壓鑄模具是為流行的制造工藝鑄造的金屬制品。主要有兩種壓鑄工藝類型,以及工藝設計中的幾種變化。當熔融金屬在高壓下被迫進入型腔時,被稱為壓鑄。該工藝最適合快速生產需要最少的后期加工的散裝金屬零件。壓鑄工藝的主要優點包括:了解更多壓鑄訂單加工圈

  • 高質量:通過壓鑄制成的零件使用壽命長。

  • 高可靠性:大量生產零件的均勻性極高。

  • 快速生產:壓鑄模具所需的維護最少。

  • 多功能設計:壓鑄件幾乎可以產生任何尺寸,零件幾何形狀,表面紋理或光澤。

  • 最少的組裝:可以將螺柱,鉆孔和凸臺等組裝功能集成到模具設計中。

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               壓鑄工藝生產的金屬零件



壓鑄工藝的應用

  壓鑄是具有廣泛應用的過程。產生大量金屬部件的任何零件生產過程都可能會受益于壓鑄。當前,各種制造行業都依賴一種或多種類型的壓鑄工藝,包括汽車,航空航天和電動工具行業。

壓鑄工藝類型

  設計所有壓鑄工藝類型時都考慮到了相同的目標-使用注入的熔融金屬澆鑄模具。根據熔融金屬的類型,零件的幾何形狀和零件的尺寸,不同的壓鑄工藝可以提供比其他方法更好的結果。壓鑄工藝的兩種主要類型是熱室壓鑄和冷室壓鑄。這兩種壓鑄件的變化形式包括:

  • 低壓壓鑄

  • 真空壓鑄

  • 壓鑄

  • 半固態壓鑄

熱室壓鑄工藝(熱鑄)

  在兩種主要壓鑄工藝中,熱室壓鑄(有時也稱為鵝頸壓鑄或熱鑄造)更為流行。在此過程中,注射機構的氣缸腔完全浸入熔融金屬浴中。鵝頸式金屬進料系統將熔融金屬吸入模腔。與冷室工藝相比,該工藝可提高零件的生產率。

  雖然直接浸入熔池中可以快速方便地注模,但也會導致腐蝕敏感性增加。由于這個事實,熱室壓鑄工藝最適合使用低熔點和高流動性金屬的應用。用于熱室壓鑄工藝的合適金屬包括鉛,鎂,鋅和銅。

冷室壓鑄工藝

  冷室壓鑄工藝與熱室壓鑄工藝非常相似。通過著重于最大程度地減少機器腐蝕而不是生產效率的設計,熔化的金屬會自動或手動澆鑄到注射系統中。這消除了將注入機構浸入熔融金屬浴中的必要性。

  對于對于熱室壓鑄件的浸入式設計而言腐蝕性太強的應用,冷室工藝可能是一個很好的選擇。這些應用包括鑄造高熔化溫度的金屬,例如鋁和鋁合金。

低壓壓鑄工藝

  什么是低壓壓鑄?低壓壓鑄是最適合于圍繞旋轉軸對稱的鋁部件的工藝。例如,車輪通常是通過低壓壓鑄制造的。在這種方法中,模具垂直位于熔融金屬熔池上方,并通過立管連接。當腔室加壓時(通常在20至100kPa之間),金屬被向上拉入模具。取消這種低壓鋁鑄造工藝中的冒口可提高鑄件產量。

真空壓鑄工藝

  真空壓力鑄造(VPC)是一種相對較新的壓鑄工藝,具有增強的強度和最小的孔隙率。此過程類似于低壓壓鑄,不同之處在于壓鑄模具和熔融金屬熔池的位置相反。缸腔可能會變成真空,從而迫使熔融金屬進入型腔。這種設計減少了湍流并限制了氣體夾雜物的數量。真空壓鑄在用于后澆鑄熱處理的應用中特別有益。

擠壓壓鑄工藝

  擠壓鑄造是一種可行的解決方案,用于鑄造低流動性的金屬和合金。在此過程中,熔融金屬填充了一個開放式模具,然后將其擠壓封閉,迫使金屬進入模制品的凹入部分。擠壓鑄造工藝可提供非常致密的產品,是后續熱處理的補充工藝。該工藝最常與熔融鋁相關,并用于要求纖維增強的應用中。

半固態壓鑄工藝

  半固態壓鑄,有時也稱為觸變性成型,是另一種可提供最小孔隙率和最大密度的工藝。機器將工件切成較小的塊,然后加熱。一旦金屬達到了固相和液相之間的相變,從而產生了些許泥濘的質感,則噴丸套筒將其壓入型腔,并在其中硬化。這樣做的好處是提高了精度。半固態壓鑄工藝中最常使用鎂合金和鋁合金等有色金屬。

壓鑄的優勢

盡管采用了特定的工藝,壓鑄由于其具有的許多重要優勢而被廣泛用于金屬零件制造中,包括:

  • 復雜度和細節水平各異的設計的高精度和可重復性

  • 使用單一模具設計(模具)在一個過程中賦予所有功能

  • 從一個過程到多個過程,降低了成本,并減少了廢料和廢料

  • 更快的生產率或速度 

壓鑄用合金的類型

  鋁通常用于壓鑄,但在高溫下易于開裂或收縮,因此通常與銅或硅形成合金。將鋁與這些金屬結合可以大大提高鋁的硬度和流動性。由于鋁具有很高的尺寸穩定性,因此鋁可用于制造壁薄且形狀復雜的組件。由于其耐腐蝕性,鋁在面對熱能或電能的組件中也是有益的。

  銅基合金也通常用于壓鑄。這些合金中的許多合金都非常耐用,使其成為機械產品的有效選擇。由于銅具有極高的耐腐蝕性,因此常用于制造管道和電氣材料。

鋅鋅

  鋅壓鑄 是一個相對容易的工藝,因為它在室溫下可保持較高的強度,但可以與鋁合金化以進一步提高這些質量。鋅的熔點比鋁低,適用于熱室鑄造。在制造要求高精度和堅固性的產品(例如連接器和齒輪)時,它也很有價值。

鎂盡管是一種相對較輕的合金,卻具有很高的強度重量比,它可用于需要薄壁結構和高精度的壓鑄操作。

有關壓鑄合金類型的完整分類,請參見我們的其他文章。

選擇壓鑄合金時的注意事項

  最終產品的功能和用途將決定壓鑄合金的選擇。例如,如果部件要求高強度和耐腐蝕性,則鋁或銅基合金可能是有效的選擇。另一個考慮因素是產量。如果進行適當的維護,鋁壓鑄件的壽命可以達到大約100,000次循環,而鋅模具在更換之前可以持續長達一百萬次循環。對于長期的大批量生產,使用最大限度延長模具壽命的合金可能更具成本效益。  

考慮各種制造方法時,檢查使用壓鑄工藝的優缺點可能會有所幫助。

潛在優勢包括:

  • 尺寸強度:壓鑄零件比塑料零件更堅固。

  • 快速生產:壓鑄零件可以用很少的工具或機械加工就可以大量生產。

  • 光滑的表面:壓鑄工藝可以制造出具有彎曲或無縫表面的成品零件。

  • 精度:壓鑄零件的制造可以嚴格遵守規范。

可能的缺點包括:

  • 高產量:較小的生產量可能會降低成本效益。

  • 有限的金屬流動性:合金的延展性變化,這可能會限制成品的復雜性和形狀。

  • 尺寸和重量限制:鑄造機的能力限制了產品尺寸范圍。