由于普通硬鋁合金的抗拉強(qiáng)度在380－450Mpa之間，幾乎高于普通鑄造鋁合金抗拉強(qiáng)度的一倍，而超硬鋁合金的強(qiáng)度更可達(dá)600Mpa。盡管變形鋁合金的單價比鑄造鋁合金高，其成形成本也比鑄造工藝高一些，但由于能顯著減少產(chǎn)品結(jié)構(gòu)尺寸，再加上能進(jìn)行進(jìn)一步熱處理強(qiáng)化、焊接和表面陽極氧化處理，后者的性價比卻明顯高于前者，所以，越來越多的場合，都希望使用或改用變形鋁合金生產(chǎn)零件。而對于運動類部件的使用場合，如飛機(jī)、輪船、汽車摩托車、運動自行車等，減輕重量帶來的節(jié)能效益和速度效益，變形鋁合金更具有無可替代的優(yōu)勢。
由于連鑄連鍛技術(shù)的顯著進(jìn)步，與壓鑄件結(jié)構(gòu)一樣復(fù)雜的變形鋁合金毛坯，也能以相近的車間成本，十分輕松順利地生產(chǎn)出來，因此，使用變形鋁合金替代傳統(tǒng)的鑄造鋁合金生產(chǎn)毛坯，不但具有經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，并已成為一種潮流與趨勢了。
1鑄造鋁合金與變形鋁合金的基本情況與性能對比
1．1工業(yè)用鋁錠分為兩大類：鑄造鋁合金和變形鋁合金。一般地說，鑄造鋁合金適用于以鑄造方法生產(chǎn)鋁鑄件，而變形鋁合金適用于以壓力加工（擠壓與鍛造）方法生產(chǎn)鋁產(chǎn)品。
1．2變形鋁合金包括：防銹鋁（LF）、硬鋁（LY）、超硬鋁（LC）、鍛鋁（LD）和特殊鋁（LT）。由于變形鋁合金平均綜合機(jī)械性能總比鑄造鋁合金高（鑄造鋁合金的鍛態(tài)性能，平均也比其鑄態(tài)性能高幾成以上），很多牌號的變形鋁合金，它還可以通過淬火和時效等熱處理手段來提高機(jī)械性能，所以，工業(yè)設(shè)計上希望更多地應(yīng)用變形鋁合金，以滿足使用上的要求。
1．3兩方面的因素限制了鍛造鋁合金的應(yīng)用范圍或削弱了其工業(yè)經(jīng)濟(jì)性：
一是變形鋁合金的鑄造性能很差，其液態(tài)流動性一般只及鑄造鋁合金的三分之一，用傳統(tǒng)的鑄造方法很難生產(chǎn)出結(jié)構(gòu)很復(fù)雜的毛坯。
二是即使以鑄造方法生產(chǎn)變形鋁合金毛坯，如果不能解決鑄造工藝普通存在的縮孔縮松及氣孔針孔缺陷，那么，之后的熱處理和表面陽極氧化工序也不能繼續(xù)。
而最根本的原因在于，鑄態(tài)的變形鋁合金毛坯，即使其內(nèi)部缺陷消除，但由于金相晶粒粗大并總呈枝晶狀，熱處理后的性能也大打折扣，或只與普通鑄造鋁合金性能相近，使用這種相對較貴的材料品種，就失去了其應(yīng)有的經(jīng)濟(jì)意義了。但連鑄連鍛技術(shù)的出現(xiàn)，卻有效地改變了這種狀況。
2連鑄連鍛技術(shù)簡介
連鑄連鍛技術(shù)，它是指在同一臺設(shè)備用同一套模具，連續(xù)完成毛坯的充型與鍛造生產(chǎn)，它的本質(zhì)，是一種依靠裝備的功能實現(xiàn)的工藝技術(shù)。所以，不同的連鑄連鍛裝備，有不盡相同的連鑄連鍛細(xì)分工藝。
2．1連鑄連鍛設(shè)備，按設(shè)備的擺放方式，可分為臥式和立式，按鑄造給湯方式，則分為冷室式和熱室式。連鑄連鍛工藝，按設(shè)備安裝的鍛壓動力缸數(shù)，可分為單向連鑄連鍛和多向連鑄連鍛兩大類。
