历史
压铸起源于1838年的活字印刷模具。1849年,JJ Sturgiss在美国获得了历史上第一台手动活塞式热室压铸机的专利,用于连续生产印刷机活字。
1885年,美籍德裔发明家Ottmar Mergenthaler发明了Linotype排字机。他将整排独立活字塑造成长活字,极大地改变了手工排版的传统印刷技术,生产效率迅速提高。
在 1900 年代,印刷业广泛使用压铸机来生产所需的铅类型。铸造排版已成为自动化的先驱。
现代冷室压铸机是由捷克工程师 Jesef Pfolak 发明的。他将熔化合金的坩埚炉与注射系统分开,克服了热室压铸机熔汤腐蚀注射系统的问题,并显着提高了压力。射击功率也更适合工业大批量生产的需要。
定义
压铸是金属材料熔铸的生产方法之一。它与大多数人熟悉的塑料注射非常相似,只是熔融材料是金属。针对熔汤的高温、高压和短固化时间,压铸模具所用材料、流道设计、熔化设备和注射系统都与塑料有很大不同。
特征
相对于传统的铸造方法,如:低压铸造、砂型铸造(俗称:铸造)、重力铸造(或金属型铸造),一般“压铸”是指“高压压铸(HPDC)”,它是一种比较精密的铸造方法,可以快速量产。
压铸时,压铸件的尺寸公差可控制在较小的范围内。压铸后的Near Net Shape几乎等于成品,表面平整光滑。当模具设计准确时,大部分压铸件不需要额外抛光或铣削即可,即使是带有外螺纹的零件也可以直接压铸。
应用
压铸件的应用,从生活中常见的五金件开始,如:胸针、皮带头、装饰品、拉链头、钥匙锁芯、底盘开关、建筑或汽车门把手、卡车后视镜、轮轴盖等。等,更高精度的数码相机零件、音视频连接器、电脑连接器外壳、光通信收发器外壳、5G基站或笔记本电脑外壳、各种散热片等,以至汽车方向盘、转向连杆零件、汽车引擎盖、化油器外壳、摩托车刹车把手等,就连飞行器等对质量要求最高的航天飞行器的复杂零件,也大多采用压铸的方式制造,应用范围实在是太广了。
优点
尺寸精度高
根据产品特性、面积大小和结构复杂程度,压铸件的尺寸公差通常可以控制在+/-0.05mm以内。
铸件表面光滑
压铸件的表面光洁度取决于压铸模具表面的光洁度。通常表面精度在12s~25s(W)左右,可以达到较好的表面光洁度。除非压铸条件不理想,否则压铸件表面很容易受到影响。影响。
铸件强度和结构良好
由于压铸件在高压高温下凝固迅速,在模具型腔的外部环境中遇到相对较低的温度,晶粒尺寸很小,只有0.013mm左右,所以压铸件的强度也比铸件好通过其他铸造方法。另外,高压压铸件的厚度比砂型或低压金属型铸件可以做得更薄,重量减轻,成本也相对降低。
可大批量生产,节省成本
因为压铸模具是用特殊的耐热钢制作的,所以模具寿命比较长。同时,由于冷却速度快,节省了每个铸造周期所需的时间(cycle time,压铸机的一个注射周期),而且由于压铸件的加工余量小,材料并节省了加工成本,因此压铸法仍然是迄今为止最经济的铸造方法。
可保持生产环境整洁
由于压铸生产采用自动化生产,模具可重复使用,可保持压铸生产环境整洁。对于压铸件来说,可以说是一种清洁无浪费的生产方式,对于压铸工人来说,更是一种相对安全、洁净的工作环境。
缺点
前期资本支出高
压铸生产所需的设备,如:压铸机、熔炼炉、保温炉和压铸模具等,仍然比低压铸造、砂型铸造或重力铸造贵很多。
用于压铸的合金是有限的
目前适合压铸的有色金属只有锌、锡、铅、铜、镁、铝六种。其中铜合金熔点最高,锡最低。合金的用途和用途,但其基本元素仍是这六种金属。
铸件气密性差
由于合金熔体在非真空环境下以高速高压的方式充填到压铸型腔内,型腔内的空气会被压缩并带走,而且由于模具的某些结构会造成紊流,空气无处可去的气孔或缩孔会在型腔内局部形成,影响铸件的气密性。严重时会影响铸件的外观甚至机械强度,因此一般压铸件不宜进行焊接或热处理,以免因高温引起内部空气膨胀,进一步破坏铸件结构或力量。因此,模具流道设计的好坏将是影响压铸件质量的首要因素。
厚度越厚越难生产
通常对一般机械零件强度的理解是厚度越厚,强度越强,但对于压铸件,厚度越厚,压铸件内部越容易产生较高的气孔,更容易发生收缩。针对这个问题,虽然汽摩业发展出高真空压铸的方法,但仍会存在极少量的空气(标准值小于5cc/100g Al),视环境及应用而定铸件。条件是否可以接受,并且由于压铸机需要配备真空阀和控制器,模具也必须设计真空回路以匹配真空的气密性,成本自然会增加。