Aus der Perspektive des Wärmeübergangs zeigt die Oberflächenqualitätsanalyse des Mechanismus, dass das Öl-Luft-Schmiergießen eine präzise Steuerung der Primärkühung am Kokillen ermöglicht.

Beim traditionellen DC-Guss (Strangguss) kommt die Schmelze direkt mit der Innenwand der Kokille in Kontakt und erstarrt dort, wobei die Wärme schnell durch die Kokillenwand abgeleitet wird. Die anfängliche Erstarrungsschale ist dick und bildet einen Luftspalt zwischen ihr und der Kokillenwand, was zu instabilem Wärmeübergang, wiederholten Schwankungen der Oberflächentemperatur, Entmischung und rauen Oberflächen führt. Beim Öl- und Gasschmiergießen minimiert die Anwesenheit einer Luftpolsterschicht die Primärkühung, und die anfängliche Erstarrungsschale ist dünn und hat keinen Kontakt mit der Kokillenwand, wodurch Oberflächenfehler, die durch mechanische Reibung und ungleichmäßigen Wärmeübergang verursacht werden, vermieden werden. Die Stabilität der Öl- und Gaszufuhr ist der Schlüssel zur Gewährleistung der Oberflächenqualität. Eine übermäßige Ölversorgung kann zu Verbrennung von Restschmieröl führen, wodurch schwarze Flecken oder Rußanhaftungen auf der Oberfläche des Barrens entstehen; Eine unzureichende Kraftstoffzufuhr führt zu einem unvollständigen Öl- und Gasfilm, was zu lokalem Kontakt zwischen der anfänglichen Kondensationsschale und dem Graphitring führt, was zu Verzug oder Verdickung der Entmischung führt. Daher gewährleistet die präzise Impulsölzufuhr-Steuerungstechnologie eine gleichmäßige Schmierung jeder Runde des Barrens über seine gesamte Länge.

2. Verbesserung des Unterhautgewebes.

Das Unterhautgewebe ist das "Gen", das die Oberflächenqualität nachfolgender extrudierter Produkte bestimmt. Die Dicke der Entmischungsschicht beim Öl- und Gasschmiergießen beträgt nur etwa ein Drittel der des normalen Hot-Top-Gusses – die Dicke der Entmischungsschicht bei Barren mit einem Durchmesser von weniger als 200 mm beträgt weniger als 0,17 mm, bei Barren mit einem Durchmesser von 200–300 mm weniger als 0,27 mm und bei Barren mit einem Durchmesser von über 300 mm weniger als 0,33 mm. Die Bildung dieser ultradünnen Entmischungsschicht ist auf die thermische Isolationswirkung des Öl- und Gasfilms zurückzuführen, der den Temperaturgradienten in der anfänglichen Erstarrungsschale reduziert und die treibende Kraft für die Migration von niedrigschmelzenden eutektischen Phasen entlang der Dendriten zur Oberfläche verringert. Für Aluminiumlegierungen der 6er-Serie (Al-Mg-Si-Serie) bedeutet die Verdünnung der Entmischungsschicht, dass die Oberfläche des extrudierten Profils weniger anfällig für Farbunterschiede und Streifenfehler ist und die anodisierte Schicht gleichmäßiger und konsistenter ist. Für hochfeste Aluminiumlegierungen der 2er-Serie (Al-Cu-Serie) und 7er-Serie (Al-Zn-Mg-Cu-Serie) reduziert die Verdünnung der Entmischungsschicht die Tendenz zur Oberflächenspannungskonzentration, was für die nachfolgende Wärmebehandlung und Kaltumformung vorteilhaft ist.

3. Die Verbesserung der inneren metallurgischen Qualität umfasst hauptsächlich Aspekte wie Kornstruktur, Porosität, Einschlussteilgehalt und Gleichmäßigkeit der chemischen Zusammensetzung.

Das Öl-Gas-Schmiergießen hat in diesen Aspekten erhebliche Vorteile gezeigt. Erstens beschleunigt die Optimierung der Kühlmethode – die Verlagerung vom Fokus auf die Wärmeableitung durch die Kokillenwand zur direkten Wasserkühlung – die Erstarrungsgeschwindigkeit, verfeinert die Korngröße und reduziert den Gewebeverlauf vom Kern zu den Rändern. Zweitens ist die Verflachung des Flüssigkeitshohlraums vorteilhaft für die gleichmäßige Schrumpfung der Metallflüssigkeit und reduziert die Wahrscheinlichkeit von zentralen Schrumpfdefekten. Wiederum durch strikte Anwendung von hochtemperaturbeständigem Dichtmittel auf die Kontaktbereiche zwischen dem Graphitring und dem Kokillenkörper und der Adapterplatte ist es möglich, das Entweichen von Gas von der Kontaktfläche in den Flüssigkeitshohlraum vollständig zu verhindern, wodurch Oxid-Einschlüsse und Porositätsdefekte im Inneren des Barrens, die durch Gasmitnahme verursacht werden, eliminiert werden. Für Bereiche mit extremen Anforderungen an die innere Qualität, wie z. B. Aluminiumlegierungen in Flugzeugqualität und Aluminiumlegierungen für Automobilstrukturkomponenten, kann das Öl- und Gasschmiergießen in Kombination mit nachfolgenden Ofenbehandlungstechnologien wie Entgasungsraffination und Filterreinigung hochwertige Aluminiumstäbe mit hoher innerer Dichte, geringem Gasgehalt und minimalen nichtmetallischen Einschlüssen herstellen.

