1.3 壓鑄的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍

1.3.1 壓鑄的特點(diǎn)

與其他鑄造方法相比，壓鑄有其自身的特點(diǎn)。

1．優(yōu)點(diǎn)

（1）壓鑄件的尺寸精度高，表面粗糙度值低尺寸精度可達(dá)IT11～I(xiàn)T13級(jí)，有時(shí)可達(dá)IT9級(jí)。表面粗糙度達(dá)Ra0.8～3.2μm，有時(shí)達(dá)Ra0.4μm，產(chǎn)品互換性好。

（2）材料利用率高 由于壓鑄件具有尺寸精確、表面粗糙度值低等優(yōu)點(diǎn)，一般不再進(jìn)行機(jī)械加工而直接裝配使用，或加工量很小，只需經(jīng)過(guò)少量機(jī)械加工即可裝配使用，所以既提高了金屬利用率，又減少了大量的加工設(shè)備和工時(shí)。其材料利用率為60%～80%，毛坯利用率達(dá)90%。

（3）可以制造形狀復(fù)雜、輪廓清晰、薄壁深腔的金屬零件 因?yàn)槿廴诮饘僭诟邏焊咚傧卤３指叩牧鲃?dòng)性，因而能夠獲得其他工藝方法難以加工的金屬零件。例如，當(dāng)前鋅合金壓鑄件最小壁厚可達(dá)0.3mm；鋁合金壓鑄件可達(dá)0.5mm；最小鑄出孔直徑為0.7mm；可鑄出螺紋的最小螺距為0.75mm。

（4）在壓鑄件上可以直接嵌鑄其他材料的零件，以節(jié)省貴重材料和加工工時(shí)這樣既滿足了使用要求，擴(kuò)大產(chǎn)品用途，又減少了裝配工作量，使制造工藝簡(jiǎn)化。

（5）壓鑄件組織致密，具有較高的強(qiáng)度和硬度 因?yàn)橐簯B(tài)金屬是在壓力下凝固的，又因充填時(shí)間很短，冷卻速度極快，所以在壓鑄件上靠近表面的一層金屬晶粒較細(xì)，組織致密，不僅使表面硬度提高，并具有良好的耐磨性和耐蝕性。壓鑄件抗拉強(qiáng)度一般比砂型鑄造提高25%～30%，但伸長(zhǎng)率有所下降。表1-2給出了采用不同鑄造方法時(shí)鋁合金和鎂合金的力學(xué)性能。

（6）生產(chǎn)率極高。因?yàn)閴鸿T生產(chǎn)易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化操作，生產(chǎn)周期短，效率高，適合大批量生產(chǎn)。在所有鑄造方法中，壓鑄是一種生產(chǎn)率最高的方法。例如一般冷壓室壓鑄機(jī)平均每班可壓鑄600～700次；小型熱壓室壓鑄機(jī)平均每班可壓鑄3000～7000次。另外壓鑄型壽命長(zhǎng)，一副壓鑄型壓鑄鋁合金壽命可達(dá)幾十萬(wàn)次，甚至上百萬(wàn)次。

2．缺點(diǎn)

（1）壓鑄件常有氣孔及氧化夾雜物存在。這是由于壓鑄時(shí)液體金屬充填速度極快，型腔中氣體很難完全排除所致，從而降低了壓鑄件質(zhì)量。另外，高溫時(shí)氣孔內(nèi)的氣體膨脹會(huì)使壓鑄件表面鼓泡，因此，壓鑄件一般不能進(jìn)行熱處理，也不宜在高溫下工作。

（2）不適合小批量生產(chǎn)。其主要原因是壓鑄機(jī)和壓鑄模費(fèi)用昂貴，壓鑄機(jī)生產(chǎn)效率高，小批量生產(chǎn)不經(jīng)濟(jì)。

（3）壓鑄件尺寸受到限制。因受到壓鑄機(jī)鎖模力及裝模尺寸的限制而不能壓鑄大型壓鑄件。對(duì)內(nèi)凹復(fù)雜的鑄件，壓鑄生產(chǎn)也較為困難。

（4）壓鑄合金種類受到限制。由于壓鑄模具受到使用溫度的限制，高熔點(diǎn)合金（如黑色金屬）壓鑄模壽命較低，難以用于實(shí)際生產(chǎn)。目前，用來(lái)壓鑄的合金主要是鋅合金、鋁合金、鎂合金及銅合金。

1.3.2 壓鑄的應(yīng)用范圍

壓鑄是近代金屬加工工藝中發(fā)展較快的一種高效率、少無(wú)切削的金屬成形精密鑄造方法。由于上述壓鑄的優(yōu)點(diǎn)，這種工藝方法已廣泛地應(yīng)用在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各行各業(yè)中。壓鑄件除用于汽車和摩托車、儀表、工業(yè)電器外，還廣泛應(yīng)用于家用電器、農(nóng)機(jī)、無(wú)線電、通信、機(jī)床、運(yùn)輸、造船、照相機(jī)、鐘表、計(jì)算機(jī)、紡織器械等行業(yè)。其中，汽車和摩托車制造業(yè)是最主要的應(yīng)用領(lǐng)域，汽車約占70%，摩托車約占10%。目前生產(chǎn)的一些壓鑄零件最小的只有幾克，最大的鋁合金鑄件質(zhì)量達(dá)50kg，最大的直徑可達(dá)2m。

壓鑄零件的形狀有多種多樣，大體上可以分為6類：

（1）圓蓋類。表蓋、機(jī)蓋、底盤等。

（2）圓盤類。號(hào)盤座等。

（3）圓環(huán)類。接插件、軸承保持器、方向盤等。

（4）筒體類。凸緣外套、導(dǎo)管、殼體形狀的罩殼、儀表蓋、上蓋、深腔儀表罩、照相機(jī)殼與蓋、化油器等。

（5）多孔缸體、殼體類。汽缸體、汽缸蓋及油泵體等多腔的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的殼體（這類零件對(duì)力學(xué)性能和氣密性均有較高的要求，材料一般為鋁合金），例如汽車與摩托車的汽缸體、汽缸蓋等。

（6）特殊形狀類。葉輪、喇叭、字體等由筋條組成的裝飾性壓鑄件等。

目前，用壓鑄方法可以生產(chǎn)鋁、鋅、鎂和銅等合金。基于壓鑄工藝的特點(diǎn)，由于目前尚缺乏理想的耐高溫模具材料，黑色金屬的壓鑄尚處于研究試驗(yàn)階段。在有色合金的壓鑄中，鋁合金占比例最高，為60%～80%；鋅合金次之，為10%～20%。在國(guó)外，鋅合金鑄件絕大部分為壓鑄件。銅合金壓鑄件較少，比例僅占?jí)鸿T件總量的1%～3%。鎂合金壓鑄件過(guò)去應(yīng)用很少，曾應(yīng)用于林業(yè)機(jī)械中，不到1%。但近年來(lái)隨著汽車工業(yè)、電子通信工業(yè)的發(fā)展和產(chǎn)品輕量化的要求，加之近期鎂合金壓鑄技術(shù)日趨完善，鎂合金壓鑄件市場(chǎng)受到關(guān)注。目前，在世界范圍內(nèi)已經(jīng)形成有一定規(guī)模的汽車行業(yè)、IT行業(yè)、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)件的鎂合金生產(chǎn)群體，鎂合金壓鑄件的應(yīng)用逐漸增多，其產(chǎn)量有明顯增加，并且預(yù)計(jì)將來(lái)還會(huì)有較大發(fā)展。