金屬壓鑄是一種系統(tǒng)化的工藝，能夠生產出各種各樣的金屬零件。這種技術使得以較低成本生產堅固、精密、輕量化的金屬部件變得更加容易。通過壓鑄工藝制造的零件或部件廣泛應用于消費類及工業(yè)類部件。

盡管金屬壓鑄是一種靈活的生產工藝，但建議在使用前要充分了解該技術。那么，什么是壓鑄？壓鑄是如何工作的？壓鑄有哪些不同類型和優(yōu)勢？請繼續(xù)閱讀。

什么是壓鑄？

壓鑄是指利用高壓將熔融金屬注入模具的過程，液壓機確保模具的閉合面幾乎完美貼合形成密封，將構成型腔的硬化工具鋼部件壓合在一起。

金屬壓鑄能夠生產出具有出色表面處理效果和精確尺寸的精密金屬零件。由于其能夠制造復雜零件的能力，因此非常適合大規(guī)模產品制造。

壓鑄使用哪些金屬材料？

壓鑄中金屬的選擇取決于具體應用的要求。例如，由于鋁具有重量輕且耐腐蝕的特性，常被用于制造汽車零部件。讓我們來看看壓鑄中使用的不同金屬材料。

鋁

鋁是壓鑄中主要的金屬，其合金用于冷室壓鑄工藝。這些鋁合金通常包含鎂、銅和硅等元素。

鋁基壓鑄合金是制造精細、復雜零件的理想選擇，因為它們重量輕且具有良好的尺寸穩(wěn)定性。此外，它們對溫度波動、腐蝕、電和熱具有良好的傳導性。以下是一些常用的鋁合金壓鑄材料：

• 鋁合金380：這是一種通用鋁合金，兼具鑄造性能和機械性能，廣泛應用于發(fā)動機支架、家具、電子外殼、框架、把手、齒輪箱、電動工具等領域。
• 鋁合金B(yǎng)390：該合金具有出色的抗振動和耐磨性能。常用于泵殼、閥體和葉輪的制造。
• 鋁合金413：由于其高壓可壓縮性，該合金具有出色的鑄造性能。AL413常用于建筑部件、食品機械和液壓缸的制造。
• 鋁合金443：在所有用于壓鑄的鋁合金中，AL443具有良好的延展性。這使得它非常適合制造消費品，尤其是那些在鑄造后需要進行塑性變形的產品。

鎂

鎂是另一種常用的壓鑄金屬。鎂合金中的其他元素包括鋁、鋅、錳和硅。鎂不僅比鋁輕，而且加工性能更好，非常適合在鑄造后需要進行額外加工或表面處理的產品。

壓鑄鎂合金比鋁等金屬更容易鑄造，這主要是因為它們適用于熱室壓鑄工藝。以下是一些常用的鎂合金壓鑄材料：

• AZ91D：該合金具有高強度重量比、出色的耐腐蝕性和鑄造性能，是動力傳動部件和機械部件的熱門選擇。
• AM60：AM60結合了強度、延展性、減振性能和良好的鑄造性能，是汽車部件（如面板和座椅框架）的首選。
• AS41B和AE42：這些獨特的稀土合金具有高溫耐受性，并提供了出色的抗蠕變、耐腐蝕和延展性能。但它們的價格較為昂貴。

鋅

鋅合金在壓鑄金屬中占有重要地位。它們易于制造，適用于熱室壓鑄機，并提供了額外的優(yōu)勢，如抗沖擊強度、延展性和電鍍兼容性。以下是一些常用的鋅合金壓鑄材料：

• Zamak 3：這是一種通用鋅合金，以其尺寸穩(wěn)定性和易鑄造性而聞名。Zamak 3用于制造管道部件和吊扇等產品。
• Zamak 2：該合金添加了額外的銅，雖然價格稍高，但強度更大。
• Zamak 5：這是一種鋅基合金，與Zamak 3相似，但延展性較低，抗拉強度較高。因此，它是輪轂配重等產品的首選合金。

壓鑄操作步驟

在壓鑄過程中，高壓對于將熔融金屬注入模具非常重要。以下是壓鑄中涉及的多步驟過程：

1. 模具制造

首先，使用計算機輔助設計（CAD）軟件設計模具。該軟件允許創(chuàng)建模具的三維（3D）模型。設計完成后，即可開始制造實際的模具。這涉及使用數控機床從金屬塊上加工出模具。切割完成后，模具通常需要進行熱處理以使其硬化。

2. 合模

合模是壓鑄的初始階段。為了確保熔融金屬能夠高效注入并順利取出凝固的產品，事先對模具進行潤滑和清潔以去除任何雜質。清潔并潤滑后，施加高壓以夾緊并關閉模具。

3. 壓鑄

為了注入熔融金屬，應將其倒入注射室。這一步驟根據所使用的工藝而有所不同，例如冷室壓鑄和熱室壓鑄。需要注意的是，這一階段需要液壓系統(tǒng)產生的高壓。

4. 冷卻

壓鑄完成后，必須對其進行冷卻并從模具中取出。這一步驟對于保持壓鑄件的結構完整性至關重要。制造商通常在壓鑄的這一階段采用強制冷卻或自然冷卻。不過，所使用的冷卻類型通常取決于壓鑄件的大小和復雜性。