4. Die Legierungsanpassungsfähigkeit der Öl-Luft-Schmiergießtechnologie weist eine breite Anpassungsfähigkeit an Legierungssysteme auf und kann auf das Rundstabgießen verschiedener Aluminiumlegierungen von 1XXX bis 8XXX angewendet werden.

Unter ihnen ist die Anwendung von verformten Aluminiumlegierungen der 6er-Serie (6063, 6061, 6082 usw.) am ausgereiftesten und am weitesten verbreitet, da 6er-Legierungen einen moderaten Kristallisationstemperaturbereich und eine gute Fließfähigkeit aufweisen und unter Öl- und Gasschmiergießbedingungen eine ausgezeichnete Oberflächen- und Innenqualität erzielen können. Für Flugzeugaluminiumlegierungen der 2er-Serie (2024, 2A12 usw.) und 7er-Serie (7075, 7050 usw.) sind aufgrund ihres hohen Legierungselementgehalts, ihres breiten Kristallisationstemperaturbereichs und ihrer hohen Neigung zu Heißrissen die Kontrollanforderungen für die Gießprozessparameter strenger. Die Öl- und Gasschmiergießtechnologie zeigt jedoch auch Vorteile. Zum Beispiel wurde die ARC-Technologie von Wagstaff speziell für großflächige Flugzeuglegierungsrundstäbe mit Durchmessern von über 520 mm optimiert. Für Legierungen der 5er-Serie (Al-Mg-Serie) kann das Öl- und Gasschmiergießen die Oberflächenoxidation und Entmischung während des Gießprozesses von hochmagnesiumhaltigen Legierungen wirksam reduzieren.

5. Im Vergleich zu fortschrittlichen Niveaus im In- und Ausland repräsentiert Wagstaffs AirSlip-Gießtechnologie das höchste Niveau in diesem Bereich international.

Die mit dieser Technologie hergestellten Rundstäbe zeichnen sich durch hohe Qualitätsstandards aus, mit herausragenden Merkmalen wie glatter Oberfläche, dünner Schale und gleichmäßiger Kornstruktur, und sind zum Synonym für die globalen Qualitätsstandards für Aluminium-Extrusionsrundstäbe geworden. Seit der Einführung dieser Technologie im frühen 21. Jahrhundert hat sich das Niveau der heimischen Ausrüstung durch kontinuierliches Verdauen, Aufnehmen und unabhängige Innovation erheblich verbessert. In den letzten Jahren haben heimische Unternehmen mehrere Innovationen an der Struktur und Abdichtung von Öl- und Gas-Gleitkokillen vorgenommen: durch die Konstruktion von Dichtungsnuten auf der Kontaktfläche zwischen der Ringadapterplatte und dem Gasweg-Dichtring, die Optimierung der Adapterplattenstruktur und die Vermeidung des Bruchs von Graphitringen während der Installation; Durch die Verwendung von hochtemperaturbeständigem Dichtmittel mit gleichmäßiger Dicke und angemessener Höhe für die Dichtungsbehandlung wird das Entweichen von Gas vollständig verhindert. Eine technische Lösung für die geteilte Öl- und Gaszufuhr mit zwei Graphitringen wurde ebenfalls im Inland entwickelt, wodurch der Öl- und Gas-Mischeffekt und die Lebensdauer weiter optimiert werden. Derzeit wurden in der heimischen Aluminiumverarbeitungsindustrie eine große Anzahl fortschrittlicher hydraulischer halbkontinuierlicher Gießmaschinen gebaut, mit unterschiedlichen hydraulischen Systemdesignkonzepten, aber zunehmend ausgereift. Mit der steigenden Nachfrage nach Speziallegierungsprodukten im Land ist die Frage, wie das hydraulische System importierter Gießmaschinen schrittweise verdaut und absorbiert und die Importabhängigkeit überwunden werden kann, zu einem wichtigen Thema bei der Verbesserung des Aluminiumverarbeitungsanlagensystems geworden.