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)(ya)鑄已成為工業化、大(da)批(pi)量(liang)生(sheng)(sheng)產(chan)輕(qing)金(jin)屬(shu)制品的主要成型方法，特(te)別是鋁、鋅及鎂(mei)等合金(jin)，并已發展到一(yi)定自動化的程(cheng)度。壓(ya)(ya)鑄提(ti)供從原材料到成品的一(yi)種低成本(ben)、大(da)批(pi)量(liang)的生(sheng)(sheng)產(chan)方式。壓(ya)(ya)鑄法的加工成本(ben)，完全取決于與壓(ya)(ya)型本(ben)身的耐用(yong)性-即使用(yong)壽命。壓(ya)(ya)型應能承受多次(ci)的重(zhong)復操作(zuo)使用(yong)，包括(kuo)劇烈的熱沖(chong)(chong)擊及機械沖(chong)(chong)擊而不變形或損壞(huai)。良好(hao)的壓(ya)(ya)型及操作(zuo)條件使壓(ya)(ya)鑄能生(sheng)(sheng)產(chan)出的金(jin)屬(shu)鑄件，要比用(yong)其他熱加工成型方法生(sheng)(sheng)產(chan)的鑄件，在尺寸精(jing)度和表面光潔度方面更好(hao)。
多年來，研究(jiu)者力圖將(jiang)在(zai)低熔點(dian)結構金(jin)屬(shu)(shu)上獲得應用(yong)成功的(de)(de)壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)法(fa)，也應用(yong)于高熔點(dian)金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)鑄(zhu)(zhu)造上。盡管壓(ya)(ya)(ya)型(xing)(xing)表面(mian)受(shou)到(dao)的(de)(de)熱(re)沖擊(ji)嚴重程度(du)不同，過早的(de)(de)產生龜(gui)裂或(huo)熱(re)裂，使(shi)壓(ya)(ya)(ya)型(xing)(xing)的(de)(de)使(shi)用(yong)性能(neng)(neng)(neng)受(shou)到(dao)限制，但某些黃(huang)銅(tong)及青銅(tong)零件(jian)現已能(neng)(neng)(neng)正式(shi)用(yong)壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)生產了。當然，壓(ya)(ya)(ya)型(xing)(xing)抵抗這(zhe)種(zhong)破壞的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)力，部分取決于鑄(zhu)(zhu)造金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)溫(wen)度(du)，例如(ru)，合金(jin)鋼壓(ya)(ya)(ya)型(xing)(xing)就可(ke)以幾十萬次循環來生產鋅(xin)鑄(zhu)(zhu)件(jian)，若對黃(huang)銅(tong)鑄(zhu)(zhu)件(jian)來說(shuo)，就只(zhi)能(neng)(neng)(neng)用(yong)幾千次。壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)在(zai)高熔點(dian)鐵基金(jin)屬(shu)(shu)方(fang)面(mian)的(de)(de)應用(yong)，集中在(zai)耐高溫(wen)的(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)鎢(wu)和(he)(he)鉬的(de)(de)形狀及大(da)小方(fang)面(mian)，適于制造壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)的(de)(de)壓(ya)(ya)(ya)型(xing)(xing)之后才有可(ke)能(neng)(neng)(neng)。這(zhe)些耐高溫(wen)的(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)及其合金(jin)具(ju)有非凡的(de)(de)熱(re)性能(neng)(neng)(neng)和(he)(he)機械性能(neng)(neng)(neng)，使(shi)得壓(ya)(ya)(ya)型(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)承受(shou)鋼、鐵合金(jin)在(zai)壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)時特別(bie)嚴酷的(de)(de)熱(re)沖擊(ji)要(yao)求，從而提(ti)高壓(ya)(ya)(ya)型(xing)(xing)的(de)(de)使(shi)用(yong)壽命。
早在20世紀70年代，壓鑄就被認為是不銹鋼(gang)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(ya)鑄工藝(yi)過程的示意圖。
1. 不(bu)銹(xiu)鋼壓鑄的優點
