什么是压铸？ 工艺、材料、应用、成本

压铸将愿景变为现实，能够精确制造复杂的金属部件，这些部件是当今从汽车到电子等领先行业的支柱。该工艺的核心是将熔融金属高压注射到精心制作的模具中，为创新和卓越设计奠定了基础。

本文深入探讨了压铸工艺，从铸造产品的战略冷却到其各种材料和应用。对于制造领域的人员来说，掌握压铸的全部范围不仅有益，而且至关重要。

什么是压铸？

压铸是一种多功能且高效的金属铸造工艺，以使用可重复使用的模具（称为模具）生产几何形状复杂的金属零件而闻名。该工艺涉及在高压下将熔融金属压入这些模具中，这种方法特别适合批量生产具有精度、可重复性和高表面光洁度的部件。

压铸技术起源于 19 世纪中叶，最初的开发目的是为印刷行业制造活字印刷术，但其潜力迅速扩展到汽车、航空航天和电子等其他领域。如今，它主要使用铝、锌和镁等有色金属，使其成为从微小复杂玩具到关键汽车零部件等各种产品制造的基石。

压铸与其他铸造方法的区别在于它能够生产具有严格公差和最少加工的零件。压铸件的经济效益和高耐用性也使其成为旨在减少材料浪费和提高生产率的制造商的首选。

创新中心 压铸 工作s 

制造过程的标准机制包括在受控压力下将熔融金属注入模具，如下所示：

第 1 步：模具准备

模具有不同的尺寸和设计。在设计和腔体数量方面，您应该考虑以下类型：  

• 单型腔模具是最简单的模具类型，具有一个型腔，每个周期能够生产一个零件。
• 多腔模具具有更复杂的设计，其特征是单个模具中具有相同的腔。它可以在每个周期生产多个但相同的零件，因此可用于单个零件的大规模生产。
• 组合模具在模具内具有不同设计的型腔。因此，它们更加灵活，可以在每个周期创建不同类型的零件。
• 单元模具是一种特殊模具，适用于制造具有复杂几何形状的零件而不降低精度。例如带有铸件或薄壁的压铸产品。

制造模具后，对其进行清洁，以去除可能影响零件质量的污染物。此外，对其进行预热以防止出现裂纹等热缺陷。当模具和液态金属之间存在显着温差时，就会出现裂纹。

第2步：注射过程

注射取决于它是热室系统还是冷室系统。对于冷室系统，熔化在铸造机外部进行。另一方面，熔化发生在热室铸造机内。然后，以适当的压力将材料注入模具中。

第 3 步：冷却

让熔融金属冷却并凝固以形成最终部件。冷却应在模具仍夹紧时进行。此外，根据压铸的变化，可能会在保持或增加压力的同时进行冷却。例如，在压力压铸中，在连续压力下进行冷却以防止收缩。

第 4 步：弹射

铸件完全凝固后，松开模具以启动机器的顶针。这会将凝固的部分推出。通过在注射熔融金属之前润滑模具并引入拔模角，可以更容易地顶出零件。

第 5 步：修剪

压铸零件经过修整，以去除毛边和其他在零件上留下多余材料的缺陷。还可以使用一些后加工工艺（例如磨削）进行修整，以确保更严格的公差。此外，压铸件还可以经历其他 金属表面处理 改善机械性能、功能和美观。

压铸的类型

压铸有两种类型：热室压铸和冷室压铸，基于金属熔化和注射机制。本节对这两种类型进行简单解释：

热室压铸

热室压铸也称为鹅颈铸造，是压铸行业中最重要的方法之一，特别适合低熔点金属，例如锌、镁和某些铝合金。该工艺的特点是速度快、效率高，涉及到铸造机本身不可或缺的熔炉，可实现快速循环并提高生产量。

该过程从直接连接到压铸机的熔融金属储罐开始。气动柱塞将熔融金属通过鹅颈形管推入模腔。这种设置不仅加快了工艺速度，还减少了金属与空气的接触，显着减少了氧化，并有助于生产更坚固、更致密的部件。

热室压铸非常适合生产需要详细特征和严格公差的中小型零件，例如消费电子产品的齿轮、连接器和外壳。它能够提供具有良好表面光洁度和尺寸一致性的高质量零件，这使得它在批量生产和材料完整性至关重要的行业中不可或缺。

冷室压铸

冷室压铸是用于高熔化温度金属（例如铝、铜及其合金）的重要工艺，无法在热室压铸机中加工而不损坏金属。这种方法对于制造需要这些金属提供的卓越强度和热性能的组件至关重要，这使其在汽车、航空航天和重型机械行业中至关重要。

