一、概述
(一)压力铸造的实质及优缺点
压力铸造(简称压铸)的实质是使液态或半液态金属在高压力的作用下，以极高的速度充填压型，并在压力作用下凝固而获得铸件的一种方法。
高压力和高速度是压铸时液体金属充填成型过程的两大特点，也是压铸与其它铸造方法最根本区别之所在。
压铸时常用的压射比压在几兆帕至几十兆帕范围内，甚至高达500MPa;充填速度为(0.5。120)m•s～;充填时间很短，一般为0.01～0.2s，最短的只有千分之几秒。此外，压型具有很高的尺寸精度和很低的表面粗糙度值。由于具有这些特点，使得压铸的工艺和生产过程，压铸件的结构、质量和有关性能都具有自己的特征。
与其它铸造方法相比较，压力铸造有如下的优点：
(1)铸件的尺寸精度和表面光洁程度很高。一般压铸件可不经机械加工或只是个别部位加工就可使用。
(2)铸件的强度和表面硬度较高。由于压型的激冷作用，且在压力下结晶，因此，压铸件表面层晶粒较细，组织致密，所以表面层的硬度和强度都比较高。
压铸件的抗拉强度一般比砂型铸件高25%一30%，但伸长率较低。
(3)可以压铸形状复杂的薄壁铸件。铸件最小的壁厚，锌合金为0.3。mm;铝台金为0.5ram。最小铸孔直径为0.’Ymm。可铸螺纹最小螺距为0.’75mm。
(4)生产率极高。在所有铸造方法中，压铸是一种生产率最高的方法，这主要是由压铸过程的特点决定的，且随着生产工艺过程机械化、自动化程度进一步发展而提高。一般冷压室压铸机平均每班可压铸600～’700次;热压室压铸机可压铸3000一。7000次。
(5)由于压铸件的精度高，尺寸稳定划一，故互换性好，可简化装配操作。同时，在压铸时可嵌铸其它金属或非金属材料零件。这样既可获得形状复杂的零件，又可改善其工作性能，有时镶嵌压铸件还可代替某些部件的装配。
压力铸造也存在一些缺点，主要是：
(1)由于液体金属充型速度极快，型腔中的气体很难完全排除，常以气孔形式存留在铸件中。因此，一般压铸件不能进行热处理，也不宜在高温条件下工作。同样，也不希望进行机械加工，以免铸件表面显出气孔。
(2)由于黑色金属熔点高，压铸型使用寿命短，故目前黑色金属压铸在实际生产中应用不多。
(3)由于压铸型加工周期长、成本高，且压铸机生产效率高，故压铸只适用于大批量生产。
(二)压力铸造的发展概况及应用范围
压铸起源众说不一，但据文献报道，最初是用于压铸铅字，19世纪中叶已有专利提出，1855年默根瑟勒(O•Mergemhalm、)研究了以前的专利，发明了印字压铸机，1905年H.H.多勒(I)oehler)研究成功用于工业生产的压铸机，压铸锌、锡、铅合金铸件。随后V.瓦格纳(Wagner•)设计了鹅颈式气压压铸机，用于生产铝合金铸件。
1927年捷克工程师约瑟夫•波拉克(Josef‘Polak)设计了冷压室压铸机，由于贮存液态金属的坩埚与压射室分离，可显著地提高压射力，使之更适应工业生产的要求，克服了气压热压室压铸机的不足之处，从而使压铸生产技术向前推进了一大步，铝、镁、铜等合金广泛采用压铸生产。
由于整个压铸过程都是在压铸机上完成，因此，随着对压铸件的质量、产量要求的提高和扩大应用，将对压铸设备不断提出新的、更新的要求，而新型压铸机的出现及新工艺、新技术的采用，又促使压铸生产更加迅速地发展。例如，为了消除压铸件内部的气孔、缩孔、缩松，改善铸件的质量，出现了双冲头(或称精、速、密)压铸;为了压铸带有镶嵌件的铸件及实现真空压铸，出现了水平分型的全立式压铸机;为了提高压射速度和实现瞬时增加压射力以便对液体金属进行有效的增压，提高铸件致密度，从而发展了三级压射系统的压铸机。又如在压铸生产过程中，除装备自动浇注、自动取件及自动润滑机构外，还能通过安装成套测试仪器，对压铸过程中各工艺参数进行检测和控制。如压射力、压射速度显示监控装置和合型力自动控制装置以及电子计算机的应用等。