不(bu)(bu)銹(xiu)鋼壓鑄的(de)(de)(de)(de)一(yi)個重要(yao)的(de)(de)(de)(de)經濟(ji)優點是(shi)，該法能利(li)用廉價的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼廢料作(zuo)為原(yuan)料。用該方法鑄造所(suo)產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)廢料（如直澆道、橫澆道等）是(shi)非(fei)(fei)常(chang)清潔、純(chun)凈的(de)(de)(de)(de)，只要(yao)進一(yi)步(bu)加(jia)工處理，便可(ke)(ke)回收再用。此外，金屬壓鑄法，還可(ke)(ke)用來(lai)生(sheng)產(chan)一(yi)些不(bu)(bu)能直接(jie)從棒材或(huo)鍛坯(pi)制取合(he)金零(ling)件(jian)(jian)；或(huo)者是(shi)它們的(de)(de)(de)(de)形狀不(bu)(bu)可(ke)(ke)能或(huo)難以用切削加(jia)工的(de)(de)(de)(de)方法加(jia)工的(de)(de)(de)(de)零(ling)部(bu)件(jian)(jian)。可(ke)(ke)是(shi)，在生(sheng)產(chan)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼壓鑄件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)成本中，壓型(xing)的(de)(de)(de)(de)維修(xiu)費(fei)用要(yao)比(bi)非(fei)(fei)鐵合(he)金壓型(xing)鑄件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)大得多。甚至在最佳(jia)的(de)(de)(de)(de)情況下，用來(lai)生(sheng)產(chan)鋼鑄件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)耐高(gao)溫(wen)金屬壓型(xing)的(de)(de)(de)(de)壽命也(ye)遠不(bu)(bu)如生(sheng)產(chan)鋁及鋅壓鑄件(jian)(jian)壓型(xing)的(de)(de)(de)(de)使用壽命。經濟(ji)成本的(de)(de)(de)(de)另一(yi)問題(ti)是(shi)，在生(sheng)產(chan)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼或(huo)高(gao)合(he)金鋼壓鑄件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)費(fei)用中，相當大的(de)(de)(de)(de)一(yi)部(bu)分是(shi)用在壓型(xing)的(de)(de)(de)(de)維修(xiu)費(fei)上(shang)。
金(jin)(jin)(jin)屬壓鑄(zhu)(zhu)法適用(yong)于(yu)成分范圍很(hen)廣的(de)(de)(de)(de)(de)合(he)金(jin)(jin)(jin)，從生(sheng)產鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)到工(gong)具鋼(gang)零件。在(zai)黑色金(jin)(jin)(jin)屬中，不(bu)(bu)銹鋼(gang)似乎(hu)最(zui)(zui)能提(ti)(ti)供發(fa)揮這(zhe)種(zhong)方法的(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)(zui)佳機會，這(zhe)主要是由(you)(you)于(yu)不(bu)(bu)銹鋼(gang)用(yong)壓鑄(zhu)(zhu)方法比低合(he)金(jin)(jin)(jin)結(jie)構(gou)(gou)鋼(gang)易(yi)(yi)于(yu)成型，容(rong)易(yi)(yi)獲得表面光潔(jie)度高(gao)及致(zhi)密的(de)(de)(de)(de)(de)鑄(zhu)(zhu)件，而且壓型的(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)壽(shou)命較長(chang)。所有這(zhe)些，被認為(wei)是由(you)(you)于(yu)不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)熱導率比低合(he)金(jin)(jin)(jin)結(jie)構(gou)(gou)鋼(gang)要低得多(duo)的(de)(de)(de)(de)(de)緣故，此外，黑色金(jin)(jin)(jin)屬在(zai)用(yong)耐高(gao)溫(wen)壓型進行(xing)壓鑄(zhu)(zhu)時，其(qi)凝固速(su)度特(te)別快(kuai)，這(zhe)對(dui)鋼(gang)鑄(zhu)(zhu)件的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)構(gou)(gou)和性(xing)能都有一定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)好處(chu)。對(dui)不(bu)(bu)銹鋼(gang)來說，最(zui)(zui)顯著的(de)(de)(de)(de)(de)效(xiao)果就是提(ti)(ti)高(gao)其(qi)耐腐蝕(shi)性(xing)，因為(wei)壓鑄(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)凝固速(su)度非常之(zhi)快(kuai)，這(zhe)就可(ke)防止(zhi)通常發(fa)生(sheng)在(zai)液(ye)態金(jin)(jin)(jin)屬凝固時，由(you)(you)于(yu)間隙夾(jia)雜物所引起的(de)(de)(de)(de)(de)偏析(xi)，這(zhe)對(dui)提(ti)(ti)高(gao)鑄(zhu)(zhu)件的(de)(de)(de)(de)(de)耐腐蝕(shi)性(xing)能至關重(zhong)要。由(you)(you)于(yu)鑄(zhu)(zhu)件凝固速(su)度快(kuai)，可(ke)促使細的(de)(de)(de)(de)(de)晶粒組(zu)織(zhi)形(xing)成。因此，許多(duo)鐵(tie)合(he)金(jin)(jin)(jin)壓鑄(zhu)(zhu)件都顯示(shi)出對(dui)熱處(chu)理的(de)(de)(de)(de)(de)敏(min)感性(xing)。