5. 頂出

冷卻后，制造商使用頂出銷將壓鑄件從模具腔中頂出并從模具中取出。確保最終產品在頂出前已完全凝固。

6. 修邊

最后階段涉及去除成品壓鑄件澆口和流道中可能存在的多余金屬。修邊可以使用鋸子、砂輪、修邊?；蚱渌ぞ咄瓿?。這一過程的優(yōu)點在于，去除的部分可以回收再利用。在這一過程中，必須非常小心以防止損壞壓鑄件。

壓鑄類型及其變體

壓鑄中常用的兩種方法是熱室壓鑄和冷室壓鑄技術。每種方法都獨具特色，適用于不同的場景。

熱室壓鑄

熱室壓鑄工藝適用于熔點較低的材料，如鎂合金、錫、鋅和鉛。這是為了防止與熔點較高的金屬或合金接觸時損壞泵。通過液壓系統(tǒng)施加壓力，將熔融金屬注入模具。

冷室壓鑄

當處理熔點較高的材料（如鋁）時，冷室壓鑄是理想的方法。由于熔化這些材料所需的高溫可能會損壞泵送系統(tǒng)，因此這一工藝非常適合此類金屬。

這是一種高壓壓鑄工藝，涉及將熔融材料倒入冷室，然后將其注入模具。冷室工藝中使用的液壓系統(tǒng)與熱室工藝中使用的相似。然而，這可能需要高達2000至20000 psi的更高壓力。

壓鑄的不同變體

以下變體適用于解決鑄造過程中可能出現的缺陷、事故、變形和其他問題。

1. 半固態(tài)壓鑄（SSDC）

該工藝也稱為觸變成形，涉及將由小塊組成的料坯加熱至液固相變溫度（觸變狀態(tài)），這使得材料能夠在壓力下進入型腔。由于大部分熔體膨脹發(fā)生在相變時或相變后不久，因此這一工藝能夠最大限度地減少收縮、縮短加工時間，并由于較低的操作溫度而提高精度。

2. 真空壓鑄

這是一種制造高質量金屬零件的特殊方法，具有更高的精度。通過放置在熔融儲罐上方的工具將熔體吸入，利用真空將熔體輸送到型腔。在澆入熱金屬之前，它們會去除模具中的空氣和氣體。這使得零件更加優(yōu)質和精確。

真空壓鑄通常用于鋁和鎂的鑄造，它有助于制造出用于汽車、飛機和電子產品中的堅固且精細的零件。

3. 擠壓壓鑄

在這一過程中，模具被填滿后被擠壓關閉，迫使填充物進入通常不易填充的小型腔部分。這種鑄造方法非常適合用于高粘度金屬（如鋅、鎳和銅）的鑄造。

4. 重力或低壓壓鑄

這種不太復雜的方法通過允許使用重力進料（甚至手工舀?。┨畛漭^厚部分來降低模具成本和設備復雜性。理想情況下，這種方法應與對稱的圓形鋁壓鑄部件一起使用。

壓鑄工藝的優(yōu)勢與局限

壓鑄是快且成本較低的生產方法之一。單個模具可以生產出數十萬件既精確又尺寸完美的零件。以下是壓鑄的一些優(yōu)勢和局限：

壓鑄工藝的優(yōu)勢

• 良好的機械性能：壓鑄件具有良好的機械強度，盡管不如鍛造件強。它還能生產出具有改進的導電性、硬度和耐久性的零件。
• 出色的表面處理效果：壓鑄能夠快速制造出具有光滑或紋理表面的復雜零件，具體取決于您的要求。
• 快速的交貨時間：當鑄造模具準備好后，平均壓鑄工藝周期非常短，通常只需幾天時間，具體取決于材料的大小和特性。
• 成本效益高：壓鑄具有很高的成本效益，尤其是在批量生產時。隨著時間的推移，每件零件的成本會顯著降低。

壓鑄工藝的局限

• 材料使用受限：壓鑄僅適用于具有高流動性的金屬，這限制了可用于該工藝的材料數量和類型。
• 勞動密集型：該工藝，尤其是在冷卻階段，需要持續(xù)的監(jiān)控。
• 模具不可更改：由于模具由硬化鋼制成，因此無法更改或調整。它們的制造成本也很高。

設計壓鑄幾何形狀時需考慮的因素

壓鑄設計的幾何形狀控制著零件的填充和冷卻方式，以及其形狀如何影響孔隙率、晶粒和應力。以下是設計壓鑄幾何形狀時需考慮的因素：

拔模斜度

在壓鑄中，拔模斜度是指與模具方向平行的斜坡或錐度。模具內壁的錐度應大于外壁的錐度，因為這允許合金在冷卻和凝固過程中收縮并更緊密地貼合在壓鑄件內。如果內部拔模斜度較大，則完成后的零件將更容易且更準確地從模具中頂出。

