為什么帶壓開孔機部件使用鍛件加工而不采用鑄造的方式？

壓力鑄造是一種將液態或半固態金屬或合金，或含有增強物相的液態金屬或合金，在高壓下以較高的速度填充入壓鑄型的型腔內，并使金屬或合金在壓力下凝固形成鑄件的鑄造方法。

帶壓開孔機部件如選用壓鑄時，其鑄造所常用的壓力為4～500MPa，金屬充填速度為0.5至120m/s。因此，高壓、高速是壓鑄法與其他鑄造方法的根本區別，也是重要特點。

壓力鑄造的原理主要是金屬液的壓射成形原理。通常設定鑄造條件是通過壓鑄機上速度、壓力，以及速度的切換位置來調整的，其他的在壓鑄型行進行選擇。

壓鑄時由于液態金屬充填型腔速度高，流態不穩定，故采用一般壓鑄法，鑄件易產生氣孔，不能進行熱處理。因此，這就決定了帶壓開孔機關鍵部件如采用鑄造方式來生產，即不能去除部件內的氣孔，也無法進行后續的熱處理來增加強度。因此，在帶壓開孔施工作業中無法抵御管道內高壓介質的沖擊力，造成部件龜裂，從而使管道開孔作業失敗。

鑄鋼的機械性能比鑄鐵高，但其鑄造性能卻比鑄鐵差。因為鑄鋼的熔點較高，鋼液易氧化、鋼水的流動性差、收縮大，其體收縮率為10～14%，線收縮為1.8～2.5%。為防止鑄鋼件產生澆不足、冷隔、縮孔和縮松、裂紋及粘砂等缺陷，必須采取比鑄鐵復雜的工藝措施。這些措施嚴控下來，要比采用鍛造和機加工方法制造方法成本高出許多。這就從成本的控制上來講，有些不劃算。

如果鑄造的產品價格比正常的價格還要低不少，那就只能是產品質量堪憂。尤其是高熔點合金（如銅，黑色金屬），壓鑄型壽命較低。并且由于壓鑄件具有尺寸相對精確，表面泛光平整等特點，掩蓋了內部金相錯雜、混有氣泡、夾渣等缺隱。這就是為什么有些鑄造方法生產的帶壓開孔設備在使用過程中出現斷齒、壓力桿斷裂和壓力底座破碎的原因。從另一方面原因來分析，這些部件的熔料質量也參差不齊。

而近年來，國內鍛造技術的興起，逐漸代替了鑄件的生產方式。尤其是計算機技術的應用及先進鍛造設備的開發等原因，使鍛造技術前伸至鑄造，并實施雙重擠壓，其模具須設計成可預合模，可鎖模，并可實施兩次擠壓的功能，其擠壓鑄造設備須是有三個獨立操控的油缸的液壓機，以便可實現，預合模并鎖模、第一次擠壓和第二次擠壓動作。此液壓機必須用電腦（PLC）控制，以便可精確掌握，澆注至第一次擠壓、第二次擠壓的時間間隔。

雙重擠壓是當前擠壓鑄造形式的一種新發展，它在為復雜高質量的或鑄造性能差的變形合金的鑄件生產，提供了一種有潛力的工藝形式。

當前，計算機技術在擠壓鑄造工藝中的應用開發，主要圍繞兩方面：第一是進行擠壓鑄造過程的數據模擬（CAE）以進行擠壓鑄造工藝參數及模具設計的優選。進行鑄造過程的數據模擬，以給出鑄件充型和凝固過程的任何時刻的溫度場，速度場，壓力場和凝固順序分布圖等。以便可分析判斷實際鑄造過程中出現縮松，縮孔，裂紋及卷氣的可能性，進行工藝參數，模具結構設計的優化。報告均表明，使用CAE技術后，可大大減少工藝試驗的次數，節省了時間和資金的投入，提高了產品質量。

計算機應用的第二方面是建立模具設計的專家系統和標準件圖庫以實現模具的虛擬現實設計及智能化設計，在擠壓鑄造模具設計中，上述技術的應用實例，它明顯提高了設計效率，降低了設計成本。

參考文獻：

1.郭建燁，于超，張艷麗編著．機械制造技術基礎：北京航空航天大學出版社，2016.04

2. 樊自田，吳和保，董選普編著．鑄造質量控制應用技術 第2版：機械工業出版社，2015.06

3. 王再友，王澤華主編；詹紹思，陳慧敏，張炎副主編；糜朝華主審．鑄造工藝設計及應用：機械工業出版社，2016.02