鋁鑄件生產工藝的選擇

鋁鑄件生產工藝的選擇需要綜合考慮零件結構、性能要求、生產批量、成本預算等因素。

以下為常見鋁鑄件生產工藝及其適用場景的詳細分析，幫助您做出合理選擇：

一、主流鋁鑄件生產工藝對比

工藝類型	適用場景	技術特點	優缺點對比
壓鑄	汽車零件、3C產品、高精度 薄壁件	高壓高速充型， 金屬模具	? 效率高、表面光潔度高 ? 模具成本高，僅適合大批量 （>10萬件）
砂型鑄造	大型復雜件、單件/小批量  生產	砂模成型，靈活 性強	? 模具成本低，可生產超大件 （>1噸） ? 表面粗糙，需后處理，效率低
重力鑄造	中等批量（千件級）、中等 復雜度零件、發動機缸體等 致密性要求高零件	可重復使用金屬 模具	?  尺寸精度達CT7-9級 ? 氣密性好、組織致密 ? 力學性能好，延伸率高 ? 模具成本中等，生產節奏較慢
低壓鑄造	輪轂、油底殼、各類支架、 一體成型副車架等	低氣壓充型，最適 合薄壁件	?  尺寸精度達CT7-9級 ? 力學性能好，延伸率高 ? 設備投資高，生產節奏較慢
消失模鑄造	復雜內腔結構件（如發動機 殼體）	泡沫模氣化成型	? 無分型面，設計自由度高 ? 需專用砂處理線，環保要求高
擠壓鑄造	高強高韌結構件（航空 航天、軍工）	液態模鍛結合 壓力結晶	? 力學性能接近鍛件（抗拉強度可達350MPa） ? 設備復雜，成本高
熔模鑄造	精密小型件（<50kg）、       復雜曲面零件	蠟模精密成型	? 尺寸精度達CT4-6級 ? 工序繁瑣，適合高附加值產品
3D打印砂型	快速樣件、極小批量定制件	數字化砂型打印	? 無模具開發周期，適合原型驗證 ? 單件成本極高，表面質量較差

二、關鍵選擇維度

1. 生產批量與經濟性
• 大批量（>10萬件）：優先壓鑄，模具分攤成本低至0.5元/件以下。
• 中等批量（1k-10萬件）：重力鑄造或低壓鑄造，模具成本約10-50萬元。
• 小批量/樣件（<1k件）：砂型鑄造或3D打印砂型，單件成本可降低30-50%。
2. 零件特性
• 壁厚：薄壁件（<3mm）選壓鑄或低壓，厚壁件（>8mm）用重力鑄造減少縮孔。
• 尺寸：<1m零件適合壓鑄/金屬型；超大型件（如船舶部件）必須砂型鑄造。
• 復雜度：深腔/異形結構優先消失模或熔模鑄造。
3. 性能要求
• 力學性能：擠壓鑄造件抗拉強度比普通鑄造高30%-50%。
• 氣密性：重及及低壓鑄造可達到氣壓測試>0.5MPa無泄漏。
• 表面質量：壓鑄件Ra可達1.6μm,重力及低壓Ra>6.3μm,砂鑄Ra>12.5μm。
4. 材料適配性
• 壓鑄專用合金（如ADC12含硅量9.5-12%）流動性好，但延伸率<3%。
• 砂型鑄造適用A356-T6熱處理態，抗拉強度可達310MPa。

三、典型行業應用參考

1. 汽車行業
• 變速箱殼體：高壓壓鑄（CT6級精度，節拍60s/件）
• 新能源電機殼：重力及低壓鑄造（孔隙率<1%）
• 輪轂：低壓鑄造及重力鑄造（JISH5302標準）
2. 航空航天
• 艙體結構件：熔模鑄造+熱等靜壓（HIP）處理
• 起落架部件：擠壓鑄造（疲勞壽命提升2倍）
3. 能源裝備
• 水電渦輪：砂型鑄造+（重量>2噸）
• 散熱器：高壓壓鑄（鰭片厚度1.2mm）

四、決策流程建議

1. 明確需求優先級：列出重量、精度、強度、成本、交期的權重（如QFD分析）。
2. 工藝初篩：根據批量排除不適用工藝（如小批量禁用壓鑄）。
3. 成本模擬：計算模具攤銷+單件成本（壓鑄模具費100萬 vs 砂型模具5萬）。

五、未來趨勢

• 超大型壓鑄：特斯拉一體化底盤技術，鎖模力達9000T，減重30%。
• 數字化鑄造：結合CAE仿真（如MAGMA軟件）優化工藝，試模次數減少70%。
• 綠色工藝：再生鋁配合鑄造，碳排放降低40%。

選擇合適的鋁鑄件工藝需要平衡技術可行性與經濟性。建議在早期設計階段即與鑄造廠商開展DFM（可制造性設計）協同，可降低綜合成本15%-30%。