压铸工艺详解

一、基本定义与核心特征

概念：压铸是一种利用高压将熔融金属高速注入精密金属模具型腔，并在压力下凝固形成铸件的特种铸造工艺。其核心特征为高压（通常范围在10至175兆帕之间）与高速充填的双重作用，使金属液能填充复杂薄壁结构并快速凝固。

别称：美国称压铸为Die Casting，英国称Pressure Die Casting，国内一般采用日本的说法“压铸”。

二、工艺分类与设备类型

按设备类型划分热室压铸机原理：压室浸于熔融金属池中，通过气压/液压活塞直接推送金属进入模具。适用材料：锌、锡、铅等低熔点合金。优点：循环速度快、自动化程度高、适合小型铸件。缺点：无法处理高熔点金属（如铝），且易导致金属污染。冷室压铸机原理：熔融金属从独立坩埚转移至未加热的压射室，再通过液压或机械压力注入模具。适用材料：铝、镁、铜及高铝含量的锌合金。特点：适合大型铸件，但循环时间较长。

按工艺改进方向划分真空压铸：通过抽除型腔气体减少气孔缺陷，提升力学性能。一体化压铸：大幅整合零部件数量，降低生产复杂度。半固态压铸：结合部分固态金属与液态金属的优势，减少收缩缺陷。

三、工艺流程与关键技术

主要步骤模具准备：喷涂润滑剂以控制模具温度并辅助脱模。填充与注射：高压下将金属液经流道和浇口注入模具，速度极快以避免表面不连续。凝固与保压：维持压力直至铸件完全凝固。落砂与后处理：分离浇口、流道及飞边，进行二次加工（如钻孔、抛光）或表面处理。

关键要素模具设计：需用热作模具钢（如H13、SKD61）制造，具备抗热振性和高耐磨性。脱模剂应用：形成离型膜防止粘模，同时避免影响铸件质量。温度控制：模具温度过高易导致热裂，需通过模温机精确调节。

四、优势与局限性

优势高精度：尺寸误差小，表面粗糙度低。高效率：适合大批量生产，材料利用率高。复杂结构成型能力：可制造薄壁深腔、精细纹理的零件。力学性能优异：抗拉强度可达较高水平，适用于高强度场景。

局限性气孔问题：高速充填易卷入空气，需通过真空系统或排气口优化。材料限制：仅适用于流动性好的金属（如锌、铝、镁），高熔点金属难度较大。成本高昂：模具与设备投资大，不适合小批量生产。后续处理困难：压铸件塑性低，不宜热处理或阳极氧化。

五、应用领域

汽车工业：发动机缸体、变速箱壳体、一体化车身结构件。

电子电器：散热器、壳体及支架。

航空航天：轻量化高强度部件。

医疗器械：精密仪器组件。

日用品：五金工具、玩具、家具配件。

总的来说，压铸工艺通过高压高速充填和精密模具的结合，成为现代制造业中不可或缺的高效成型技术。其发展趋势正朝着智能化、集成化方向迈进，未来将在更多领域展现其独特优势。