壓鑄通常是在壓力作用下，將熔融金屬射入閉合的鑄型及壓型中，金屬在模型內凝固成尺寸精確的鑄件。冷卻后開啟鑄型將鑄件脫出，隨后再閉合鑄型射入熔融金屬以鑄造下一個鑄件，這樣依次進行。鑄型的開啟、閉合以及熔融金屬的壓射，通常都是由壓鑄機來完成的。一般來說，壓鑄機的體積大、強度高，足以承受鑄型閉合后射入金屬時所施加的壓力。
目前，壓(ya)鑄(zhu)(zhu)已(yi)(yi)成(cheng)為工業化(hua)、大批(pi)量生產輕金屬制品的(de)(de)(de)主要成(cheng)型(xing)(xing)(xing)方法，特別是(shi)鋁、鋅及鎂等合金，并已(yi)(yi)發(fa)展到(dao)一(yi)定自(zi)動化(hua)的(de)(de)(de)程度。壓(ya)鑄(zhu)(zhu)提供從(cong)原材料到(dao)成(cheng)品的(de)(de)(de)一(yi)種低成(cheng)本(ben)、大批(pi)量的(de)(de)(de)生產方式。壓(ya)鑄(zhu)(zhu)法的(de)(de)(de)加工成(cheng)本(ben)，完全取決于與壓(ya)型(xing)(xing)(xing)本(ben)身的(de)(de)(de)耐用(yong)性-即(ji)使用(yong)壽命。壓(ya)型(xing)(xing)(xing)應(ying)能承受多次的(de)(de)(de)重(zhong)復操作(zuo)使用(yong)，包(bao)括劇烈的(de)(de)(de)熱(re)(re)沖(chong)(chong)擊(ji)及機(ji)械沖(chong)(chong)擊(ji)而不變形或損壞。良好(hao)的(de)(de)(de)壓(ya)型(xing)(xing)(xing)及操作(zuo)條件(jian)使壓(ya)鑄(zhu)(zhu)能生產出的(de)(de)(de)金屬鑄(zhu)(zhu)件(jian)，要比用(yong)其他熱(re)(re)加工成(cheng)型(xing)(xing)(xing)方法生產的(de)(de)(de)鑄(zhu)(zhu)件(jian)，在尺寸精(jing)度和(he)表(biao)面光潔度方面更好(hao)。
多(duo)年來(lai)(lai)，研究者力圖將(jiang)在(zai)(zai)低熔點(dian)結構金(jin)(jin)(jin)屬(shu)上獲(huo)得應(ying)用(yong)(yong)成功的(de)(de)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)鑄法，也應(ying)用(yong)(yong)于(yu)高(gao)(gao)熔點(dian)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)鑄造上。盡管壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)型(xing)表面(mian)受(shou)(shou)到的(de)(de)熱(re)沖擊嚴重程度(du)不同，過早的(de)(de)產生龜裂或(huo)熱(re)裂，使壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)型(xing)的(de)(de)使用(yong)(yong)性能(neng)受(shou)(shou)到限(xian)制，但(dan)某(mou)些黃(huang)銅及青銅零件(jian)現已能(neng)正式用(yong)(yong)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)鑄生產了。當然，壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)型(xing)抵抗這種破壞(huai)的(de)(de)能(neng)力，部分取決(jue)于(yu)鑄造金(jin)(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)溫(wen)度(du)，例(li)如，合(he)金(jin)(jin)(jin)鋼壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)型(xing)就可以幾十萬次(ci)循(xun)環來(lai)(lai)生產鋅鑄件(jian)，若對黃(huang)銅鑄件(jian)來(lai)(lai)說，就只能(neng)用(yong)(yong)幾千次(ci)。壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)鑄在(zai)(zai)高(gao)(gao)熔點(dian)鐵基金(jin)(jin)(jin)屬(shu)方面(mian)的(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)，集中在(zai)(zai)耐(nai)高(gao)(gao)溫(wen)的(de)(de)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)鎢和鉬的(de)(de)形狀(zhuang)及大小方面(mian)，適于(yu)制造壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)鑄的(de)(de)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)型(xing)之(zhi)后才有(you)可能(neng)。