【入门引导科普】来聊聊压铸工艺和锌合金，铝合金

本帖最后由 永远年轻 于 2024-8-31 20:38 编辑

其实压铸工艺在日常生活中很常见，铸铝，铸锌应用也很广泛。
除了一些低廉的用品外，在高端的汽车行业应用也很广泛，上到发动机缸体，电机壳体，变速箱箱体，下到车内配饰件，门把手，档把头，换档拨片，钥匙。相对来说这些东西寿命都很长，说这些只是想表达错的不是工艺，也不是材料，一个零件合理选用材料，合适的工艺，严格执行各项标准，是可以达到使用寿命的。
下面来细聊一些关于这两种材料的强度，成本，特点。

先来看看一个铸铝机匣是怎么生产出来的
第一步将融化的铝水倒入压铸机
第二步给模具喷脱模剂
第三步压铸
第四步机械臂取出工件，将工件放上冷却传送带
第五步工人从传送带取下工件，拆除工件渣包

后续会进行CNC的修边打孔，激光刻字，表面处理等步骤，这里不展开说了






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关于机械性能的问题，这里拿最常用的ADC12铝合金和3号锌合金，5号锌合金来对比

ADC12
最常用的压铸铝合金，大部分机匣都是这种材料
抗拉强度(MPa):310
屈服强度（0.2%,MPa): 145
布氏硬度(HB)：75
延伸系数（%）：5

3号锌合金
最常用的锌合金材料，通常小件都是3号锌
抗拉强度 (MPa): 283
屈服强度 (0.2%, MPa): 221
布氏硬度 (HB): 82
延伸系数 (%): 10

5号锌合金
强度硬度较3号提高，但延展性较差，通常结构件会使用5号
抗拉强度 (MPa): 328
屈服强度 (0.2%, MPa): 228
布氏硬度 (HB): 91
延伸系数 (%): 7

从以上数据来对比，铸铝的机械性能是不如锌合金的，不管是抗拉，屈服，硬度都不如锌合金。
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关于成本问题，工业产品的成本无非就是工和料，先说说几种常见材料最近的价格
3号锌合金24500元/吨
5号锌合金25200元/吨
ADC12铝合金是19500元/吨
虽然看价格差异没有很大，但是锌合金密度大约是铝合金的2.5倍，计算下来同一个零件，相同体积成本差别大概是3倍，是的3倍，这在大规模工业生产上是很大差别。
这就是为什么不管日本还是中国台湾，或者国内的厂家，在生产大件都会使用铸铝，生产小零件使用锌合金。

加工费的问题，铸铝比较贵，因为锌合金的流动性很好，锌合金压铸机的吨位相比会小很多。
铸铝即使加了很多硅，流动性还是没有锌合金那么好，常见最小的铝合金压铸机是180吨，锌合金最小的60吨，这样对比大家就知道大小差别了。

具体成本还是要看零件，一般大件做铸铝便宜，小件做锌合金便宜。
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关于压铸和CNC，这两种工艺是不冲突的，压铸件做好后二次加工是很正常的。但是水圈的精修铸件很少，一般都是打孔攻丝之类的二次加工。很少看到CNC精修的工件。还有就是铸件的表面致密层很薄，通常只有0.3-0.5mm，一般都只是光一刀。再往下就有沙眼，会有表面不平整的问题。

那么作为买家，要怎么分辨铸件和完全CNC的零件呢
一般是压铸件，注塑件都会有比较明显的特征，像拔模角，都是很圆润，有小锥度。不会像CNC那样有棱有角，很锐利。


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关于寿命问题，其实从模具设计，材料选用，制造工艺，使用环境都会有很大的影响。中低端玩具制造离不开压铸工艺的，不用压铸工艺和锌合金几乎不可能，使用合适的材料才是王道。

这里举较为正面一个例子，某电手厂家用的MD5
材料商对这个型号特点介绍是 MD5 锌合金具高延展性，抗冲击能力特强，能有效解决某些产品的脆性问题。

机械性能（与上文材料屈服强度测试标准不同）
抗拉强度 (MPa): 312
屈服强度 (0.1%, MPa): 237
布氏硬度 (HB): 83
延伸系数 (%): 19

抗拉强度屈服强度相比3号5号差不多，但是延伸系数可以到19％，延伸系数越高，意味着它能承受较大的形变而不易断裂。
对比3号5号锌的提升很明显，铸铝就不用来比了，性能已经可以媲美常用6061铝合金的25％了。


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总结:错的不是工艺，也不是材料
压铸工艺作为一种 单件 成本较低快速成型的金属工艺，相比CNC 工时和物料成本 都会低很多，是做金属玩具的最优选择。毕竟不是谁都买得起高价玩具，如果实在不喜欢铸造和锌合金的朋友，只能加钱上CNC了。
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补充关于压铸零件表面处理的问题
这世界上不是只有喷漆一种工艺的，除了喷漆还可以做 喷塑（静电喷涂）电泳（甚至可以电泳做一些特殊的耐磨涂层），做静电喷涂和电泳都有烘烤步骤，漆面附着力是没有问题的。另外还有电镀。

压铸铝可以氧化，但很难做好，因为有沙眼和含硅的问题，做出来效果不好。 听说有小部分厂家可以做，要先做除硅等步骤，具体了解不多。

只要肯加钱，哪有什么问题是解决不了的。