2．2兩種典型的連鑄連鍛工藝與裝備：一種是由蘇聯(lián)人發(fā)明的，用液壓機(jī)完成的“液態(tài)金屬模鍛”（或稱“熔湯鍛造”），而另一種則是運用我國發(fā)明專利技術(shù)實現(xiàn)的“壓力鑄造模鍛”（或稱“擠壓壓鑄模鍛”——簡稱“壓鑄模鍛”）。
2．2．1“液態(tài)金屬模鍛”工藝與裝備技術(shù)
對于“液態(tài)金屬模鍛”工藝，盡管我們未能清晰看到其明顯的“鑄”－“鍛”分開的過程，但用液壓機(jī)完成的這種工藝，其本質(zhì)仍可歸類為連鑄連鍛工藝的一種。它也是單向連鑄連鍛工藝的一種。
用液壓機(jī)完成的“液態(tài)金屬模鍛”工藝，可生產(chǎn)一些結(jié)構(gòu)不很復(fù)雜，并且對毛坯軸向尺寸精度要求不高的毛坯。
由于液壓機(jī)是一種通用的萬能設(shè)備，即使是用雙活動橫梁液壓機(jī)，它仍只有三個動力頭，所以，它是很難完成需多個動力頭并且是要連續(xù)的復(fù)合的運動才能表態(tài)的連鑄連鍛工藝。再加上它沒有充型機(jī)構(gòu)，復(fù)雜的毛坯根本生產(chǎn)不出來。
在生產(chǎn)實踐中，用這種設(shè)備完成的工藝，生產(chǎn)效率很低，工業(yè)經(jīng)濟(jì)性并不好。由于工藝手段的不足，工人要近距離手工操作和接觸高溫模具與毛坯，不但勞動強(qiáng)度大，也極不符合現(xiàn)代工業(yè)的安全與文明生產(chǎn)要求。工藝手段的不足，也造成這種生產(chǎn)工藝太依賴操作者的技能，使工藝的重復(fù)性與可靠性低，它已不能適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)步要求了。
2．2．2先進(jìn)的“壓力鑄造模鍛”工藝與裝備技術(shù)
“壓力鑄造模鍛”工藝與裝備技術(shù)簡稱“壓鑄模鍛”技術(shù)。這里面的“壓鑄”，并不是我們狹義理解的“高壓壓鑄”，它反而是一種廣義的概念，即包括了高壓壓鑄、低壓鑄造、重力鑄造、真空吸鑄等所有鑄造充型的工藝概念。
所以“壓鑄模鍛”技術(shù)，就是一種不論用什么樣的鑄造充型方式，但最終以“模鍛”為終極特怔的連鑄連鍛工藝。連鑄連鍛工藝因而也被稱為一種“原理性工藝”。
現(xiàn)時用得最普遍的設(shè)備，是臥式冷室（熱室）壓鑄模鍛機(jī)。它的外形與傳統(tǒng)壓鑄機(jī)相近，可以配套使用傳統(tǒng)的給燙、噴淋冷卻與取件機(jī)械手。已可生產(chǎn)最大鍛壓力為30000KN以上的“壓鑄模鍛”設(shè)備，可生產(chǎn)包括大型卡車的鍛壓輪轂、汽車發(fā)動機(jī)鍛壓缸體在內(nèi)的毛坯件。也可生產(chǎn)鎂合金與黑色金屬的連鑄連鍛毛坯。由于其生產(chǎn)節(jié)拍與普通壓鑄機(jī)基本一樣，車間生產(chǎn)的工藝成本幾乎與壓鑄工藝一樣。
3變形鋁合金的連鑄連鍛生產(chǎn)
3．1變形鋁合金與普通鑄造鋁合金連鑄連鍛生產(chǎn)的異同
從形式上看，變形鋁合金的連鑄連鍛生產(chǎn)，它與普通鑄造鋁合金的連鑄連鍛生產(chǎn)并沒有什么太大的不同：生產(chǎn)設(shè)備一樣，模具的外形結(jié)構(gòu)尺寸一樣，但模具的內(nèi)在結(jié)構(gòu)與生產(chǎn)工藝參數(shù)卻有不少的差異。
