這三種鑄造技術(shù)適用于顆粒、短纖維及晶須增強(qiáng)復(fù)合材料、長(zhǎng)纖維復(fù)合材料的制作。使用這類方法時(shí)一般要按零件的形狀預(yù)先制得增強(qiáng)物預(yù)制塊。預(yù)制塊可以通過(guò)非有機(jī)粘結(jié)劑粘結(jié)后預(yù)壓成塊，也可燒結(jié)而成。
1、壓力鑄造成形技術(shù)
使用壓力鑄造時(shí)，將預(yù)制塊放入帶有分型機(jī)構(gòu)的半型中，合型后在200MPa壓力作用下使液體迅速充型。這種方法操作簡(jiǎn)單，但由于充型速度高、凝固速度快，極易使鑄件形成內(nèi)部氣孔缺陷。
2、擠壓鑄造成形技術(shù)
擠壓鑄造和壓力鑄造的不同點(diǎn)是：將預(yù)熱后的預(yù)制塊放入預(yù)熱的鑄型中，在重力下澆入液態(tài)金屬或合金，然后在壓頭作用下使液體滲入預(yù)制塊，液態(tài)金屬在壓力下凝固。有人用這種方法制取Al2O3短纖維鋅基復(fù)合材料。日本有人直接將碳及玻璃顆粒放入鑄型，然后壓頭作用在錫液上使金屬體擠入鑄型。
不采用預(yù)制塊的另一種做法是將機(jī)械攪拌和擠壓結(jié)合起來(lái)。我國(guó)有人用這種方法制取了高質(zhì)量的鋁/石墨復(fù)合材料及鑄件。在攪拌階段，以400～1000r/min轉(zhuǎn)速攪拌金屬液體，然后以10～90g/min的速度將石墨粉加入含有鎂0.25～0.50wt%的鋁液中。
在擠壓階段，采用10t油壓機(jī)，壓力為91MPa左右。田中榮一也用此法生產(chǎn)Al2O3顆粒增強(qiáng)錫基復(fù)合材料。李愛(ài)華將撐融鑄造與擠壓鑄造結(jié)合起來(lái)，將重量比為鋁合金的3%～6%的包鎳銅石墨粉加入到液固合金漿液中，然后將其迅速擠壓成軸承毛坯。攪拌器表面涂有耐熱礬土水泥，轉(zhuǎn)速為400～1500r/min。擠壓設(shè)備為YA32-100型擠壓機(jī)，加壓速度為7mm/s。
不少人對(duì)復(fù)合材料的擠壓鑄造在理論上做了深入探討。儲(chǔ)雙杰等在利用擠壓鑄造制造碳纖維增強(qiáng)A356復(fù)合材料時(shí)特別研究了合金的凝固過(guò)程。發(fā)現(xiàn)在澆注溫度高時(shí)其凝固發(fā)生在整個(gè)浸滲過(guò)程之后。由于模具和纖維的激冷作用，初生鋁固溶體相在纖維間隙開始形核并逐漸向纖維表面長(zhǎng)大;而共晶硅相則是依附在碳纖維表面形核及長(zhǎng)大。并發(fā)現(xiàn)，隨凝固冷卻速度的降低，共晶硅相的形態(tài)由蠕蟲狀向針狀、塊狀轉(zhuǎn)變。
同樣有人在研究CF/Al-4.5Cu復(fù)合材料的擠壓鑄造時(shí)，發(fā)現(xiàn)初生鋁固溶體也是在纖維間隙形核并向纖維表面長(zhǎng)大;而共晶θ相則依附于碳纖維表面形核長(zhǎng)大。由于這種材料的界面結(jié)合很強(qiáng)，其斷裂特征為脆性斷裂。LabibA還研究了冷卻速度(0.1～100℃s-1)對(duì)擠壓鑄造G-SiC增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料凝固組織的影響，發(fā)現(xiàn)冷卻速度越大，SiC顆粒的分布越均勻。
3、氣壓鑄造及真空壓滲鑄造成形技術(shù)
這種方法是在氣體壓力作用下將金屬液體壓入增強(qiáng)材料制成的預(yù)制型間隙中。RohatgiPK用此法生產(chǎn)鋁基SiC及Al2O3纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。用長(zhǎng)纖維繞制成預(yù)制型。液體溫度在700～800℃范圍，鑄型預(yù)熱溫度為450～500℃，氣體壓力為1MPa左右，比擠壓所用壓力低得多。所制產(chǎn)品中纖維體積量達(dá)40%～60%。事先采用化學(xué)鍍方法通過(guò)CuSO4和HCHO反應(yīng)在碳纖維表層鍍一層銅，然后將鍍銅纖維放入石英管中，再將石英管浸入鋁液中保溫2min，然后通過(guò)0.49MPa的氮?dú)庾饔糜谝簯B(tài)金屬表面使液體充入石英管中。
我國(guó)有人采用真空壓滲技術(shù)生產(chǎn)鋁基電子封裝復(fù)合材料。在真空狀態(tài)下熔化金屬，澆注時(shí)撤去真空，通入氣體使液體受壓，將液體通過(guò)升液管壓入上部鑄型中的預(yù)制型內(nèi)。80年代中期Dural-Al基復(fù)合材料公司提出了攪拌加氣壓鑄造的新工藝。
其工藝要點(diǎn)是：整個(gè)制造過(guò)程包括合金熔化、增強(qiáng)劑的加入、攪拌及澆注均處于真空狀態(tài);攪拌器采用多級(jí)傾斜葉片，轉(zhuǎn)速提高到2500r/min;保證足夠的保壓時(shí)間，以解決液體與增強(qiáng)物的結(jié)合問(wèn)題;采用水冷工藝，使合金中的溶質(zhì)偏析程度減小。這種方法適合于顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料的制造。
