冷室压铸机冷室压铸机和热室压铸机( 六 )

轻量化需求推动铝合金应用，传统压铸工艺多路径改良。汽车轻量化的需求推动车身和底盘的部分零部件逐步由铝合金件替代钢制部件，其中铝铸件的占比最高。高压压铸工艺是生产铝铸件的常用工艺。它通常指压力为 4～500MPa，金属充填速度为 0.5—120m/s 的压铸工艺。高压压铸产品具有成型精密、生产效率高等优点，但由于高速压射时模具型腔中的气体不能被有效排除，会形成气孔缺陷，导致铸件力学性能相对较弱。为了满足汽车零部件的性能与质量要求，行业需要解决传统高压压铸工艺存在的问题，其中包括降低压力、降低速度或者减少空气含量三种主要技术升级路径。
路径一：低压/差压压铸通过降低填充压力以提高铸件内部质量，设备操作难度增加，工艺效率有待提升。为克服铸件在高压下快速填充导致的气孔缺陷，行业开始尝试降低液体金属的充填型腔及凝固过程中的压力，即低压压铸。低压采用底注式充型，金属液充型平稳，无飞溅现象，可避免卷入气体及对型壁和型芯的冲刷，提高了铸件的合格率，铸件成形性好，对于大型薄壁铸件的成形更为有利，目前应用于轮毂、气缸架等传统产品。但有些铸件的内部质量要求高，希望在较高的压力下结晶，一般低压铸造时的结晶压力不能太大，因而在低压铸造的基础上发展出了差压压铸。与一般铸造方法相比，差压压铸使铸件强度提高约 25％，延伸率提高约 50％；但设备较庞大，操作麻烦，只有特殊要求时才应用，目前应用于转向节等产品。

路径二：超低速压铸可降低工艺压射速度，但生产效率大幅降低，且会对后续清理工作带来困难。除了降低压力，还可以采用超低速压铸方法，在普通压铸基础上，降低压铸过程中低速阶段的压射速度，并将液态金属保持在高压状态下，从而以层流方式充填压铸模具型腔，在压力作用下快速凝固从而获得气体含量很低的铸件。但超低速压铸方法生产效率大幅降低，且为降低速度其铸件内浇口较粗大，给后续清理工作带来困难，故实际应用较少。
路径三：真空/充氧压铸减少型腔中空气含量，设备成本较高，对工艺技术要求高。另一种提高铸件力学性能和表面质量的方法，即在压铸过程中不断降低空气含量。目前在这种方法上，有两种工艺。（1）真空压铸：通过在压铸过程中抽除压铸模具型腔内的气体而消除或显著减少压铸件内的气孔和溶解气体。真空压铸可使用较低的比压及铸造性能较差的合金，有可能用小机器压铸较大的铸件，并通过改善充填条件，压铸较薄的铸件。但真空压铸工艺的模具密封结构复杂，制造及安装较困难，因而成本较高，且如果控制不当，工艺效果就不甚显著。目前，真空压铸用于车架、减震塔部位等。（2）充氧压铸：在压射前，向压室及型腔内通入氧气类活性气体以取代型腔中的空气，在金属液充填时，一部分氧气排除，另一部分与喷射金属液经过化学反应产生金属氧化物，并分散于铸件内部，从而减少铸件内部含气量。充氧工艺对浇口速度有较高要求，且操作工序复杂、工艺参数不易控制，在实际生产中应用较少。
铝合金焊接工艺难度较大，一体化压铸技术另辟蹊径。随着压铸工艺不断发展成熟，汽车铝压铸占比越来越大。但在组装焊接的过程中，因为铝合金表面的氧化层熔点较高等特性，采用传统熔化焊存在热输入过大引起的变形、气孔、焊接接头系数低等问题，同时由于型材的厚度、断面都各不相同，在焊接时就产生了很多种组合，尤其在厚度差异很大时，热输入非常难以控制。因此，传统的焊接工艺已无法满足铝合金材料的连接要求。目前采用的解决方法一类是发展先进焊接技术，包括主流的摩擦搅拌焊以及更加先进的激光焊。或者发展新型连接技术包括冲铆技术、螺栓自拧紧技术和胶接技术。采用新型焊接和连接技术的方案在提高工艺难度的同时还会增加设备和时间成本。因此，改变传统车身生产流程先生产结构件后焊接组装的一体化压铸技术应运而生，一体化压铸所需生产零部件数量骤减，同时大幅减少焊接、涂胶环节，极大简化了车身整体生产流程。特斯拉专利中给出的一体化压铸设备 Giga Press 的生产节拍范围为 60 －120 秒，可以显著提高车身的生产效率。

冷室压铸机 冷室压铸机和热室压铸机( 六 )

冷室压铸机冷室压铸机和热室压铸机( 六 )