這些耐(nai)高(gao)(gao)溫(wen)的(de)(de)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)及其合(he)金(jin)(jin)(jin)具有(you)非凡的(de)(de)熱(re)性能(neng)和機(ji)械性能(neng)，使得壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)型(xing)能(neng)承受(shou)(shou)鋼、鐵合(he)金(jin)(jin)(jin)在(zai)(zai)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)鑄時特別嚴酷(ku)的(de)(de)熱(re)沖擊要求，從而提高(gao)(gao)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)型(xing)的(de)(de)使用(yong)(yong)壽(shou)命。
早在20世紀70年代，壓鑄就被認為是不銹鋼及合金成型方面可采用的生產方法，尤其是當采用其他制造方法有困難或成本高的零件時，更是如此。現在黑色金屬壓鑄法在許多領域的應用與鍛造，精密鑄造以及用型材切削加工方面都處于競爭的地位。
圖2-16是壓鑄工藝過(guo)程的示意圖。
1. 不銹鋼壓鑄的優點
不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)壓(ya)鑄(zhu)的(de)(de)(de)(de)一個重(zhong)要的(de)(de)(de)(de)經濟優(you)點是(shi)，該法能(neng)利用(yong)(yong)廉價的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)廢(fei)料作為(wei)原料。用(yong)(yong)該方法鑄(zhu)造所產(chan)生的(de)(de)(de)(de)廢(fei)料（如直(zhi)澆道、橫澆道等）是(shi)非常清(qing)潔、純(chun)凈(jing)的(de)(de)(de)(de)，只(zhi)要進一步加(jia)工(gong)(gong)處理，便可(ke)回收再用(yong)(yong)。此外，金(jin)屬壓(ya)鑄(zhu)法，還可(ke)用(yong)(yong)來生產(chan)一些不(bu)(bu)能(neng)直(zhi)接從棒材或(huo)鍛坯制取合金(jin)零件；或(huo)者是(shi)它們(men)的(de)(de)(de)(de)形(xing)狀不(bu)(bu)可(ke)能(neng)或(huo)難以(yi)用(yong)(yong)切削(xue)加(jia)工(gong)(gong)的(de)(de)(de)(de)方法加(jia)工(gong)(gong)的(de)(de)(de)(de)零部件。可(ke)是(shi)，在(zai)(zai)生產(chan)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)壓(ya)鑄(zhu)件的(de)(de)(de)(de)成(cheng)本中，壓(ya)型(xing)的(de)(de)(de)(de)維修費(fei)(fei)用(yong)(yong)要比非鐵合金(jin)壓(ya)型(xing)鑄(zhu)件的(de)(de)(de)(de)大(da)得多。甚至在(zai)(zai)最佳(jia)的(de)(de)(de)(de)情況下，用(yong)(yong)來生產(chan)鋼(gang)鑄(zhu)件的(de)(de)(de)(de)耐高溫金(jin)屬壓(ya)型(xing)的(de)(de)(de)(de)壽命也遠不(bu)(bu)如生產(chan)鋁及鋅壓(ya)鑄(zhu)件壓(ya)型(xing)的(de)(de)(de)(de)使用(yong)(yong)壽命。經濟成(cheng)本的(de)(de)(de)(de)另一問題是(shi)，在(zai)(zai)生產(chan)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)或(huo)高合金(jin)鋼(gang)壓(ya)鑄(zhu)件的(de)(de)(de)(de)費(fei)(fei)用(yong)(yong)中，相當大(da)的(de)(de)(de)(de)一部分是(shi)用(yong)(yong)在(zai)(zai)壓(ya)型(xing)的(de)(de)(de)(de)維修費(fei)(fei)上。
金(jin)屬壓鑄(zhu)(zhu)法適用于(yu)成(cheng)分范圍(wei)很廣的(de)(de)合金(jin)，從生(sheng)產鑄(zhu)(zhu)鐵到工具鋼零件(jian)。在(zai)(zai)黑色金(jin)屬中，不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼似乎最能提(ti)供發(fa)揮這種方(fang)法的(de)(de)最佳(jia)機會，這主(zhu)要是(shi)由于(yu)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼用壓鑄(zhu)(zhu)方(fang)法比低合金(jin)結構鋼易(yi)于(yu)成(cheng)型(xing)，容易(yi)獲得表面光潔度(du)高及(ji)致密的(de)(de)鑄(zhu)(zhu)件(jian)，而且壓型(xing)的(de)(de)使用壽命較長。