3．2充型工藝參數(shù)不同。由于變形鋁合金的鑄造流動性遠(yuǎn)低于鑄造鋁合金，所以，其充型速度與充型壓力與普通鑄造鋁合金不盡相同，一般要求充型壓力要有所提高；由于充型速度相對小了，模具的溫度控制要求需更嚴(yán)格一些。正常生產(chǎn)時，對模具的熱平衡要求會更高一些。另外，充型速度的減慢，一般會同步要求湯料的始鑄溫度適當(dāng)提高。
3．3模具內(nèi)在結(jié)構(gòu)的不同點。由于變形鋁合金的流動性低于鑄造鋁合金，它還要求模具的內(nèi)澆道相對寬厚一些。但不同的變形鋁合金，不同結(jié)構(gòu)的毛坯，其差異仍然存在，這要求我們以實踐的觀點去解決，它需要摸索最佳模具結(jié)構(gòu)參數(shù)的過程。
3．4綜合考慮解決變形鋁合金的流動性不足問題。我們不能獨立地看變形鋁合金的流動性，而是以最終的毛坯成形質(zhì)量為目標(biāo)。
現(xiàn)時的“壓鑄模鍛機(jī)”，其充型速度、充型壓力與模鍛力都設(shè)計成無級可調(diào)的功能，它為我們綜合權(quán)衡不同鋁合金的成形工藝特點，提供了最廣闊的手段，再加上始鑄溫度與終鍛溫度的控制，一方面由于各項參數(shù)都有對其它參數(shù)一定的“替代效應(yīng)”，它要求我們的技術(shù)人員對整套設(shè)備與工藝的掌握要相當(dāng)熟練，而另一方面，它也為我們靈活運用這套工藝技術(shù)，提供了廣闊的空間，大大降低了包括難成形變形鋁合金在內(nèi)的生產(chǎn)技術(shù)難度。
3．5重視對毛坯的結(jié)構(gòu)工藝性分析。對毛坯的結(jié)構(gòu)工藝性分析，是制定工藝實施方案的基礎(chǔ)，它是工藝效果甚至是工藝成敗的關(guān)鍵。它要求的是工藝技術(shù)人員對壓鑄模鍛技術(shù)的內(nèi)在把握。
其中，最重要的是分型方案。我們不能按照壓鑄模的分型思路，而應(yīng)按鍛壓模的分型思路。但最大的挑戰(zhàn)還在于，我們能在多大程度上抽芯成形。如果毛坯全部按鍛壓工藝性設(shè)計，所有的抽芯都不生產(chǎn)出來，就失去了連鑄連鍛工藝的特點、經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢與現(xiàn)實意義了！
3．6余料去除問題。變形鋁合金的強(qiáng)度與韌性都比鑄造鋁合金高，而內(nèi)澆道的更粗厚，將使余料的去除成為一個新問題。總的建議是：設(shè)計內(nèi)澆道的細(xì)節(jié)上有所考慮，配合模具的沖壓結(jié)構(gòu)，運用鍛壓工步的動作，形成易折結(jié)構(gòu)。如不能做到手工掰斷，則要考慮機(jī)械切斷的便易性。
4結(jié)語
變形鋁合金的連鑄連鍛生產(chǎn)是一個新生事物，它適應(yīng)了現(xiàn)代工業(yè)品向輕形化高強(qiáng)度方向的發(fā)展要求，具有良好的應(yīng)用前景。變形鋁合金的連鑄連鍛生產(chǎn)與普通鑄造鋁合金的連鑄連鍛生產(chǎn)差異并不算大，技術(shù)難度在可操作控制當(dāng)中。熟練掌握普通鑄造鋁合金連鑄連鍛工藝，是生產(chǎn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)變形鋁合金毛坯的連鑄連鍛件的基礎(chǔ)。而“擠壓壓鑄模鍛機(jī)”，是變形鋁合金連鑄連鍛最有工業(yè)經(jīng)濟(jì)性的工藝與裝備。
