什么是压铸以及应用场景及种类

　　什么是压铸？

　　压铸是一种广泛使用的永久性模具金属铸造工艺，其中熔融金属在0.7至700 MPa的压力下被强制进入称为“模具”的模具中，然后凝固成金属铸件。压铸件，有时称为压力压铸件，用于汽车外壳、电器部件和玩具。

　　有色金属铝、锌、铜、镁、铅、锡和锡基合金被广泛用于生产坚固、高质量的复杂部件。将不同的化学元素添加到熔融金属中，以达到所需的金属化学成分，以满足一些具有挑战性的零件。

　　根据零件的复杂性、尺寸和材料，最终的零件可以是单件铸件，也可以是多件铸件。模具可以具有单个型腔、多个型腔、几个不同的零件型腔，或者是一个单元模具，其中多个模具组合在一起形成一个母模。

　　该工艺是在19世纪中叶引入的，用于为印刷行业制造零件。从那时起，它已成为具有许多技术进步的最关键的制造工艺之一，例如提高制造标准的冶金控制措施。

　　如下图所示，压铸可以生产具有复杂特征和出色表面光洁度的零件。它还可以与其他制造技术竞争，例如钣金冲压、锻造和其他铸造工艺。

　　的优点和缺点

　　压铸优势

　　压铸件相对便宜，并且可以为大批量生产提供统一的质量。较低的劳动力成本归功于半自动化或全自动流程。

　　复杂的形状和复杂的形状可以轻松铸造，零件尺寸从25g到25Kg不等。

　　由于在此过程中使用了高压，因此壁薄至0.38毫米的零件是可能的。

　　由于熔融金属在模壁处迅速冷却，铸件具有细粒硬皮，具有优异的强度。结果，随着壁厚的减小，压铸件的强度重量比增加

　　为原本要加工的轴承生成光滑的表面。

　　它可以高速生产最终成型的产品，需要很少或不需要后处理。

　　出色的尺寸精度和良好的表面光洁度–0.8-3.2 um Ra。

　　可以使用多腔模具或微型压铸件制造较小的零件

　　压铸的缺点

　　由于设备成本高，压铸件仅适用于大批量生产

　　高熔点金属和合金不适合

　　由于铁含量，不锈钢、碳钢和合金钢等黑色金属容易生锈，因此不适合

　　由于模具设计和工艺限制，无法铸造大件

　　高模具成本和通常较长的交货时间。

　　零件设计的更改既耗时又昂贵，因此值得在进行压铸之前对零件进行原型制作

　　由于截留的空气和气体造成的孔隙率会影响零件的完整性。真空压铸通过在熔融金属填充之前产生真空来减少孔隙率。

　　压铸类型

　　压铸机的两种基本类型是热室机和冷室机。这两种重要的铸造工艺类型的变化是真空、挤压、低压和半固态压铸。根据零件材料、几何形状、尺寸和复杂性，选择不同的压铸工艺。

　　热室工艺

　　热室工艺有时被称为热模或鹅颈管铸造工艺。在这个过程中，注射机构的柱塞和腔室浸入金属熔炉的熔融金属浴中，并用于不会化学腐蚀浸入的柱塞组件的低熔点金属。

　　在模具关闭的情况下，柱塞退出并打开腔室端口以允许熔融金属流入腔室。然后柱塞密封端口，同时将熔融金属通过鹅颈管和喷嘴推入模腔。进入模腔后，熔融金属保持在压力下，直到它在模具内凝固。由于高压，热室工艺比冷室工艺产生更高的生产率。

　　热室铸造更适合处理熔点较低的金属，例如锡和锌，以及合金。

　　热室压铸的优点

　　它提供了更快的生产速度——对于较小的组件，每小时最多可生产18,000次。

　　生产孔隙率降低的零件

　　在压铸机内熔化金属

　　该过程产生最小的浪费

　　由于熔点低，模具寿命更长

　　热室压铸的缺点

　　仅对大批量生产具有成本效益

　　不能使用高熔点金属

　　需要高压范围

　　金属流动性低，因此限制了产品的复杂性

　　热处理问题

　　脱模痕迹和模具分离线处的微量飞边可能会残留。

　　冷室工艺

　　在冷室工艺中，熔融金属在推入模具之前被倒入注射筒的射套或室部分。因为套筒没有被加热，这个过程被称为冷室工艺。由于金属熔炉是独立的，因此不存在腐蚀问题。

　　当熔融材料通过浇注孔从熔炉转移到喷丸室时，冷室工艺开始。然后液压柱塞密封冷室端口并在压力下迫使金属进入模腔。压力范围在30Mpa和150 MPa之间。

　　该工艺通常用于铝、镁和铜的高熔点合金，而包括黑色金属在内的其他金属也可以铸造。铝和某些镁合金的熔融金属温度从600°C开始，而铜基和铁基合金的熔融金属温度显着升高。

