壓鑄工藝是一種高精度、高效的金屬制造工藝，適用于工業(yè)、商業(yè)和消費品。壓鑄模具 的使用壽命很長，適合制造復雜的金屬零件，在大規(guī)模生產(chǎn)方面具有巨大的價值。幾種金屬可以制成合適的壓鑄材料。這些大多是有色金屬（不含大量鐵的金屬），盡管偶爾也可以使用黑色金屬。壓鑄材料主要是鋁 、鎂、鋅合金，它們都有獨特的優(yōu)點和適合的應用。 

本文著眼于最好的壓鑄材料，列出它們各自的優(yōu)點和在制造業(yè)中的常見應用。

什么是壓鑄？

壓鑄是金屬鑄造的一種形式，是將熔融金屬倒入或壓入模具型腔的一系列工藝。金屬鑄造有多種形式，包括砂型鑄造（低成本）、熔模鑄造（小批量）和壓鑄（大批量）。鑄造工藝在模型類型、模具類型、兼容材料和材料輸送方法（例如重力澆注與高壓注射）方面有所不同。

在金屬鑄造家族中，壓鑄特別適合復雜零件的大批量生產(chǎn)。這是因為它使用兩個工具鋼模具形式的永久模具。這些模具的制造成本昂貴（通常通過機械加工），但使用壽命很長，從長遠來看可以提供價值。

壓鑄應用于工業(yè)、商業(yè)和消費品生產(chǎn)的許多行業(yè)。與其他金屬鑄造技術相比，它更適合需要良好表面光潔度的小型或中型零件。

壓鑄工藝

壓鑄有幾種變體（在下一節(jié)中討論），但該過程通常遵循設定的程序。 

在壓鑄開始之前，制造商必須獲得兩個金屬模具：蓋模和頂出模。這兩個模具一起形成壓鑄模具，兩個半模之間的間隙充當模具型腔。模具通常由硬化工具鋼加工而成，非常耐用。

壓鑄過程的第一個適當階段包括準備鑄造模具。這需要在型腔壁上涂抹潤滑劑（通常是水基的），以確保鑄件不會粘在模具內(nèi)部。潤滑劑還有助于溫度控制。

下一階段是物資交付。在大多數(shù)壓鑄裝置中，壓鑄機在高壓下將熔融金屬注入模具型腔，但確切的壓力程度取決于材料的類型以及是熱室壓鑄機還是冷室壓鑄機。壓力確保材料被迫進入最小的縫隙，并且當熔融金屬冷卻和凝固時保持該壓力以減輕收縮。

當金屬在型腔內(nèi)冷卻并凝固后，打開模具并用頂桿輕輕地將鑄件推出模具，從而將鑄件頂出。彈出后可以立即準備另一次注射，從而能夠快速批量制造相同的零件。 

壓鑄過程的最后階段是落砂階段，該階段涉及切割（手動或通過特殊機械）附著在鑄件上的多余金屬碎片，包括分型線和任何澆口、流道和澆口（鑄件的一部分）的飛邊。允許熔融金屬進入模具型腔的模具設計）。

壓鑄可產(chǎn)生出色的表面光潔度，不需要與機加工或 3D 打印零件等相同水平的后處理。

熱室壓鑄與冷室壓鑄

壓鑄分為兩個主要子類型：熱室壓鑄和冷室壓鑄。這些亞型在金屬熔化位置和注射方式方面有所不同。至關重要的是，只有某些材料適合熱室壓鑄。（請注意，冷室壓鑄仍然需要完全熔融的金屬；它不加工固態(tài)金屬。）

熱室壓鑄的主要特點是能夠在壓鑄機內(nèi)加熱金屬。這些系統(tǒng)有時被稱為鵝頸機，包含一個內(nèi)燃區(qū)域和一個熔融金屬罐。活塞（液壓或氣動）迫使熔融金屬從腔室進入模具，然后腔室可以立即重新填充，為下一次注射做好準備。

冷室壓鑄需要對壓鑄材料進行外部加熱，然后必須用轉移管或鋼包將熔融金屬轉移到壓鑄機中。沖頭迫使熔融金屬從腔室進入模具（壓力高于熱室壓鑄所用壓力）。這個過程比較慢，因為每次注射都需要從外部來源轉移金屬。