加強筋和凸臺

通常，凸臺用作安裝點和支撐物，而加強筋則用于在不增加壁厚的情況下提供支撐。盡可能將所需的任何凸臺和加強筋直接集成到壓鑄件中，這可以增加了產品的整體強度，同時減少了銳角。

凹槽

如果您的零件需要輕量化，則壓鑄設計可以容納凹槽。這些凹槽也稱為省料孔，本質上是融入模具設計中的孔洞或開放區(qū)域。合理放置的凹槽可以使您的成品零件更輕，同時不會犧牲結構完整性。

壁厚均勻性

理想情況下，設計應使整個壓鑄件的壁厚保持一致。這并不意味著壁厚必須處處相同，但應盡量減少壁厚的顯著差異。均勻的壁厚更容易控制金屬流入模具的過程，并確保完全填充。

圓角和轉角

圓角是鑄造件中兩個表面通常會在銳角處相交的彎曲部分，在壓鑄中添加圓角是為了消除成品零件中不需要的銳邊和轉角。對于壓鑄件來說，較大的內外轉角半徑是有益的。

制造高質量金屬壓鑄件的技巧

壓鑄涉及將熔融材料注入模具。然而，為了獲得最佳的零件質量，請考慮以下技巧：

使用高質量金屬

您使用的材料會顯著影響壓鑄件的質量。選擇適合您應用的高質量合金，并確保它們不含污染物和雜質。此外，為了獲得最佳性能和一致的材料性能，請正確校準您的壓鑄機。

優(yōu)化模具設計

優(yōu)化模具設計是確保高質量產品的一種方法。應考慮壁厚、拔模角度和圓角等因素，以確保您的零件能夠輕松地從模具中頂出。此外，還應考慮澆口和流道的位置，以確保熔融金屬能夠順利進入型腔，并且不會留下任何間隙或缺陷。

質量控制

在生產高質量壓鑄件的過程中，實施有效的質量控制程序，這包括監(jiān)控工藝參數、檢查零件是否存在缺陷，并在必要時采取適當的行動。此外，為了發(fā)現趨勢并做出數據驅動的決策，請考慮實施統(tǒng)計過程控制（SPC）技術。

壓鑄件的表面處理選項

為了確保壓鑄件具有長壽命、保護性或吸引人的外觀，需要對其外表面進行良好的表面處理。壓鑄件有多種表面處理選項可供選擇。

粉末涂層

粉末涂層涉及將帶電粒子放置在壓鑄件的表面上。這種方法之所以理想，是因為它涂層均勻、能夠更好地控制厚度，并且能夠掩蓋壓鑄件表面上的微小瑕疵。

電鍍

電鍍是另一種為壓鑄件提供理想表面處理效果的方法。與陶瓷涂層一樣，這里的涂層也是一層薄層。兩種電鍍工藝都能提升產品的美觀度，有時還能提高其導電性。

仿古處理

這種表面處理類型能夠賦予壓鑄件一種陳舊外觀，它涉及在電鍍銅或其他合金后，用彩色材料（如硫化銅）涂覆壓鑄件。

噴漆

對于許多材料來說，噴漆既起到額外的保護作用，也起到裝飾作用。在噴漆之前，最好清潔金屬表面以去除任何污染物（如油），并涂上一層底漆，這有助于漆層附著。

不同行業(yè)中的壓鑄產品

壓鑄是一種用于制造各種高度功能化和獨特零件的工藝。以下是這些產品的一些應用：

• 汽車行業(yè)：汽車行業(yè)所需的變速器箱、連接器、微型發(fā)動機、齒輪和其他專用零件都是使用這種技術制造的。
• 航空航天行業(yè)：航空航天行業(yè)要求金屬部件重量輕、質量上乘，并能夠滿足嚴格的質量標準。壓鑄是一種能夠滿足這一要求的經濟實惠的方法。
• 消費類和工業(yè)產品：使用這種方法，可以制造出散熱器、連桿、壓縮機活塞和水槽水龍頭等消費類部件。

韋克您可靠的壓鑄服務供應商

壓鑄是一種用于制造金屬的重要方法，以其高效和低成本的生產而聞名。盡管該工藝并不復雜，但確實需要專業(yè)知識。因此，將業(yè)務外包給像韋克這樣的快速成型制造公司是一個更優(yōu)的選擇。

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常見問題解答

壓鑄模具有哪些類型？

壓鑄模具主要有四種類型。它們包括單型腔模具、多型腔模具、組合模具和單元模具。

注塑成型與壓鑄之間有什么區(qū)別？

這兩個過程之間的一個主要區(qū)別在于所使用的材料。壓鑄主要用于金屬（如鋅、鋁和鎂），而注塑成型則常用于塑料。

壓鑄的成本是多少？

鋁壓鑄的價格可能會因多種因素而顯著變化，包括零件的復雜性、尺寸和生產數量。