压力铸造的应用范围很广，在非铁合金中以铝合金压铸件比例最高(约30%一35%)，锌合金次之。在国外，锌合金铸件绝大部分为压铸件。铜合金(黄铜)比例仅占压铸件总量的l%一2%。镁合金铸件易产生裂纹，且工艺复杂，过去使用较少。我国镁资源十分丰富，随着汽车等工业的发展，预计镁合金的压铸件将会逐渐增多。
目前用压铸生产的最大铝合金铸件质量达50kg，而最小的只有几克。压铸件最大的直径可达2m。
压力铸造应用的工业部门有：汽车、仪表。电工与电子仪器、农业机械、航空、兵器、电子计算机、照相机及医疗器械等。
二、压铸过程原理
由上述可知，压铸过程是利用高压力、高速度，迫使液体金属以很高的速度、在极短的时间内充满压铸型。在这样的充填条件下，虽然金属压铸型的导热性很高，蓄热能力很强，液体金属与压铸型的热交换强度很大，但仍能够获得轮廓清晰、尺寸精度和表面光洁程度很高的铸件。
(一)压力的作用
压铸压力是压铸过程主要的工艺参数之一。压铸压力可以用压射力和压射比压来表示。压射力是根据压铸机的规格而定，它是压铸机压射机构中推动压射活塞的力。
在压铸过程中，作用在液体金属上的压力以两种不同的形式出现，其作用也不同：一种是液体金苗属流动过程中的流体动压力，其作用主要是完成充填及成形过程;另一种是在充填结束后，以流体静压形式出现的最终压力(其值明显地大于动压力)，它的作用是对凝固过程中的金属进行“压实”。最终压力的有效性，除与合金的性质及铸件的结构有关外，还取决于内浇道的形状、大小及位置。
压铸过程中作用在液体金属上的压力不是一个常数，它随着压铸过程的不同阶段而变化。液体金属在压室及压铸型中的运动情况可分为四个阶段。图6—1所示为压铸件不同阶段液体金属所受压力的变化情况。
第一阶段I：慢速封孔阶段：压射冲头以慢速向前移动，液体金属在较低压力p。作用下推向内浇道。低的压射速度是为了防止液体金属在越过压室浇注孔时溅出和有利于压室中气体的排出，减少液体金属卷入气体。此时压力p只用于克服压射缸内活塞移动和压射冲头与压室之间的摩擦阻力，液体金属被推至内浇道附近。
第二阶段Ⅱ：充填阶段：二级压射时，压射活塞开始加速，并由于内浇道处的阻力而出现小的峰压，液体金属在压力p的作用下，以极高速度在很短时间内充填型腔。
第三阶段Ⅲ：增压阶段：充型结束时，液体金属停止流动，由动能转变为冲压力。压力急剧上升，并由于增压器开始工作，使压力上升至最高值。这段时间极短，一般为0.02一O.04s，称为增压建压时间。
第四阶段Ⅳ：保压阶段，亦称压实阶段。金属在最终静压力p，作用下进行凝固，以得到组织致密的铸件。由于压铸时铸件的凝固时间很短，因此，为实现上述的目的，要求压射机构在充型结束时，能在极短的时间内建立最终压力，使得在铸件凝固之前，压力能顺利地传递到型腔中去。所需最终静压力p，的大小取决于铸件的壁厚及复杂程度、合金的性能及对铸件的要求，一般为50.500MPa。
以上为具有增压器三级压射机构压铸时压力的变化曲线，实际上，由于压铸机压射机构的工作特性各不相同，以及随着铸件结构形状不同，液体金属充填状态和工艺操作条件的不同，压铸过程中压力的变化曲线也会不同。
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