与热室工艺不同，冷室工艺涉及手动将熔融金属倒入冷室，其中液压或机械柱塞将金属推入模腔。这种将熔化过程与压力机分离的方法可以处理金属，否则这些金属会因其高熔点而降低机器部件的性能。

冷室铸造系统因其能够生产具有卓越机械性能和高水平耐用性的大型、坚固零件而受到特别赞赏。该工艺还适应更高的熔化温度，从而提供更广泛的合金选择，使其灵活且对于生产必须承受极端条件的关键零件来说不可或缺。

下面总结一下hot和hot之间的区别 冷室压铸:

热室压铸	冷室压铸
熔化发生在铸造机内部	熔化发生在铸造机外部
使用低压（1000psi 至 5000psi）	使用更高的压力（1500psi 至 25,000psi）
它采用水平注射	它采用水平和垂直注射
连续加热导致能耗更高	由于熔化在机器外部进行，因此能耗更低。
适用于小型、复杂零件的大批量生产	适用于大型复杂零件

的变化 压铸工艺

制造过程有不同的变化，可以修改通用模板以提高功能或美学价值。他们包括：

重力压铸

重力铸造与传统压铸不同，它利用重力进行充型。该工艺的优点包括减少能源消耗、减少废物产生、减少空气滞留和尺寸精度高。铸造工艺适用于汽车工业，用于制造发动机缸体、气缸盖、泵壳、变速箱壳体等结构件。

压力压铸

压力铸造分为两种类型： 低压铸造 （LPDC）和 高压压铸 （高压直流）。根据填充机制，每一种都有优点。 HPDC 的填充在高压（1000 psi 至 25000 psi）下进行，使其快速且适合生产薄壁零件。在LPDC中，填充发生在低压（0.08MPa至0.1MPa）下。这可以防止空气滞留，使其适合制造尺寸精确且无孔的零件。

压力铸造适用于高精度加工。例如，航空航天和汽车工业用它来制造结构件发动机缸体和气缸盖，而电子工业用它来制造电子外壳。

真空压铸

真空铸造的唯一不同之处在于使用真空来防止空气滞留。这可以提高表面光洁度和尺寸精度。铸造工艺适用于汽车、医疗和航空航天工业。常见的零件包括变速箱、铝制植入物和支架。

挤压压铸

挤压铸件具有机械性能提高、孔隙率降低、尺寸精度更高等优点。因此，它们在汽车工业中很常见，用于制造悬架、转向节和变速箱等部件。

半固态压铸

半固态压铸也称为触变成型或流变铸造，可生产具有严格公差和尺寸精度的零件。它们适用于制造具有复杂几何形状的零件，例如变速箱、发动机支架和电子外壳。

金属材料 使用d in 压铸

该制造工艺适用于铝、锌和镁合金等有色金属材料。以下是该过程的最佳材料以及您应该考虑它们的原因：

铝合金

铝合金（例如合金 380、360、390 和 413）在熔融状态下具有低粘度，这使其能够在铸造过程中自由流动。下面重点介绍的机械性能使其在汽车、航空航天和其他行业中广受欢迎。 

• 优异的耐腐蚀性
• 高强度重量比 
• 出色的 EMI 和 RFI 屏蔽性能
• 极好的硬度
• 良好的刚度
• 优良的导热性
• 承受所有压铸合金的最高工作温度
• 薄壁尺寸稳定性高
• 高导电性
• 良好的表面光洁度特性
• 完全可回收

镁合金

镁合金的高流动性和良好的铸造性减少了模具填充过程中的孔隙率。此外，压铸专家更喜欢它们而不是铝合金，因为它们更适合制造设计复杂且耐腐蚀性高的零件。

一种流行的铸造镁合金是 AZ91D。该合金与铝和钢一样坚固，但分别比两者轻 33% 和 75%。

锌合金

锌合金的高铸造性、低熔点和高凝固速率使其成为另一种广受欢迎的铸造金属。

锌压铸工艺中常用的合金有 Zamak #2、#3、#5、#7、ZA8 和 ZA27。它们缩短了循环时间，延长了模具寿命，并具有出色的机械性能。

铜

铜合金在快速冷却过程中不会破裂，并且能够制造具有细晶粒结构的零件，这使其成为压铸中的另一种重要材料。此外，它们还具有高强度、耐用性、导热性等优点，可用于不同行业。

