(biāo)發(fā)展的背景下，一體化壓鑄技術(shù)在減排、降本、安全和效率方面都備受市場的重視。一體化鑄件設(shè)計(jì)與制造為全方位集成技術(shù)，要充分考慮免處理材料開發(fā)、零部件設(shè)計(jì)特征、壓鑄單元能力等。大型壓鑄模設(shè)計(jì)和制造具有重要作用，在設(shè)計(jì)與制造中，模具要考慮熔體材料熱平衡、流動性、模具壽命等，并且考慮后續(xù)加工的優(yōu)化工藝。在汽車行業(yè)朝著智能制造方向發(fā)展的過程中，應(yīng)促進(jìn)大型壓鑄模具制造發(fā)展，使新能源汽車朝著節(jié)能減排的方向發(fā)展。