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(fèi)品。壓鑄模具 的使用壽命很長(zhǎng)，適合制造復(fù)雜的金屬零件，在大規(guī)模生產(chǎn)方面具有巨大的價(jià)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(dú)特的優(yōu)點(diǎn)和適合的應(yīng)用。 

本文著眼于最好的壓鑄材料，列出它們各自的優(yōu)點(diǎn)和在制造業(yè)中的常見(jiàn)應(yīng)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(fù)雜零件的大批量生產(chǎn)。這是因?yàn)樗褂脙蓚€(gè)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(guò)機(jī)械加工），但使用壽命很長(zhǎng)，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看可以提供價(jià)值。

壓鑄應(yīng)用于工業(yè)、商業(yè)和消費(fèi)品生產(chǎn)的許多行業(yè)。與其他金屬鑄造技術(shù)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(guò)程通常遵循設(shè)定的程序。 

在壓鑄開(kāi)始之前，制造商必須獲得兩個(gè)金屬模具：蓋模和頂出模。這兩個(gè)模具一起形成壓鑄模具，兩個(gè)半模之間的間隙充當(dāng)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(guò)程的第一個(gè)適當(dāng)階段包括準(zhǔn)備鑄造模具。這需要在型腔壁上涂抹潤(rùn)滑劑（通常是水基的），以確保鑄件不會(huì)粘在模具內(nèi)部。潤(rùn)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(jī)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(jī)還是冷室壓鑄機(jī)。壓力確保材料被迫進(jìn)入最小的縫隙，并且當(dāng)熔融金屬冷卻和凝固時(shí)保持該壓力以減輕收縮。

當(dāng)金屬在型腔內(nèi)冷卻并凝固后，打開(kāi)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(zhǔn)備另一次注射，從而能夠快速批量制造相同的零件。 

壓鑄過(guò)程的最后階段是落砂階段，該階段涉及切割（手動(dòng)或通過(guò)特殊機(jī)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(jìn)入模具型腔的模具設(shè)計(jì)）。

壓鑄可產(chǎn)生出色的表面光潔度，不需要與機(jī)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(gè)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(guān)重要的是，只有某些材料適合熱室壓鑄。（請(qǐng)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(diǎn)是能夠在壓鑄機(jī)內(nèi)加熱金屬。這些系統(tǒng)有時(shí)被稱為鵝頸機(jī)，包含一個(gè)內(nèi)燃區(qū)域和一個(gè)熔融金屬罐。活塞（液壓或氣動(dòng)）迫使熔融金屬?gòu)那皇疫M(jìn)入模具，然后腔室可以立即重新填充，為下一次注射做好準(zhǔn)備。

冷室壓鑄需要對(duì)壓鑄材料進(jìn)行外部加熱，然后必須用轉(zhuǎn)移管或鋼包將熔融金屬轉(zhuǎn)移到壓鑄機(jī)中。沖頭迫使熔融金屬?gòu)那皇疫M(jìn)入模具（壓力高于熱室壓鑄所用壓力）。這個(gè)過(guò)程比較慢，因?yàn)槊看巫⑸涠夹枰獜耐獠縼?lái)源轉(zhuǎn)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(diǎn)金屬，例如鋅、鎂和鉛合金。它無(wú)法加工鋁合金，因?yàn)殇X合金會(huì)從腔室中拾取鐵。

壓鑄材料注意事項(xiàng)

制造商在選擇壓鑄材料時(shí)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(jié)構(gòu)特性

·    力量

·    重量

·    表面光潔度

·    機(jī)械加工性

在為零件或原型選擇壓鑄材料時(shí)，應(yīng)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(fù)雜、精細(xì)零件的良好選擇。其他優(yōu)點(diǎn)包括良好的耐腐蝕性、耐溫性以及導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性。

常見(jiàn)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(jī)械性能。它用于各種各樣的產(chǎn)品，包括發(fā)動(dòng)機(jī)支架、家具、電子外殼、框架、手柄、變速箱殼和電動(dòng)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(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體壓鑄而開(kāi)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(shè)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(fèi)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(jī)五金配件、裝飾五金件和自動(dòng)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(shì)，使其適合需要額外加工細(xì)節(jié)或加工表面精加工的鑄件。

鎂壓鑄合金的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)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(jiàn)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(qiáng)度重量比。應(yīng)用包括機(jī)械和動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)部件。

·    AM60：一種具有良好鑄造性、強(qiáng)度、減振性和延展性的合金。它用于汽車(chē)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(dòng)機(jī)零件中。

壓鑄鋅合金

壓鑄金屬的另一個(gè)主要類別是鋅合金。鋅可在熱室壓鑄機(jī)中鑄造，是最適合制造商的壓鑄材料，并具有其他優(yōu)點(diǎn)，如沖擊強(qiáng)度、延展性和電鍍適應(yīng)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(jiàn)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(guò)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(qiáng)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(qiáng)度更高，延展性更低。廣泛用于汽車(chē)零部件和車(chē)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(qiáng)度、硬度和耐腐蝕性。同時(shí)鉛和錫合金非常致密，可以耐腐蝕。鋅鋁合金可通過(guò) ZA 前綴來(lái)識(shí)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/】