　　冷室压铸的优势

　　更高强度的零件

　　由于注射过程中压力增加，金属铸件更致密

　　降低维护成本

　　它为零件带来了卓越的尺寸精度。

　　可能的高速生产。

　　易于执行的过程。

　　冷室压铸的缺点

　　循环时间比热室压铸慢。

　　这可能是由于将金属从熔炉转移到腔室。

　　在此过程中，氧化和其他污染物的水平仍然很高。

　　最终零件的质量更容易受到污染物的影响。

　　低压压铸工艺

　　围绕某个旋转轴对称的铝制部件极大地支持了低压压铸的理念。车辆的车轮是低压压铸的一个明显例子。在这种类型的压铸中，模具垂直保持在熔融金属浴的上方。它通过一个立管与它保持连接。然后将加热的金属在腔室中从20kPa加压到100kPa，将熔融金属向上拉入模具中。

　　真空压铸

　　真空压铸工艺是两种传统压铸方法的补充，与冷室工艺最相关。在熔融金属进入模腔之前，真空源去除模腔内的空气和气体。

　　这种类型的压铸最大限度地减少了湍流和气体夹杂物，并且有利于用于铸后热处理的应用。

　　这种铸造类型的一些优点是改善了机械性能、更好的表面光洁度、尺寸稳定性、更短的循环时间、减少了由截留气体引起的缺陷。零件也可以进行热处理

　　挤压铸造工艺

　　挤压铸造，也称为液态金属锻造，结合了铸造和锻造的特点，以制造汽车部件和砂浆体。其中熔融金属被挤压到模具中，同时填充模具的凹陷区域，在工艺结束时提供非常致密的产品。这种方法也用于制造增强金属基复合材料，其中熔融铝渗入纤维增强结构。

　　挤压铸件减少了收缩和气孔，由于快速凝固引起的小晶粒结构而提高了机械质量，并具有优异的表面质量。铝和镁合金经常通过挤压铸造进行加工。

　　半固态金属成型

　　半固态金属成型（SSM），也称为半固态成型、半固态压铸或糊状加工，是一种兼具铸造和锻造特点，使用半熔融材料的压铸工艺。

　　它通常用于制造用于航空航天、压力容器、军事、发动机支架和缸体以及油泵滤清器外壳的铝合金零件。

　　它们可以生产具有薄壁、出色的机械性能、出色的表面光洁度、相对减少的孔隙率和严格的公差的复杂零件。它们也可以进行热处理。缺点之一是该过程极易受温度等环境因素的影响，因此制造设备和环境需要更多控制，从而导致设备昂贵。

　　压铸材料

　　虽然它可以铸造黑色金属和有色金属材料，但并非所有材料都适合压铸，因为该过程需要将材料加热到其熔点，然后将其压入可重复使用的模具中。因此，镁、锌、铝、铁、铜、硅、锡和铅等材料经常被用于压铸件。

　　铝

　　由于铝的低成本特性，它被广泛用于压铸工艺。压铸铝重量轻且环保，并且具有良好的尺寸稳定性，允许生产商生产薄壁和复杂几何形状的部件。由于铝部件的耐腐蚀性和导热/导电性，铝部件在航空航天、汽车和电子行业有多种用途。铝与硅和铜制成合金，以避免在高温下收缩或破碎。

　　锌

　　锌压铸是一种通用的生产方法，非常适合需要增加强度和延展性、高精度、严格公差和出色热特性的物品。锌压铸件最常见的例子是齿轮和连接器。锌可能需要与铝混合以提高最终产品的质量。由于这种金属的低熔点，锌压铸是热室压铸的理想选择。锌压铸件在消费电子和汽车领域有多种用途。

　　铜

　　几乎所有由铜制成的物品都是耐用的。此外，铜具有高耐腐蚀性。因此，它被广泛用于生产管道和电气行业的组件。

　　镁

　　当需要薄壁结构和高精度时，镁是一种理想的压铸金属。它具有高强度重量比，重量轻，因此广泛用于航空航天工业。

　　锌合金

　　锌合金，例如ZA合金和Zamak合金，仍然非常容易压铸，并且由于提高了强度和可铸性，它们的反应也是该工艺的理想选择。锌合金被广泛用作铁和黄铜的装饰和实用替代品。

　　青铜和黄铜合金

　　青铜和黄铜合金的压铸速度几乎与锌合金一样快。青铜和黄铜合金使生产商能够制造具有更好机械加工性的耐用部件，特别是在铅存在的情况下。

　　除了完全准确的内部检查外，黄铜合金还具有良好的耐腐蚀性、低熔化温度、低摩擦系数、由于包含铝而具有相对较高的强度和可回收性。

　　铅合金

　　铅合金用于制造防火设备、装饰金属物品和轴承。毫无疑问，这是因为它们具有耐腐蚀的能力。不建议将它们用于与食物接触的商品。

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