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压铸铝件逐渐应用于车身结构件,高压铸造是批量生产铝合金铸件的最高效生产方式

发布时间:2023-07-17  来源:立鼎产业研究网  点击量: 571 

高压铸造(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。压铸全称高压铸造,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:文灿股份招股书

高压铸造是批量生产铝合金铸件的最高效生产方式。与采用石英砂做铸造模具的重力铸造相比,高压铸造具有以下优势: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。目前高压铸造行业所使用的基材主要是铝\\\铜等合金材料,其中铝合金的应用最为广泛。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。与高压铸造相近的是低压铸造,低腰铸造同样采用可循环的钢制模具,但低压铸造压射压力仅在1~5MPa,远低于高压铸造的300~600MPa水平。低压铸造适合生产壁厚较厚的铸造铝\\\铜合金等材料的零件,例如汽车轮毂、皮带轮等。虽然低压铸造设备结构简单投资相对较低,但其生产效率和零件强度低于高压铸造,所以在产品适合采用高压铸造且需要大规模批量生产情况下,高压铸造是铝\镁合金等铸件的最高效生产方式。

压铸与砂型铸造优缺点对比


资料来源:公开资料整理

压铸岛单元包括压铸机、压铸模具和周边配套设备,其中压铸机、压铸模具是压铸生产的核心设备。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。

冷室压铸机结构原理及工作流程


资料来源:公开资料

力劲科技IMPRES-PLUS 系列冷室压铸机及压铸岛


资料来源:力劲科技官网

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,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。

 


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