4月16日,在由上海有色网信息科技股份有限公司(SMM)、上海有色网金属交易中心、山东爱思信息科技有限公司主办,中亿丰金益(苏州)科技有限公司、乐至县乾润招商服务有限公司协办的AICE 2025 SMM(第二十届)铝业大会暨铝产业博览会——铝压铸产业发展论坛上,伊顿(中国)投资有限公司伊顿全球铝合金铸造专家、特聘专家/理事、压铸高级工程师资格认证培训讲师朱文平对低压铸造与高压压铸工艺的对比及优劣进行了分享。
工艺原理区别
低压铸造
压力范围:0.01~0.1 MPa(较低压力)。
原理:利用压缩空气将熔融金属从密封的保温炉中通过升液管缓慢压入模具,金属在低压下自上而下填充型腔,并在压力下结晶凝固。
特点:充型平稳,金属液流动性好,气孔和夹渣少。
高压铸造(压铸)
压力范围:10~200 MPa(极高压力)。
原理:金属液在高压(由压射缸提供)下高速射入钢制模具,迅速充型并在高压下凝固。
特点:充型速度快(毫秒级),适合复杂薄壁件,但易卷入气体。
低压铸造和高压铸造是两种常见的金属铸造工艺,主要应用于铝合金、镁合金等非铁金属的成型。它们在原理、应用场景和产品特性上有显著区别。
工艺特点对比
低压铸造
优点:铸件致密性好,力学性能高,气孔缺陷少,可生产较大件。
缺点:节拍长,模具成本较高,不适合超薄壁件。生产成本较高,壁厚必须>3.5mm,最佳4个mm以上。
高压铸造
优点:生产效率高(每分钟可生产多件),适合复杂薄壁件,表面精度高。尺寸精度高,机加工切削余量小。
缺点:铸件内部易有气孔,通常不可热处理(气孔会膨胀),模具成本极高。壁厚大于2mm即可。
低压铸造能够设计任意直径闭口梁
其对闭口梁的扭转刚度优势进行了介绍。
产品高精度尺寸和超薄壁厚是压铸巨大优势。此外,其还对镁合金高压压铸件进行了介绍。
低压铸造需要突破及发展方向
1.材料创新:高性能铝合金的突破
•高强高韧合金开发:针对新能源汽车和航空航天需求,开发新型铝合金(如高硅铝、铝锂合金),提升铸件的比强度和耐高温性能。抗拉强度突破380 Mpa的A356。
•复合材料应用:铝基复合材料(如SiC颗粒增强铝)的铸造技术突破,实现更高刚度和耐磨性,用于底盘和动力系统部件。
2. 工艺升级:智能化与效率提升
►开发高效节拍的低压铸造方法,
•升液管铸造技术,
•电磁泵铸造技术
►AI算法优化提升良品率和节拍。
►3D打印砂模/金属模
高压铸造需要突破及发展方向
技术突破:提升性能与工艺极限,主要集中缺陷的消除
►1.超大型一体化压铸
需突破模具材料耐热性、压机吨位(12,000吨以上)和真空技术。
►2.真空高压铸造(VHPDC)普及化
通过抽真空减少气孔(孔隙率<1%),使铸件可热处理、焊接,拓宽应用场景(如结构安全件)。。
►3.半固态高压铸造(SSM-HPDC)
1.原理:将半固态浆料(固相率30%~50%)压入模具,减少湍流和气孔。
2.优势:力学性能接近锻造,表面质量更优,用于高强电机壳体、悬挂部件。
新型高压材料创新:高强、高韧、多功能合金
1.新型高强铝合金开发
目标:抗拉强度突破400 MPa(如Al-Si-Mg-Cu系合金),替代部分钢制件。
2.耐高温铝合金
需求:适应电机壳体近热源工况(如电驱系统温度>150℃)。
3.再生铝的高效应用
趋势:通过精炼技术提升再生铝纯度(Fe含量<0.15%),降低成本与碳排放。
其还对Mg合金高压压铸和半固态压铸不同产品应用场景验证和开发,适合压铸的镁合金原材料的发展与研究进行了阐述。
两种铸造都需要突破及发展方向
►绿色制造:低碳与循环经济
1.节能设备升级 技术:伺服电机驱动压铸机(能耗降低40%),余热回收系统。
2.环保脱模剂与涂层 趋势:水性脱模剂替代油性剂,无铬钝化处理。
3.闭环回收体系 模式:主机厂联合铝企建立废料回收网
►低碳,节能,环保设备和技术
其对多料筒压射技术和微量精准喷涂技术进行了分析。
►智能化与数字化:工艺精准控制
1.AI驱动的工艺优化
实时监控。xx推出智能压铸机,良品率提升15%。
2.数字孪生与虚拟试模
MAGMA、ProCAST等仿真平台集成AI算法。
3.区块链追溯系统
功能:记录每件铸件的工艺参数和材料来源,满足汽车行业质量追溯需求。
►应用场景拓展:从汽车到多领域
1.航空航天与机器人
无人机骨架。 机械臂关节。
2.消费电子:手机/电脑中框
3.商用车,通用设备领域。
►周边,后处理自动化
检测在线化、智能化、自动反馈和自动调整参数。