锡

锡合金主要成分为锡 (90%)、铜 (2.5%)、铅 (7.5%) 和少量其他元素，例如锑。由于其熔点低（170⁰摄氏到230⁰c)、流动性好，耐腐蚀性好。

尽管它是一种良好的铸造材料，但铅的存在会导致环境和健康问题。结果，它降低了现代铸造的工业接受度。

铅

铅是一种柔软的延展性材料，具有低熔点、良好的耐腐蚀性和低摩擦力。它与锡等其他金属结合，但其高毒性降低了其工业应用。

锡基合金

锡基合金是软且有延展性的金属，具有低熔点（232⁰C）。此外，它还具有良好的耐腐蚀性和流动性，适用于金属压铸。锡通常与铜和锑等其他金属结合使用，以获得更好的机械性能。

设计 连接器侧配给SIn 压铸

了解材料和铸造变化会影响零件的质量。但是，您还应该考虑以下几何特征，以提高零件的性能、可制造性和成本效益。 

草案

拔模角是集成到模具垂直方向的斜率，以便于更轻松地脱模零件。然而，角度取决于铸造材料、表面光洁度、壁厚和几何复杂性。

在模具设计过程中避免拔模斜度会导致零件在顶出过程中粘在/拖拉在模具上。因此，它可能会损坏零件和/或模具。采用较大的拔模角将增加材料的使用和制造成本。

一般拔模斜度为1⁰ 到2⁰ 将改善零件的顶出。对于典型的 铝压铸，建议拔模角为 2⁰ 每侧以适应材料的磨损性。另一方面，锌的收缩率为 0.7%，您可以在工具设计中考虑这一点。

圆角半径

圆角半径在无法避免尖角的零件设计中非常重要。它们通过将应力均匀分布在整个零件上来减少尖角处的应力集中。圆角半径取决于零件几何形状、铸造材料和功能要求。

建议最小圆角半径为 0.4 毫米，但限制为 0.8 毫米。大的圆角半径会减少应力，但会增加材料的使用和加工成本。另一方面，较小的圆角半径可能无法提供足够的应力消除。

分型线

分型线是两个半模相交的线。确保分型线笔直。此外，它的位置和方向必须尽量减少其可见性，并且不影响零件功能。零件几何形状、底切、拔模和浇口等因素会影响分型线的位置。

老板

凸台是添加到压铸件中的一项功能，用作安装点。它们应该具有通用的壁厚以获得最大强度。选择凸台时，请考虑其直径、高度和壁厚。过大或过小的凸台可能会导致装配问题、零件变形或零件强度降低。

肋骨

肋是薄而凸起的特征​​，可以在不增加零件重量或材料使用的情况下增加零件的强度，并且可以最大限度地减少零件偏转并提高尺寸稳定性。选择加强筋时，请考虑零件尺寸、形状、厚度、高宽比和间距。使用过厚或过薄的加强筋会导致缩痕或翘曲。

孔和窗

正确设计的孔和窗可起到通风、排水或组件集成的作用。设计人员在合并过程中应考虑孔径、深度和位置，以防止零件缺陷或功能问题。

应用领域 和用途 压铸件

压铸适用于使用铝、锌、镁等有色金属材料的行业。示例包括：

航空航天

航空航天工业使用金属铸造来制造飞机发动机部件，例如使用铝合金（例如ADC12、A380）和镁合金（例如AZ91D）的外壳和支架。

该行业依赖于制造工艺，因为它适合所使用的材料，例如铝、镁等。此外，它还能确保尺寸精度并与行业特有的复杂几何形状兼容。

汽车行业

汽车工业利用该制造工艺来制造发动机部件，如气缸盖、变速箱壳体、缸体，以及车身部件，如轮辋和门把手。示例 汽车压铸 工业上使用的材料包括铝合金（例如ADC12、A380）、锌合金（例如ZAMAK）和镁合金（例如AZ91D）。

电子

它适用于使用铝合金（例如ADC12、A380）、锌合金（例如ZAMAK）和镁合金（例如AZ91D）制造电子元件，例如连接器、散热器和外壳。制造过程可以精确地制造电子行业常见的具有复杂细节的零件。

消费品

厨房用具、电动工具和其他硬件等消费产品均采用铝、锌和锡合金采用压铸工艺制造。压铸具有高生产率、大规模生产和成本效益，这对于制造这些产品非常重要。

建设

建筑行业利用压铸工艺来制造铰链、窗框和固定装置等硬件。制造过程可以生产形状复杂的零件，因此当功能和审美吸引力很重要时，制造过程就很重要。

的好处 压铸 

金属压铸广泛的工业应用是由于它比其他制造工艺有一些优点。他们包括：

极佳的准确性

它生产尺寸精度高的零件。然而，精度取决于类型、变化和预先设计的压铸模具。例如，用先进的数控机床制造的模具，例如 5轴数控机床，可以实现严格的公差。此外，LPDC 和重力压铸等可促进模具正确填充的变体更加准确。

