压铸工艺是一种高精度、高效的金属制造工艺，适用于工业、商业和消费品。压铸模具 的使用寿命很长，适合制造复杂的金属零件，在大规模生产方面具有巨大的价值。几种金属可以制成合适的压铸材料。这些大多是有色金属（不含大量铁的金属），尽管偶尔也可以使用黑色金属。压铸材料主要是铝 、镁、锌合金，它们都有独特的优点和适合的应用。 

本文着眼于最好的压铸材料，列出它们各自的优点和在制造业中的常见应用。

什么是压铸？

压铸是金属铸造的一种形式，是将熔融金属倒入或压入模具型腔的一系列工艺。金属铸造有多种形式，包括砂型铸造（低成本）、熔模铸造（小批量）和压铸（大批量）。铸造工艺在模型类型、模具类型、兼容材料和材料输送方法（例如重力浇注与高压注射）方面有所不同。

在金属铸造家族中，压铸特别适合复杂零件的大批量生产。这是因为它使用两个工具钢模具形式的永久模具。这些模具的制造成本昂贵（通常通过机械加工），但使用寿命很长，从长远来看可以提供价值。

压铸应用于工业、商业和消费品生产的许多行业。与其他金属铸造技术相比，它更适合需要良好表面光洁度的小型或中型零件。

压铸工艺

压铸有几种变体（在下一节中讨论），但该过程通常遵循设定的程序。 

在压铸开始之前，制造商必须获得两个金属模具：盖模和顶出模。这两个模具一起形成压铸模具，两个半模之间的间隙充当模具型腔。模具通常由硬化工具钢加工而成，非常耐用。

压铸过程的第一个适当阶段包括准备铸造模具。这需要在型腔壁上涂抹润滑剂（通常是水基的），以确保铸件不会粘在模具内部。润滑剂还有助于温度控制。

下一阶段是物资交付。在大多数压铸装置中，压铸机在高压下将熔融金属注入模具型腔，但确切的压力程度取决于材料的类型以及是热室压铸机还是冷室压铸机。压力确保材料被迫进入最小的缝隙，并且当熔融金属冷却和凝固时保持该压力以减轻收缩。

当金属在型腔内冷却并凝固后，打开模具并用顶杆轻轻地将铸件推出模具，从而将铸件顶出。弹出后可以立即准备另一次注射，从而能够快速批量制造相同的零件。 

压铸过程的最后阶段是落砂阶段，该阶段涉及切割（手动或通过特殊机械）附着在铸件上的多余金属碎片，包括分型线和任何浇口、流道和浇口（铸件的一部分）的飞边。允许熔融金属进入模具型腔的模具设计）。

压铸可产生出色的表面光洁度，不需要与机加工或 3D 打印零件等相同水平的后处理。

热室压铸与冷室压铸

压铸分为两个主要子类型：热室压铸和冷室压铸。这些亚型在金属熔化位置和注射方式方面有所不同。至关重要的是，只有某些材料适合热室压铸。（请注意，冷室压铸仍然需要完全熔融的金属；它不加工固态金属。）

热室压铸的主要特点是能够在压铸机内加热金属。这些系统有时被称为鹅颈机，包含一个内燃区域和一个熔融金属罐。活塞（液压或气动）迫使熔融金属从腔室进入模具，然后腔室可以立即重新填充，为下一次注射做好准备。

冷室压铸需要对压铸材料进行外部加热，然后必须用转移管或钢包将熔融金属转移到压铸机中。冲头迫使熔融金属从腔室进入模具（压力高于热室压铸所用压力）。这个过程比较慢，因为每次注射都需要从外部来源转移金属。

尽管热室压铸速度更快，但其材料兼容性受到更多限制。它通常仅适用于低熔点金属，例如锌、镁和铅合金。它无法加工铝合金，因为铝合金会从腔室中拾取铁。

压铸材料注意事项

制造商在选择压铸材料时必须考虑某些因素和变量。这些包括：

·    材料是否适合热室压铸

·    材料成本

·    间接材料成本（例如所需的任何额外后处理）

·    材料结构特性

·    力量

·    重量

·    表面光洁度

·    机械加工性

在为零件或原型选择压铸材料时，应考虑所有这些因素。

压铸铝合金

铝是主要压铸金属之一，铝合金用于冷室压铸。这些合金通常含有硅、铜和镁。

压铸铝合金重量轻，具有良好的尺寸稳定性，这使其成为复杂、精细零件的良好选择。其他优点包括良好的耐腐蚀性、耐温性以及导热性和导电性。

常见的压铸铝合金包括：

·    380：一种通用铝合金，平衡了铸造性和良好的机械性能。它用于各种各样的产品，包括发动机支架、家具、电子外壳、框架、手柄、变速箱壳和电动工具。

·    390：一种具有优异耐磨性和抗振性的合金。它专为汽车发动机缸体压铸而开发，也适用于阀体、叶轮和泵壳。

·    413：一种具有优异铸造性能的铝合金。它具有良好的压力密封性，因此可用于液压缸、建筑部件以及食品和乳制品行业设备等产品。

·    443：最具延展性的压铸铝合金，这种合金适用于消费品，特别是那些铸造后需要塑性变形的产品。

·    518：一种延展性铝合金，具有良好的耐腐蚀性。它用于多种产品，包括飞机五金配件、装饰五金件和自动扶梯部件。

镁压铸合金

镁是另一种非常流行的压铸材料。它甚至比铝更轻，并且具有高度可加工性的附加优势，使其适合需要额外加工细节或加工表面精加工的铸件。

镁压铸合金的一个主要优点是它们适用于热室压铸，这使得它们比铝等压铸金属更容易使用。镁合金中的其他元素包括铝、锌、锰和硅。

常见的镁压铸合金包括：

·    AZ91D：一种通用合金，具有良好的铸造性、耐腐蚀性和强度重量比。应用包括机械和动力传动系统部件。

·    AM60：一种具有良好铸造性、强度、减振性和延展性的合金。它用于汽车部件，例如座椅框架和面板。

·    稀土合金 AS41B 和 AE42 ：具有优异耐温性以及良好抗蠕变性、耐腐蚀性和延展性的合金。这两种合金都存在于发动机零件中。

压铸锌合金

压铸金属的另一个主要类别是锌合金。锌可在热室压铸机中铸造，是最适合制造商的压铸材料，并具有其他优点，如冲击强度、延展性和电镀适应性。由于其可铸造性，它还可以最大限度地减少模具磨损。

锌比铝和镁重，通常与铝、铜和镁形成合金。

常见的压铸锌合金包括：

·    Zamak 3：一种通用锌合金，易于铸造并具有出色的尺寸稳定性。在北美，超过三分之二的锌压铸件使用 Zamak 3。示例用途包括吊扇和管道部件。

·    Zamak 2：一种稍强且更昂贵的合金，添加了铜含量。它通常用于生产塑料注射成型模具。

·    Zamak 5：一种锌合金，其成分与 Zamak 3 接近，但抗拉强度更高，延展性更低。广泛用于汽车零部件和车轮平衡块等产品。

其他压铸合金

除锌铝合金外，其他压铸材料还包括铜、硅合金、铅和锡合金。

铜合金除了优异的尺寸稳定性外，还具有高强度、硬度和耐腐蚀性。同时铅和锡合金非常致密，可以耐腐蚀。锌铝合金可通过 ZA 前缀来识别；铝含量较低的产品可以采用热室压铸，但铝含量为 11% 或以上的产品通常不能采用热室压铸。

【译自：https://www.3erp.com/blog/die-casting-materials-when-to-use-them/】