所(suo)有這些，被(bei)認為是(shi)由于(yu)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)熱導(dao)率比低合金(jin)結構鋼要低得多(duo)的(de)(de)緣故，此外(wai)，黑色金(jin)屬在(zai)(zai)用耐高溫壓型(xing)進行壓鑄(zhu)(zhu)時(shi)，其凝固(gu)(gu)速度(du)特別快(kuai)(kuai)，這對(dui)(dui)(dui)鋼鑄(zhu)(zhu)件(jian)的(de)(de)結構和性(xing)能都有一定的(de)(de)好處。對(dui)(dui)(dui)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼來說，最顯著(zhu)的(de)(de)效果就是(shi)提(ti)高其耐腐蝕性(xing)，因為壓鑄(zhu)(zhu)的(de)(de)凝固(gu)(gu)速度(du)非(fei)常之快(kuai)(kuai)，這就可防止通常發(fa)生(sheng)在(zai)(zai)液(ye)態金(jin)屬凝固(gu)(gu)時(shi)，由于(yu)間隙夾雜物所(suo)引(yin)起的(de)(de)偏析(xi)，這對(dui)(dui)(dui)提(ti)高鑄(zhu)(zhu)件(jian)的(de)(de)耐腐蝕性(xing)能至關重要。由于(yu)鑄(zhu)(zhu)件(jian)凝固(gu)(gu)速度(du)快(kuai)(kuai)，可促(cu)使細的(de)(de)晶粒組(zu)織形成(cheng)。因此，許多(duo)鐵合金(jin)壓鑄(zhu)(zhu)件(jian)都顯示出對(dui)(dui)(dui)熱處理的(de)(de)敏感性(xing)。
2. 壓鑄工(gong)藝
壓鑄(zhu)(zhu)工藝已用于(yu)生產(chan)各種類型的(de)不(bu)銹鋼壓鑄(zhu)(zhu)件。在馬氏體(ti)(ti)不(bu)銹鋼系(xi)列中(zhong)(zhong)有(you)12Cr12(403),12Cr13(410),20Cr13(420),17Cr16Ni2(431)和68Cr17(440);在奧氏體(ti)(ti)不(bu)銹鋼系(xi)列中(zhong)(zhong)有(you)12Cr18Ni9(302),06Cr19Ni10(304),20Cr25Ni20(310)和06Cr17Ni2Mo2(316);沉淀硬化(hua)鋼系(xi)列中(zhong)(zhong)有(you)05Cr17Ni4Cu4Nb(17-4PH).一(yi)般(ban)不(bu)銹鋼的(de)澆注(zhu)溫度(du)在1500~1600℃,這(zhe)個溫度(du)比(bi)銅及其合金(jin)的(de)澆注(zhu)溫度(du)略高。金(jin)屬(shu)在容(rong)量為200~300kg的(de)無芯感應(ying)電爐中(zhong)(zhong)熔(rong)化(hua)。由于(yu)壓鑄(zhu)(zhu)機每射壓一(yi)次只(zhi)能澆注(zhu)一(yi)小部分(fen)金(jin)屬(shu)液，為了(le)使射壓持續進行(xing)，金(jin)屬(shu)液必須在爐中(zhong)(zhong)保溫，這(zhe)就(jiu)要求采(cai)用惰性氣體(ti)(ti)進行(xing)保護，使熔(rong)化(hua)得以順利進行(xing)。為了(le)防止不(bu)銹鋼中(zhong)(zhong)容(rong)易氧化(hua)的(de)化(hua)學成分(fen)如Cr、Mn、Si、C等的(de)損失，不(bu)銹鋼熔(rong)化(hua)多用氮氣作為保護性氣體(ti)(ti)。
目前，不銹鋼壓(ya)(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)法(fa)仍采用，手端澆包從(cong)附近的(de)(de)(de)(de)熔爐中(zhong)取(qu)出(chu)(chu)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)液(ye)，對(dui)壓(ya)(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)機進行金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)液(ye)的(de)(de)(de)(de)澆注，這(zhe)與(yu)一般鋁合金(jin)(jin)(jin)(jin)壓(ya)(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)(de)生產相(xiang)類似。操作(zuo)者用澆包從(cong)熔爐中(zhong)取(qu)出(chu)(chu)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)液(ye)，澆入(ru)壓(ya)(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)機的(de)(de)(de)(de)壓(ya)(ya)(ya)(ya)射(she)系統(tong)，然后按動電鈕，將(jiang)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)液(ye)壓(ya)(ya)(ya)(ya)射(she)入(ru)壓(ya)(ya)(ya)(ya)型(xing)(xing)(xing)中(zhong)。般射(she)壓(ya)(ya)(ya)(ya)力的(de)(de)(de)(de)范圍為5000~15000psi(1psi=6894.76Pa)。金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)射(she)入(ru)壓(ya)(ya)(ya)(ya)型(xing)(xing)(xing)，在壓(ya)(ya)(ya)(ya)射(she)系統(tong)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用下，不到(dao)1秒即可完成(cheng)。