盡管熱室壓鑄速度更快，但其材料兼容性受到更多限制。它通常僅適用于低熔點金屬，例如鋅、鎂和鉛合金。它無法加工鋁合金，因為鋁合金會從腔室中拾取鐵。

壓鑄材料注意事項

制造商在選擇壓鑄材料時必須考慮某些因素和變量。這些包括：

·    材料是否適合熱室壓鑄

·    材料成本

·    間接材料成本（例如所需的任何額外后處理）

·    材料結構特性

·    力量

·    重量

·    表面光潔度

·    機械加工性

在為零件或原型選擇壓鑄材料時，應考慮所有這些因素。

壓鑄鋁合金

鋁是主要壓鑄金屬之一，鋁合金用于冷室壓鑄。這些合金通常含有硅、銅和鎂。

壓鑄鋁合金重量輕，具有良好的尺寸穩(wěn)定性，這使其成為復雜、精細零件的良好選擇。其他優(yōu)點包括良好的耐腐蝕性、耐溫性以及導熱性和導電性。

常見的壓鑄鋁合金包括：

·    380：一種通用鋁合金，平衡了鑄造性和良好的機械性能。它用于各種各樣的產(chǎn)品，包括發(fā)動機支架、家具、電子外殼、框架、手柄、變速箱殼和電動工具。

·    390：一種具有優(yōu)異耐磨性和抗振性的合金。它專為汽車發(fā)動機缸體壓鑄而開發(fā)，也適用于閥體、葉輪和泵殼。

·    413：一種具有優(yōu)異鑄造性能的鋁合金。它具有良好的壓力密封性，因此可用于液壓缸、建筑部件以及食品和乳制品行業(yè)設備等產(chǎn)品。

·    443：最具延展性的壓鑄鋁合金，這種合金適用于消費品，特別是那些鑄造后需要塑性變形的產(chǎn)品。

·    518：一種延展性鋁合金，具有良好的耐腐蝕性。它用于多種產(chǎn)品，包括飛機五金配件、裝飾五金件和自動扶梯部件。

鎂壓鑄合金

鎂是另一種非常流行的壓鑄材料。它甚至比鋁更輕，并且具有高度可加工性的附加優(yōu)勢，使其適合需要額外加工細節(jié)或加工表面精加工的鑄件。

鎂壓鑄合金的一個主要優(yōu)點是它們適用于熱室壓鑄，這使得它們比鋁等壓鑄金屬更容易使用。鎂合金中的其他元素包括鋁、鋅、錳和硅。

常見的鎂壓鑄合金包括：

·    AZ91D：一種通用合金，具有良好的鑄造性、耐腐蝕性和強度重量比。應用包括機械和動力傳動系統(tǒng)部件。

·    AM60：一種具有良好鑄造性、強度、減振性和延展性的合金。它用于汽車部件，例如座椅框架和面板。

·    稀土合金 AS41B 和 AE42 ：具有優(yōu)異耐溫性以及良好抗蠕變性、耐腐蝕性和延展性的合金。這兩種合金都存在于發(fā)動機零件中。

壓鑄鋅合金

壓鑄金屬的另一個主要類別是鋅合金。鋅可在熱室壓鑄機中鑄造，是最適合制造商的壓鑄材料，并具有其他優(yōu)點，如沖擊強度、延展性和電鍍適應性。由于其可鑄造性，它還可以最大限度地減少模具磨損。

鋅比鋁和鎂重，通常與鋁、銅和鎂形成合金。

常見的壓鑄鋅合金包括：

·    Zamak 3：一種通用鋅合金，易于鑄造并具有出色的尺寸穩(wěn)定性。在北美，超過三分之二的鋅壓鑄件使用 Zamak 3。示例用途包括吊扇和管道部件。

·    Zamak 2：一種稍強且更昂貴的合金，添加了銅含量。它通常用于生產(chǎn)塑料注射成型模具。

·    Zamak 5：一種鋅合金，其成分與 Zamak 3 接近，但抗拉強度更高，延展性更低。廣泛用于汽車零部件和車輪平衡塊等產(chǎn)品。

其他壓鑄合金

除鋅鋁合金外，其他壓鑄材料還包括銅、硅合金、鉛和錫合金。

銅合金除了優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性外，還具有高強度、硬度和耐腐蝕性。同時鉛和錫合金非常致密，可以耐腐蝕。鋅鋁合金可通過 ZA 前綴來識別；鋁含量較低的產(chǎn)品可以采用熱室壓鑄，但鋁含量為 11% 或以上的產(chǎn)品通常不能采用熱室壓鑄。

【譯自：https://www.3erp.com/blog/die-casting-materials-when-to-use-them/】