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压力铸造（压铸）：工艺特点、参数控制与应用

核心结论： 压力铸造（简称压铸）是高压高速将液态/半固态金属压入模具型腔，在压力下凝固成型的铸造工艺。核心特点是高压、高速，适合大批量生产薄壁复杂有色合金铸件，汽车、电子行业应用最多，优点是尺寸精度高、生产率高，缺点是模具成本高、容易有气孔，不适合小批量生产。

压力铸造（简称压铸）是一种将液态或半固态金属或合金，或含有增强物相的液态金属或合金，在高压下以较高的速度填充入压铸型的型腔内，并使金属或合金在压力下凝固形成铸件的铸造方法。

压铸时常用的压力为 4～500MPa，金属充填速度为 0.5～120m/s。因此，高压、高速是压铸法与其他铸造方法的根本区别，也是重要特点。

工艺特点

优点

生产率高，易于机械化自动化：可以生产形状复杂的薄壁铸件。压铸锌合金最小壁厚仅为 0.3mm，压铸铝合金最小壁厚约为 0.5mm，最小铸出孔径为 0.7mm。
铸件尺寸精度高：压铸件尺寸公差等级可达 CT3～CT6，表面粗糙度一般为 Ra 0.8～3.2μm，后续机加工余量小。
可嵌铸零件：压铸件中可嵌铸零件，既节省贵重材料和机加工工时，也替代了部件的装配过程，可以省去装配工序，简化制造工艺。

缺点

气孔缺陷难以避免：压铸时液体金属充填速度高，型腔内气体难以完全排除，铸件易出现气孔和裂纹及氧化杂物等缺陷，压铸件通常不能进行热处理（热处理加热气孔会膨胀导致变形）。
模具成本高：压铸模的结构复杂、制造周期长，成本较高，不适合小批量铸件生产。
设备投资大：压铸机造价高、投资大，受到压铸机锁模力及装模尺寸的限制，不适宜生产大型压铸件。
合金种类受限：目前主要适用于锌、镁、铜、铝等有色合金压铸，黑色金属（钢铁）压铸应用仍较少。

工艺流程

在压铸生产中，压铸机、压铸合金和压铸模是三大要素。压铸工艺则是将三大要素有机组合并加以运用的过程。

浇注温度

浇注温度是指从压室进入型腔时液态金属的平均温度，由于对压室内的液态金属温度测量不方便，一般用保温炉内的温度表示。

温度过高：收缩大，使铸件容易产生裂纹、晶粒粗大，还能造成粘型；
温度过低：易产生冷隔、表面花纹和浇不足等缺陷；

因此浇注温度应与压力、压铸型温度及充填速度同时考虑，一般比合金熔化温度高 20-50℃ 比较合适。

压铸型的温度

铸压型在使用前要预热到一定温度，一般多用煤气、喷灯、电器或感应加热。

在连续生产中，压铸型温度往往升高，尤其是高熔点合金压铸，温度升高很快。温度过高除使液态金属产生粘型外，铸件冷却缓慢，使晶粒粗大。因此在压铸型温度过高时，应采用冷却措施，通常用压缩空气、水或化学介质进行冷却。

充填持压

充填时间：自液态金属开始进入型腔起到充满型腔止，所需的时间称为充填时间。充填时间长短取决于铸件的体积大小和复杂程度。对大而简单铸件，充填时间要相对长些，对复杂和薄壁铸件充填时间要短些。
持压和开型时间：从液态金属充填型腔到内浇口完全凝固时，继续在压射冲头作用下的持续时间，称为持压时间。持压时间的长短取决于铸件的材质和壁厚。持压后应开型取出铸件。

经验开型时间估算：一般按铸件壁厚 1 毫米需 3 秒钟计算，然后试模调整。开型时间太短，铸件强度不够容易顶出变形；时间太长，收缩大顶出阻力大。

压铸涂料

压铸过程中，为了避免铸件与压铸型焊合，减少铸件顶出的摩擦阻力和避免压铸型过分受热，采用涂料。对涂料的基本要求：

在高温时，具有良好的润滑性；
挥发点低，在 100～150℃ 时，稀释剂能很快挥发；
对压铸型及压铸件没有腐蚀作用；
性能稳定在空气中稀释剂不应挥发过度而变稠；
在高温时不会析出有害气体；
不会在压铸型腔表面产生积垢。

铸件清理

铸件的清理是很繁重的工作，其工作量往往是压铸工作量的 10～15 倍。因此随压铸机生产率的提高，产量的增加，铸件清理工作实现机械化和自动化非常重要。

切除浇口飞边：主要设备是冲床、液压机和摩擦压力机，大量生产可设计专用模具，冲床一次完成清理；
表面清理抛光：批量小件用滚筒震动清理，装饰品用布轮抛光，大批量用螺壳式震动清理机。

应用领域

由于压铸的优点，使它获得广泛的应用，主要应用于大批量生产的非铁合金铸件。在压铸件产量中，占最大比重的是铝合金压铸件，为 30%～50%；其次为锌合金压铸件；铜合金压铸件占 1%～2%。

应用压铸件最多的行业：

汽车、拖拉机制造业：汽缸体、汽缸盖、变速箱箱体、发动机罩
仪表、电子工业：仪表壳体、照相机支架
农业机械、国防工业、计算机、医疗器械：管接头、齿轮、壳体支架

近些年来发展了一些特殊压铸工艺：真空压铸、定向引气压铸、充氧压铸，这些工艺可以有效去除气孔，提高铸件致密度，改善压铸件性能，可以满足更高要求。

行业经验总结

在模具行业，压铸是大批量有色合金铸件最优方案，零件复杂程度和精度比砂铸高很多，成本比机加工低很多。但是：

一定要算批量：模具成本摊到每个零件，年产量几千件以上才划算，几百件开压铸模不划算
气孔问题无法完全避免：所以压铸件不能焊接、不能热处理，设计的时候要考虑这一点
脱模斜度一定要给够：压铸模都是钢模，斜度不够容易粘模，粘模了修模很麻烦
现在真空压铸越来越普及：虽然成本高一点，但气孔少了很多，性能提升明显，对性能要求高的零件值得用

本文整理自公开技术资料，供模极社社区新手入门学习参考。

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