壓力鑄造(high pressure die casting,壓鑄）

定義：

壓力鑄造法是以高於大氣壓之壓力，，使熔融金屬以較高的速度充填壓鑄模具型腔，並在壓力下，短時間內得到高精度且表面優異的鑄件而進行大量生產的鑄造方法。
高壓和高速充填壓鑄模具型腔是壓鑄的兩大特點。 它常用的壓射比壓是從幾千至幾萬kPa，甚至高達2×105kPa。 充填速度約在15~ 50m／s，有些時候甚至可達 100m／s以上。 充填時間，一般在0.01~0.2s範圍內，由於在高壓下急冷凝固，是故其結晶顆粒甚小（約 0.013mm）。

壓力模鑄造技術可分為兩種：

1. （1）熱室法（ hot-chamber）

2. （2）冷室法（cold-chamber）

上述二種方法之不同，主要在於金屬熔化鍋之設置位置。在熱室法中，金屬熔化鍋設置在機器之內，而其噴射筒是經常浸在熔化金屬中，將熔化金屬壓入模內以完成鑄造工作。此種鑄造技術，熔液之供給容易，工作效率好，但製品尺寸不能太大。在冷室法中，設有可分開的熔爐，熔化金屬可用手工具或機械手臂的方式澆注噴射筒內，然後將熔化金屬壓入模內。由於壓力模具為永久模，可以反覆使用，故生產速度非常高。又由於鑄模之表面光滑，可改進鑄件之外表的美觀，並可減少電鍍或其他拋光操作之準備工作。

壓鑄之優點及缺點：

壓鑄優點

1. （1）產品質量好
　　

質輕，傳 ( 散 ) 熱性能佳，鑄件尺寸精度高，一般相當於6~7級，甚至可達4級；表面光潔度好；強度和硬度較高，強度一般比砂型鑄造提高25~30％，但延伸率降低約70％；尺寸穩定，互換性好；可壓鑄薄壁複雜的鑄件。 例如，當前鋅合金壓鑄件最小壁厚可達 0.5mm；鋁合金鑄件可達 1mm；

2. （2）生產效率高
　　

機器生產率高，例如臥式冷空壓鑄機平均八小時可壓鑄600～700次，小型熱室壓鑄機平均每八小時可壓鑄3000~6000次；壓鑄模具壽命長，一付壓鑄模，壓鑄鋁合金，壽命可達十萬模次；易實現機械化和自動化。

3. （3）經濟效果優良
　　

壓鑄能得到表面光潔且尺寸準確的鑄件，表面粗慥度常可達12S以下。 一般不再進行機械加工而直接使用，或加工量很小，大量生產可節省材料費、加工裝配費等，可降低生產成本；鑄件價格便易；可以採用鑄包其他材質的零件，獲得壓鑄合金所無的物理特竟。 既節省裝配工時又節省金屬，另外又具有可回收利用性佳之特點，是極佳的環保金屬材料。

壓鑄缺點

　　

壓鑄有許多優點，但也有一些缺點，尚待解決。 如：

　　
1. （1） 壓鑄時由於液態金屬充填模型腔速度高，流態不穩定，故一般壓鑄法，鑄件易產生氣孔，不能進行熱處理；
　　
2. （2） 對內凹複雜的鑄件，壓鑄生產較為困難；
　　
3. （3）高熔點合金（如銅金屬），壓鑄模具壽命較低；
　　
4. （4）不宜小批量生產，其主要原因是壓鑄模具製造成本高，壓鑄機生產效率高，小批量生產不符合經濟效益。
5. （5）鑄件之氣密性差，由於熔液經高速充填至壓鑄模內時，會產生亂流之現象，局部形成氣孔或收 縮孔，影響鑄件之耐氣密性。

壓鑄應用範圍及發展趨勢

　　