對(dui)一些(xie)相(xiang)當薄（從(cong)1~20mm)的(de)(de)(de)(de)壓(ya)(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)，實際在1秒內便開始凝固了。鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)在壓(ya)(ya)(ya)(ya)型(xing)(xing)(xing)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)停留(liu)時間(jian)，即從(cong)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)液(ye)射(she)入(ru)到(dao)壓(ya)(ya)(ya)(ya)型(xing)(xing)(xing)開啟取(qu)出(chu)(chu)壓(ya)(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)之間(jian)的(de)(de)(de)(de)時間(jian)間(jian)隔一般約2~4秒。為了防止“冷隔”和(he)其他鑄(zhu)(zhu)造(zao)缺陷，以(yi)獲(huo)得表(biao)面(mian)光(guang)(guang)潔(jie)(jie)的(de)(de)(de)(de)鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)，壓(ya)(ya)(ya)(ya)型(xing)(xing)(xing)必須預熱，平(ping)均(jun)操作(zuo)溫度(du)(du)(du)要保持在幾百攝氏度(du)(du)(du)，適宜(yi)的(de)(de)(de)(de)溫度(du)(du)(du)取(qu)決于鑄(zhu)(zhu)造(zao)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)特性(xing)。在金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)射(she)入(ru)壓(ya)(ya)(ya)(ya)型(xing)(xing)(xing)之前，在壓(ya)(ya)(ya)(ya)型(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)需要涂(tu)刷一層(ceng)分型(xing)(xing)(xing)劑(ji)，石墨是良(liang)好的(de)(de)(de)(de)分型(xing)(xing)(xing)劑(ji)，其作(zuo)用是改善(shan)表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)潔(jie)(jie)度(du)(du)(du)，使射(she)壓(ya)(ya)(ya)(ya)的(de)(de)(de)(de)速(su)度(du)(du)(du)更快，鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)潔(jie)(jie)度(du)(du)(du)就越(yue)高。但是這(zhe)種情況通常是在犧牲鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)內部(bu)的(de)(de)(de)(de)致密性(xing)和(he)無疏松的(de)(de)(de)(de)條(tiao)件(jian)(jian)(jian)下獲(huo)得的(de)(de)(de)(de)。在良(liang)好的(de)(de)(de)(de)條(tiao)件(jian)(jian)(jian)下，奧氏體(ti)不銹鋼壓(ya)(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)鑄(zhu)(zhu)態(tai)表(biao)面(mian)光(guang)(guang)潔(jie)(jie)度(du)(du)(du)可達到(dao)0.008~0.0013mm。
一(yi)(yi)個(ge)在(zai)現代(dai)壓(ya)鑄(zhu)(zhu)(zhu)機上(shang)(shang)工作(zuo)(zuo)的熟練(lian)操作(zuo)(zuo)者(zhe)，每(mei)小時的生產(chan)率可(ke)達(da)100件(jian)(jian)或更多。與其(qi)他鑄(zhu)(zhu)(zhu)造工藝方法相比(bi)，壓(ya)鑄(zhu)(zhu)(zhu)工藝每(mei)一(yi)(yi)個(ge)操作(zuo)(zuo)者(zhe)的生產(chan)量要高得多，特別是(shi)(shi)當(dang)采用多型(xing)腔的壓(ya)型(xing)時，更是(shi)(shi)如此。對于小件(jian)(jian)，壓(ya)鑄(zhu)(zhu)(zhu)工藝的每(mei)一(yi)(yi)次(ci)操作(zuo)(zuo)，這種壓(ya)型(xing)可(ke)以同時包含10個(ge)以上(shang)(shang)不同的型(xing)腔，或是(shi)(shi)所有(you)的型(xing)腔都是(shi)(shi)同一(yi)(yi)種零件(jian)(jian)或有(you)關的同一(yi)(yi)類不同的零件(jian)(jian)。
