压铸机类型及差异

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  压铸机类型一览
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  热室与冷室：首要分类
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  吨位、压射重量与投影面积
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  真空辅助与挤压铸造
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  各类压铸机的局限
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  机型选择对机加工的影响

几乎所有压铸机都归入两大类之一。热室机的压射缸浸在熔液池内，压射冲头每个循环都在液态金属中运动，因此无需舀料、没有转运时间，也不会卷入空气。这就是锌合金循环时间仅 1 至 3 秒、壁厚可做到 0.5 mm 的原因。

冷室机则相反。舀勺将金属液倒入炉外的压射室，再由冲头压入模具。铝的熔点约为 660 °C，会侵蚀铁质部件，因此将压射系统置于熔池之外不是偏好，而是必需。代价是循环时间更长，且若不增加真空，会带入少量空气。

实际问题不是哪种机器更好，而是零件需要哪种合金。锌和镁用热室机，铝、黄铜和铜用冷室机。如果供应商提出用热室机压铸铝，鹅颈管几周内就会失效。

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  热室机限制熔液温度超过 450 °C 时，鹅颈管和冲头会快速侵蚀。
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  冷室机限制压射室和冲头端部属易损件；按 20,000–80,000 模次预算。
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  两者都需排气金属液封住浇口前，空气必须排出型腔。

锁模力用于在压射压力下保持模具两半闭合。锁模力不足时模具会被撑开，零件产生飞边。所需吨位由投影面积决定，而非零件重量。将零件投影面积（cm²）乘以型腔压力（bar），再除以 1,000 得到吨位，并加 20% 至 30% 的余量以应对压力峰值。

300 t 机器在 800 bar 型腔压力下可覆盖约 250 cm² 投影面积，1,200 t 机器约可覆盖 1,000 cm²。壁厚对所需压力的影响大于尺寸：4 mm 铝壁可能需 700 bar，而同样零件做到 1.5 mm 时压力可能超过 1,200 bar，因为金属在充填完成前就已凝固。

压射重量重要则是另一原因。冲头和压射室必须容纳金属体积加上料饼和流道。冷室机压射重量超过额定容量约 60% 时，浇口端通常会出现严重气孔。

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  经验公式投影面积 × 型腔压力 ÷ 1,000 = 所需锁模力（吨）。
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  加余量20%–30% 用于覆盖压力峰值和热漂移。
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  检查压射室最大压射体积受压射室直径限制，而非吨位。

标准冷室模具会困住空气，机加工后表现为气孔，通常出现在最后充填区域或厚壁处。真空辅助压铸在压射前将型腔抽至 50 至 100 mbar，减少困气并允许更薄的壁厚。但需增加真空阀、密封件和控制回路，模具成本随之上升。

挤压铸造则相反。模具以低湍流缓慢充填，随后二级冲头以 50 至 100 MPa 压实仍为液态的芯部。厚轮毂、悬架臂和制动卡钳体因此受益，因为缩孔在压力下被压实。循环时间增至 40–120 秒，模具需要可动型芯，适用于对气密性要求不可妥协的零件。

对大多数壳体、支架和外壳而言，真空辅助已足够。挤压铸造留给后续要加工成密封面或需做压力测试的零件。

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  选真空辅助壁厚 1.0–2.5 mm 且气孔要求严格时。
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  选挤压铸造截面超过 6 mm 且零件需承受压力时。
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  两者都无法解决浇口设计不良、模具温度过低或压射室带水。

热室机不能压铸铝。熔液会溶解鹅颈管和冲头，且失效并非渐进过程。冷室机无法达到热室机的循环时间，因为舀料和压射室行程每个循环都会增加数秒。在 100 万件的批量中，这一差距决定项目成败。

真空辅助机无法容忍模具密封不良。密封件磨损会降低型腔压力，气孔随之重现，且往往间歇出现，比稳定缺陷更糟。挤压铸造模具无法简单。可动型芯、两级压射曲线和更长循环意味着模具成本通常是常规冷室模具的两到三倍。

微型热室机无法放大。50 t 以下用于锌连接器和小五金件很出色，但投影面积很快不够用。400 t 以上热室机罕见是有原因的：鹅颈管成为操作难题。

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  材料限制铝件完全不能用热室机。
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  节拍限制冷室机每模比热室机多 10–60 s。
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  模具限制挤压铸造和真空压铸模具成本更高、制造周期更长。

压铸件是近净成形件，不是成品。小于 3 mm 的孔、螺纹、精密内孔和密封面通常留给 CNC 加工。机型决定了需要预留的加工余量。热室锌件铸态尺寸可保持 ±0.05 mm，加工余量可留 0.3 mm。冷室铝件通常需要 0.5 到 0.8 mm。

气孔位置也决定工装夹具设计。如果浇口端有气孔，不要把密封面放在那里。我们在开模前就把铸件排布与加工图对照评审，这比首件泄漏测试不合格后再改模便宜得多。

铸件干净、装夹刚性足够时，加工特征公差可达 ±0.005 mm，表面粗糙度 Ra 0.8–1.6 μm。

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  余量加工面余量：锌 0.3 mm，铝 0.5–0.8 mm。
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  浇口位置密封面要避开最后充填区域。
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  一次装夹利用铸造基准，可一次装夹加工多个特征，无需重复夹紧。