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压铸是铝合金材料最高效的铸造成型方法,压铸铝件逐渐应用于车身结构件

发布时间:2021-09-18  来源:立鼎产业研究网  点击量: 245 

压铸是将熔化状态金属在模具内加压冷却成型的精密铸造方法。金属制品主要采用机床铣削、钣金成型焊接、铸造三种工艺生产。其中铸造主要生产内部结构复杂,难以用钣金成型或机床铣削不具有经济性的零件。铸造主要分为砂型铸造和特种铸造两类,压铸属于特种铸造范畴。压铸全称压力铸造,是一种将金属熔液压入钢制模具内施以高压并冷却成型的一种精密铸造法。压铸适合铸造结构复杂、薄壁、精度要求较高、熔点比钢低的金属零件(铝、锌、铜等)。作为一种几乎无切削的近净成形金属热加工成型技术,其产品具有精密、质轻、美观等诸多优点,广泛应用于汽车、家电、航空、机械等诸多行业。

铸造工艺类型分类示意图


资料来源:公开资料

压铸具备高效、高精度的优势,但受模具熔点所限,主要生产铝合金、镁合金等。与采用石英砂做铸造模具的重力铸造相比,压铸具有以下优势:1.模具可以反复利用;2.通过模具内的冷却系统可以实现快速成型并实现连续生产;3.冷却中对熔融金属施加压力保证零件具备更好的应力强度;4.金属模具内部尺寸精确,可做到精密铸造。压铸虽然高效,但因模具材料均为钢制,因此只能制造熔点比钢低的金属。目前压铸行业所使用的基材主要是铝合金、锌合金、铜合金、镁合金等合金材料,其中铝合金的占比最高。钢材因熔点加高,因此只能采用每次需要破拆石英砂模具的重力铸造,效率较低。

压铸与砂型铸造优缺点对比


资料来源:公开资料

压铸机和压铸模具是压铸生产的核心设备,结合周边配套设备即为压铸岛单元。压铸机就是用于压铸零件生产的机器。压铸机相对标准化,通过安装不同的压铸模具可实现多种形状压铸零件的生产。当压铸生产时,现将熔融的液态铝合金倒入压铸机的压射机构内,压射机构将铝液推入模具内并加压成型,通过模具内的冷却系统将铝合金零件快速冷却至固态,最后模具打开由机器人取出零件、清理喷涂脱模剂再进行下一个循环生产。压铸生产温度高、烟气多、噪声大,业内通常采用自动化生产。压铸机周边需要配套熔炼炉、机边炉、取件和清理喷雾机器人、切边设备、机加工机床、检测设备、冷却系统、排气系统等,上述周边设备与压铸机、压铸模具组合在一起的压铸生产单元即为压铸岛。

减重需求促使车身采用铝合金替代钢材,压铸铝件逐渐应用于车身结构件。受制于压铸机规格,传统压铸生产零部件尺寸通常在600mm以内,以汽车零部件、电机外壳、手机机壳、消费品金属件为主。过去十年间,压铸机最大规格在锁模力5000吨以内,需求主要用于生产商用车变速箱外壳和乘用车发动机缸体。新能源车普及和燃油车减排趋势使车身结构件铝代钢减重需求日益增加。大众、宝马等德系厂商已逐步在白车身复杂结构处采用压铸铝合金件替代传统钣金焊接件,压铸车身结构件尺寸逐渐增大。但受限于固有钣金焊接车身的造车思维定式以及现有压铸机规格限制,传统车企并未提出直接采用铝合金一体压铸方式生产车身,焊接车身仍是当前主流造车模式。

传统压铸生产的主要产品


资料来源:力劲科技官网等


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