一般(ban)壓鑄(zhu)件(jian)的質量從幾克到(dao)(dao)幾千克，鑄(zhu)件(jian)的尺(chi)寸從小(xiao)于(yu)1cm到(dao)(dao)最長尺(chi)寸為20~30cm.鑄(zhu)件(jian)的尺(chi)寸公差可達到(dao)(dao)每厘(li)米百分(fen)之(zhi)幾毫米。
由(you)于不(bu)銹鋼與壓型(xing)(xing)所用耐高(gao)溫合金的(de)(de)(de)熱膨脹(zhang)系數(shu)有(you)著很大的(de)(de)(de)差別，因此(ci)壓鑄(zhu)件(jian)的(de)(de)(de)外表面在(zai)大多數(shu)情況下不(bu)需(xu)要拔模(mo)斜(xie)度(du)(du)，但鑄(zhu)件(jian)的(de)(de)(de)內表面則需(xu)要拔模(mo)斜(xie)度(du)(du)，即零(ling)(ling)件(jian)與芯子(zi)的(de)(de)(de)表面最少必須(xu)有(you)5°~10°的(de)(de)(de)斜(xie)度(du)(du)。選擇相當簡單(dan)的(de)(de)(de)零(ling)(ling)件(jian)可直接由(you)帶有(you)確定內腔(qiang)的(de)(de)(de)兩半壓型(xing)(xing)組成。比較復雜的(de)(de)(de)零(ling)(ling)件(jian)可由(you)帶有(you)活動芯子(zi)的(de)(de)(de)壓型(xing)(xing)制得(de)，或(huo)由(you)帶有(you)空腔(qiang)的(de)(de)(de)具(ju)體部(bu)件(jian)組成。這些(xie)部(bu)件(jian)通(tong)(tong)過壓鑄(zhu)機(ji)在(zai)兩半主要壓型(xing)(xing)開(kai)型(xing)(xing)之前(qian)由(you)鑄(zhu)件(jian)中(zhong)取(qu)出(chu)或(huo)同時取(qu)出(chu)。一(yi)般壓型(xing)(xing)都設計有(you)輔助桿（頂(ding)出(chu)桿），當一(yi)個壓鑄(zhu)循(xun)環(huan)結束時，壓鑄(zhu)機(ji)開(kai)啟壓型(xing)(xing)，通(tong)(tong)過頂(ding)桿便很容易(yi)將壓鑄(zhu)件(jian)從壓型(xing)(xing)型(xing)(xing)腔(qiang)中(zhong)頂(ding)出(chu)。
3. 壓鑄后處(chu)理
不銹鋼壓(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)直(zhi)澆道(dao)使用圓盤鋸或整形壓(ya)(ya)力機加以(yi)(yi)切(qie)除。奧氏(shi)體不銹鋼件(jian)(jian)(jian)一般在(zai)壓(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)后(hou)(hou)(hou)不需(xu)(xu)要進行熱處理(li)，因為壓(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)后(hou)(hou)(hou)的(de)(de)零件(jian)(jian)(jian)具有足(zu)夠的(de)(de)強度(du)(du)和(he)韌(ren)性。馬氏(shi)體不銹鋼鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)，如12Cr12(403)、12Cr13(410)、17Cr16Ni2(431)等(deng)(deng)，往往在(zai)壓(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)后(hou)(hou)(hou)可能超過需(xu)(xu)要的(de)(de)硬度(du)(du)，特別(bie)是(shi)當(dang)碳的(de)(de)含(han)量接近或超過一定限度(du)(du)時，更(geng)是(shi)如此。所以(yi)(yi)，這類(lei)零件(jian)(jian)(jian)需(xu)(xu)要進行回火(huo)或退火(huo)處理(li)以(yi)(yi)降低(di)硬度(du)(du)，提(ti)高韌(ren)性。最后(hou)(hou)(hou)鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)根據不同(tong)使用場合，應用清理(li)滾(gun)筒、振(zhen)動拋(pao)光機、砂輪磨(mo)光機等(deng)(deng)常用方法進行清理(li)。一般零件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)內部詳(xiang)細形狀(zhuang)不容易壓(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)出來，例如螺紋孔等(deng)(deng)，就需(xu)(xu)要對壓(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)進行切(qie)削加工(gong)獲得的(de)(de)。一般用壓(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)法生產的(de)(de)不銹鋼零件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)清理(li)工(gong)作量要比(bi)鍛造和(he)砂型鑄(zhu)(zhu)造所花的(de)(de)清理(li)工(gong)作量小得多。
