與其他制造工藝相比，壓鑄成形工藝生產(chǎn)效率高、尺寸精度高、力學(xué)性能優(yōu)良、材料利用率高、批量化生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益較佳。在汽車用鋁合金中，壓鑄鋁合金與其他鑄造鋁合金約占80%，加工鋁材（板、帶、箔、管、棒、型、線、鍛、粉、膏等）僅占20%左右，壓鑄件的用量占鑄造產(chǎn)品總用量的70%左右，因此壓鑄鋁合金制品在汽車用鋁中約占54%～70%。

自2009以來，我國汽車銷量已連續(xù)8年占據(jù)世界第一，從2009年的1 300萬輛增長至2019年超2 700萬輛。隨著汽車市場競爭愈加激烈，各制造廠商都在向高質(zhì)量、高可靠性、輕量化、節(jié)能環(huán)保、低成本方向發(fā)展，且隨著汽車排放標(biāo)準(zhǔn)和國際環(huán)保政策的逐年加嚴(yán)，新能源汽車已成為未來汽車領(lǐng)域的重點(diǎn)發(fā)展方向，高強(qiáng)韌、高質(zhì)量新能源汽車結(jié)構(gòu)部件（汽車車身、立柱、底盤、減震塔等）也越來越多需要采用壓鑄成形工藝來進(jìn)行制造。這些都說明，鋁合金壓鑄在壓鑄行業(yè)內(nèi)占有舉足輕重的地位，是壓鑄行業(yè)的主流。

壓鑄鋁合金的工藝特點(diǎn)

壓鑄鋁合金除了具有較好的壓鑄工藝性能及較佳的力學(xué)性能外，還需具備以下幾點(diǎn)工藝性能：

①良好的熱塑性流變性能，在過熱度不高及液、固相線溫度附近應(yīng)具有良好的熱塑性流變性能，以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜型腔的填充，形成良好的鑄造表面，避免縮孔缺陷的產(chǎn)生；

②較小的線收縮率，避免壓鑄過程產(chǎn)生裂紋和變形，提高制品的尺寸精度；

③較小的凝固溫度區(qū)間，便于實(shí)現(xiàn)快速同時(shí)凝固，減少內(nèi)部收縮孔洞等缺陷的數(shù)量；

④良好的高溫?zé)釓?qiáng)度，避免開模時(shí)產(chǎn)生熱裂或嚴(yán)重變形；

⑤較好的鑄件/鑄型界面性能，與壓鑄模具不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)、親和力小，避免粘型和鑄件/鑄型界面發(fā)生合金化反應(yīng)；

⑥良好的物化性能，在高溫熔融狀態(tài)下不易吸氣、氧化，能滿足壓鑄過程長時(shí)間保溫的需求。

壓鑄鋁合金分類

按合金成分來分，壓鑄鋁合金可分為Al-Si（Al-Si-Cu、Al-Si-Mg）、Al-Cu、Al-Mg與Al-Zn四個(gè)系列。Al-Si壓鑄合金因結(jié)晶溫度間隔小、硅相凝固結(jié)晶潛熱和比熱容大、線收縮率小、且具有良好的流動(dòng)性能、充型性能和較小的熱裂、疏松傾向，因此應(yīng)用最為廣泛。Al-Cu系壓鑄合金雖具有較高的力學(xué)性能，但Cu元素的加入降低了材料的耐蝕性能，壓鑄制品使用壽命隨之大幅下降，且壓鑄過程易產(chǎn)生偏析、開裂，因此應(yīng)用范圍較小。與Al-Si系壓鑄合金相比，Al-Mg系壓鑄合金鑄造性能差、力學(xué)性能波動(dòng)和壁厚效應(yīng)大、壓鑄過程易開裂，且應(yīng)力腐蝕傾向較大；Al-Zn系壓鑄合金雖經(jīng)自然時(shí)效可獲得較佳的力學(xué)性能，但其耐蝕性差、易出現(xiàn)熱裂與應(yīng)力腐蝕，使用較少。表1所示為目前常用壓鑄鋁合金的牌號、化學(xué)成分與力學(xué)性能，其中尤以Al-Si-Cu系合金應(yīng)用最為廣泛，諸如AlSi9Cu3（A380）與AlSi11Cu3（ADC12）。如下表所示，壓鑄鋁合金一般多添加Si、Cu、Mg、Mn、Fe、Ni與稀土元素。

壓鑄鋁合金典型應(yīng)用

目前，國內(nèi)外汽車行業(yè)鋁合金壓鑄件應(yīng)用范圍按使用功能分類，已用于結(jié)構(gòu)件、受力件、安全件和裝飾件等，主要包括以下幾個(gè)方面：

①動(dòng)力系統(tǒng)：缸體、缸體蓋、缸蓋罩、曲軸箱、氣缸蓋罩蓋、油底殼、活塞、泵體、泵蓋、進(jìn)氣管、發(fā)電機(jī)殼體、發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪室、六座搖臂座、發(fā)動(dòng)機(jī)各類支架等；

②傳動(dòng)系統(tǒng)：變速器殼體、變速器油路板、離合器殼體、換擋拔叉、變速箱支架等；

③轉(zhuǎn)向系統(tǒng)：鏈條蓋、齒條殼體與渦輪殼體。
④底盤總成：懸置支架與橫梁；

⑤車身：輪轂、骨架與裝飾制品；
⑥其他：減震器下端蓋、壓縮機(jī)支架、離合器踏板及剎車踏板等。下圖所示為汽車用鋁合金壓鑄件匯總及占比示意圖。由圖可知，目前壓鑄鋁合金已在汽車行業(yè)得到了大范圍的應(yīng)用。

壓鑄鋁合金未來發(fā)展趨勢

電動(dòng)新能源汽車行業(yè)近年來對動(dòng)力性、安全性、舒適性、輕量化等技術(shù)指標(biāo)要求的不斷提高，所需鋁合金制品逐漸向薄壁、高強(qiáng)、低成本與一體化集成結(jié)構(gòu)方向發(fā)展，為壓鑄技術(shù)的發(fā)展提供了應(yīng)用基礎(chǔ)與源動(dòng)力。近年來，鋁合金壓鑄技術(shù)的發(fā)展總體而言，就是通過對合金材料成分進(jìn)行不斷優(yōu)化調(diào)整，結(jié)合高真空壓鑄技術(shù)與熱處理工藝參數(shù)調(diào)控，充分發(fā)揮合金材料的工藝特性，借助高壓注射與低速充型不斷提高壓鑄合金材料的綜合力學(xué)性能。隨著軍民融合的不斷深入，大量環(huán)筒類彈箭結(jié)構(gòu)制品由于對疲勞性能要求不高，根據(jù)結(jié)構(gòu)集成一體化輕量設(shè)計(jì)，可采用壓鑄工藝進(jìn)行批量化生產(chǎn)研制，縮短產(chǎn)品的研制周期、降低其生產(chǎn)成本，為壓鑄鋁合金的推廣應(yīng)用提供了發(fā)展基礎(chǔ)。

來源：《鑄造》雜志202002期