复杂的细节

制造可以制造具有复杂几何形状的零件，包括铸件、薄壁等。这种将复杂细节融入设计的能力允许生产具有不同形状和功能的零件。

大批量快速交付

这是一种大批量生产工艺，单位零件的成本较低。然而，速度取决于铸造变化和模具设计。例如，高压铸造由于使用的压力高而速度快，并且使用多个和组合模具可以提高速度、数量和单位成本

光滑的表面处理

铸造金属零件将具有光滑的表面光洁度，尤其是在使用低压铸造、重力铸造和半固态铸造等技术时。压力确保模具的正确填充，从而提高尺寸精度并减少空气滞留，从而确保最小的孔隙率。

模具寿命长

模具通常由优质钢制成，这种钢很坚韧，可以承受压铸过程中的高压和高温。钢材的坚固性和耐用性是模具寿命的关键。

限制 an查LLE恩格斯 压铸件

金属压铸件也有一些限制，可以决定您是否使用它。本节将介绍这些限制以及如何解决这些限制。

仅适用于有色金属

它仅适用于最佳熔点适中的有色金属，如铝、锌和镁。钢和铁等黑色金属的熔点较高，需要特殊设备来铸造。

模具成本高

模具的制造成本很高，因为数控加工是大批量生产过程，而制造模具有时是一个单一的过程。此外，处理复杂零件并使用钢材时成本更高

对缺陷的敏感性

取决于 压铸类型 和变化，零件容易出现孔隙、收缩和表面缺陷等缺陷。例如，高压铸造中会出现滞留空气，并可能在零件表面形成气孔。这些孔在热处理过程中可能会形成气泡，而解决这些缺陷可能会由于额外的表面精加工程序而导致更高的制造成本。

不适合小型项目

它的初始投资成本很高，包括设置成本、模具制造等。为了降低单位零件的成本，鼓励大规模生产。因此，铸造工艺不适合小规模项目和一次性零件生产。

压铸与其他制造工艺的比较

压铸可能与注塑和锻造等工艺相混淆。然而，它们是不同的，如本节所示：

之间的区别 压铸 和注塑

压铸与注塑 这是制造业新手之间流行的比较。两者都采用相同的注射原理，适合制造具有复杂细节且具有出色表面光洁度的零件。

然而，它们的不同之处在于工件和模具材料。注塑成型使用钢或铝模具，仅与塑料聚合物兼容，而另一种则适用于有色金属，并使用钢模具。两个进程之间的其他差异如下表所示：

差异	压铸	注塑成型
工艺	在压力下将金属注射到预先设计的钢模具中	在压力下将熔融塑料注射到预先设计的钢或铝模具中
材料	有色金属合金（例如铝、锌、镁）	热塑性或热固性塑料
模具材料	铁件	钢或铝
冷却时间	更长的冷却时间	更短的冷却时间
生产速度	比较慢	快
加工成本	由于使用钢模具，压铸模具成本较高	由于使用铝模具，模具成本更低
零件成本	由于生产时间较长而导致零件成本较高	由于生产时间更快，零件成本更低

锻造和压铸之间的区别

锻造和压铸的主要区别在于模具的使用。锻造涉及通过施加压缩力使加热的金属成型，而另一种则依赖于将熔融金属注入预先设计的模具中。两种金属制造之间的差异如下表所示。

差异	铸造	压铸
工艺	涉及通过施加压缩力使金属成型	在压力下将熔融状态的金属注射到模具中
材料	适用于黑色金属和有色金属，例如钢和铝	仅适用于铝、锌、镁等有色金属
成型材料	不需要模具。但它使用的是模具	钢模具
生产速度	比较慢	快
公差控制	中等耐受性	精密模具制造工艺带来的高公差控制
最终零件属性	锻造工艺提高了机械性能	机械性能取决于铸造材料

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压铸是一种简单的金属制造工艺，但可能需要很少的知识和经验。因此，外包给像我们这样合适的服务提供商是更好的方法。

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结论

压铸是一种尺寸精度高的金属制造工艺。本文讨论铸造工艺、其工作原理以及兼容材料，以便您做出明智的决定。

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