壓鑄是最先進的金屬成型方法之一，是實現少切屑，無切屑的有效途徑。壓鑄件的尺寸和重量，取決於壓鑄機的功率。 由於壓鑄機的功率不斷增大，鑄件形尺寸可以從幾毫米到 2m；重量可以從幾公克到數 十公斤。 國外可壓鑄直徑為 2m，重量為 50kg的鋁鑄件。 壓鑄件也不再局限於汽車工業和儀表工業，逐步擴大到其它各個工業部門，如通訊機器、農業機械、光學機械、機床工業、電子工業、國防工業、醫療器械、鐘錶、照相機和日用五金等幾十個行業。 在壓鑄技術方面又出現了真空壓鑄、加氧壓鑄、精速密壓鑄以及可溶型芯的應用等新工藝。

壓鑄鋁合金的物理性質

下列成份表為適合壓鑄用鋁合金之通用規格。

一般用料ADC12佔有市場70%以上，也是最適應壓鑄條件之鋁合金。

項目	一般用壓鑄鋁合金
規格-JIS	ADC1	ADC3	ADC5	ADC6	ADC10	ADC12
規格-ASTM	A413	A360	518	514	A380	A383
抗拉強度       ( kg/mm2 )	29.5	32.2	31.5	29	33	33.
降伏強度       ( kg/mm2 )	13.3	16.8	19.6	15.5	16.2	16.6
伸長率          (      %      )	3.5	3.5	5	7.5	3.5	2.5
剪斷強度       ( kg/mm2 )	17.5	18.2	20.3	18	19	20.3
疲勞強度       ( kg/mm2 )	13.3	12.6	14	13.5	14	14
比重(密度)     (  g/cm3  )	2.66	2.68	2.53	2.68	2.76	2.7
熔點              (     ℃     )	580	600	620	630	590	580
熱傳導率        (    cgs   )	0.29	0.27	0.23		0.23	0.23
勃氏硬度        ( 10/500 )	80	75	80	50	80	85
電氣傳導率   ( 以銅為標準 )	31	29	24		23	23

附註：本表是比較試片實驗為基礎。

項目	鋅合金
規格-JIS	ZDC1	ZDC2
抗拉強度       ( kg/mm2 )	33	29
伸長率          (      %      )	7	10
衝撃值          ( kg/mm2 )	16	14
比重(密度)     (  g/cm3  )	6.7	6.6
熔點              (     ℃     )	386.1	386.6
勃氏硬度        ( 10/500 )	91	82

             附註：本表是比較試片實驗為基礎。

備註:  1.  ADC12理論最大抗拉強度 33kg/mm2,但因為壓鑄時會有捲氣,實際強度

        不足 33kg/mm2。

        2  6061 T6降服強度 28kg/mm2,最大抗拉強度 31.5kg/mm2。

        3  A356 T6最大抗拉強度 28kg/mm2。

壓鑄用鋁合金的特性及參考用例

規格		鋁合金的特性	參考用例
JIS	ASTM
ADC 1	A 413.0	耐蝕性、壓鑄性好，耐壓力較低。	汽車車體架、前輪盤、 自動麵包機內襯。
ADC 3	A 360.0	衝擊值和耐壓力好，耐蝕性好，鑄壓性差。	汽車飛輪蓋、機車曲軸箱、 汽車飛輪、船舶機械。
ADC 5	518.0	耐蝕性很好，伸長率衝擊值很高，鑄造性不好。	農業機械、船舶機械、 釣具、板手、捲線軸。
ADC 6	514.0	耐蝕性很好，鑄造性比ADC 5稍好一點。	剎車把手、船舶機械、 軸 箱、水泵浦、散熱片。
ADC10	A 380.0	機械性質、被切削性及鑄造性良好。	3C產品、汽車化油器、網通零件、汽缸蓋、機車減震器、 引擎齒軸箱、側蓋、汽缸體、農機齒輪箱、曲軸箱蓋、錄影機座、攝影機體、電動工具本體、馬達轉子、針車機架及頭體、釣具本體、轉軸器、瓦斯調整器上下蓋、分配器零件。
ADC12	A383.0	機械性質、被切削性及鑄造性良好。