2. 壓鑄工藝
壓(ya)鑄(zhu)工藝已用于生產各(ge)種類型的不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼壓(ya)鑄(zhu)件。在(zai)馬(ma)氏(shi)(shi)體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼系(xi)(xi)列(lie)中(zhong)(zhong)有12Cr12(403),12Cr13(410),20Cr13(420),17Cr16Ni2(431)和(he)68Cr17(440);在(zai)奧氏(shi)(shi)體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼系(xi)(xi)列(lie)中(zhong)(zhong)有12Cr18Ni9(302),06Cr19Ni10(304),20Cr25Ni20(310)和(he)06Cr17Ni2Mo2(316);沉(chen)淀硬化鋼系(xi)(xi)列(lie)中(zhong)(zhong)有05Cr17Ni4Cu4Nb(17-4PH).一(yi)般(ban)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼的澆(jiao)注(zhu)溫度在(zai)1500~1600℃,這(zhe)個溫度比(bi)銅及其合金(jin)(jin)的澆(jiao)注(zhu)溫度略(lve)高(gao)。金(jin)(jin)屬(shu)在(zai)容量為(wei)200~300kg的無芯(xin)感應電(dian)爐(lu)中(zhong)(zhong)熔(rong)化。由于壓(ya)鑄(zhu)機每射壓(ya)一(yi)次只能澆(jiao)注(zhu)一(yi)小部分金(jin)(jin)屬(shu)液，為(wei)了使射壓(ya)持(chi)續(xu)進行(xing)，金(jin)(jin)屬(shu)液必須在(zai)爐(lu)中(zhong)(zhong)保(bao)(bao)溫，這(zhe)就(jiu)要求采用惰性氣體進行(xing)保(bao)(bao)護(hu)，使熔(rong)化得以順利(li)進行(xing)。為(wei)了防止不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼中(zhong)(zhong)容易氧(yang)化的化學成分如(ru)Cr、Mn、Si、C等的損(sun)失，不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼熔(rong)化多用氮氣作為(wei)保(bao)(bao)護(hu)性氣體。
目前(qian)，不銹(xiu)鋼壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)法(fa)仍采用，手端(duan)澆(jiao)包從附(fu)近的(de)(de)熔爐(lu)中(zhong)取(qu)出金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)液，對壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)機(ji)(ji)進(jin)行金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)液的(de)(de)澆(jiao)注，這與一般鋁合金(jin)(jin)壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)的(de)(de)生(sheng)產(chan)相類似。操(cao)作者用澆(jiao)包從熔爐(lu)中(zhong)取(qu)出金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)液，澆(jiao)入(ru)(ru)壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)機(ji)(ji)的(de)(de)壓(ya)(ya)(ya)射(she)(she)系(xi)統，然后按動(dong)電鈕，將金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)液壓(ya)(ya)(ya)射(she)(she)入(ru)(ru)壓(ya)(ya)(ya)型(xing)中(zhong)。般射(she)(she)壓(ya)(ya)(ya)力的(de)(de)范圍(wei)為5000~15000psi(1psi=6894.76Pa)。金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)射(she)(she)入(ru)(ru)壓(ya)(ya)(ya)型(xing)，在(zai)壓(ya)(ya)(ya)射(she)(she)系(xi)統的(de)(de)作用下，不到(dao)1秒即(ji)可(ke)完成。對一些相當薄(bo)（從1~20mm)的(de)(de)壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)，實際在(zai)1秒內(nei)便開(kai)(kai)始凝固了(le)。鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)在(zai)壓(ya)(ya)(ya)型(xing)中(zhong)的(de)(de)停留時(shi)間，即(ji)從金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)液射(she)(she)入(ru)(ru)到(dao)壓(ya)(ya)(ya)型(xing)開(kai)(kai)啟(qi)取(qu)出壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)之間的(de)(de)時(shi)間間隔一般約2~4秒。為了(le)防止“冷隔”和其(qi)他鑄(zhu)(zhu)造缺(que)陷，以獲得(de)表(biao)面光潔(jie)的(de)(de)鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)，壓(ya)(ya)(ya)型(xing)必須預熱，平(ping)均操(cao)作溫度(du)要(yao)保持在(zai)幾百攝氏(shi)度(du)，適宜的(de)(de)溫度(du)取(qu)決(jue)于鑄(zhu)(zhu)造金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)的(de)(de)特性。在(zai)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)射(she)(she)入(ru)(ru)壓(ya)(ya)(ya)型(xing)之前(qian)，在(zai)壓(ya)(ya)(ya)型(xing)的(de)(de)表(biao)面需要(yao)涂刷一層分型(xing)劑，石墨(mo)是(shi)(shi)良(liang)好(hao)的(de)(de)分型(xing)劑，其(qi)作用是(shi)(shi)改(gai)善表(biao)面的(de)(de)光潔(jie)度(du)，使射(she)(she)壓(ya)(ya)(ya)的(de)(de)速度(du)更快，鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)的(de)(de)光潔(jie)度(du)就越高。但是(shi)(shi)這種情況通常(chang)是(shi)(shi)在(zai)犧(xi)牲鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)內(nei)部的(de)(de)致密性和無疏松的(de)(de)條件(jian)(jian)下獲得(de)的(de)(de)。在(zai)良(liang)好(hao)的(de)(de)條件(jian)(jian)下，奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)的(de)(de)鑄(zhu)(zhu)態表(biao)面光潔(jie)度(du)可(ke)達(da)到(dao)0.008~0.0013mm。
一(yi)(yi)個在現(xian)代壓(ya)鑄機上工作(zuo)(zuo)的(de)(de)熟練操(cao)作(zuo)(zuo)者(zhe)，每(mei)小時的(de)(de)生(sheng)(sheng)產率可(ke)(ke)達100件(jian)或(huo)更多(duo)。與其他鑄造工藝(yi)方(fang)法(fa)相比，壓(ya)鑄工藝(yi)每(mei)一(yi)(yi)個操(cao)作(zuo)(zuo)者(zhe)的(de)(de)生(sheng)(sheng)產量要高得(de)多(duo)，特別是當采用多(duo)型(xing)(xing)腔的(de)(de)壓(ya)型(xing)(xing)時，更是如(ru)此。對(dui)于小件(jian)，壓(ya)鑄工藝(yi)的(de)(de)每(mei)一(yi)(yi)次操(cao)作(zuo)(zuo)，這種壓(ya)型(xing)(xing)可(ke)(ke)以(yi)同時包含10個以(yi)上不同的(de)(de)型(xing)(xing)腔，或(huo)是所有的(de)(de)型(xing)(xing)腔都是同一(yi)(yi)種零件(jian)或(huo)有關的(de)(de)同一(yi)(yi)類不同的(de)(de)零件(jian)。
一般壓鑄(zhu)件的質量從幾(ji)克(ke)到(dao)(dao)幾(ji)千克(ke)，鑄(zhu)件的尺(chi)(chi)(chi)寸(cun)(cun)從小于1cm到(dao)(dao)最長(chang)尺(chi)(chi)(chi)寸(cun)(cun)為20~30cm.鑄(zhu)件的尺(chi)(chi)(chi)寸(cun)(cun)公差(cha)可達到(dao)(dao)每厘米百分之(zhi)幾(ji)毫米。
由(you)(you)(you)于不銹鋼與壓(ya)(ya)(ya)(ya)型(xing)(xing)(xing)所(suo)用耐高溫合金的(de)(de)熱膨脹系(xi)數有(you)著很大(da)(da)的(de)(de)差(cha)別，因此壓(ya)(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)件的(de)(de)外(wai)表面在大(da)(da)多(duo)數情況(kuang)下不需(xu)(xu)要(yao)拔(ba)模斜度(du)，但鑄(zhu)件的(de)(de)內(nei)表面則需(xu)(xu)要(yao)拔(ba)模斜度(du)，即零件與芯子的(de)(de)表面最少必須有(you)5°~10°的(de)(de)斜度(du)。選擇相當簡單(dan)的(de)(de)零件可(ke)直(zhi)接由(you)(you)(you)帶有(you)確定內(nei)腔(qiang)的(de)(de)兩(liang)半壓(ya)(ya)(ya)(ya)型(xing)(xing)(xing)組成。比(bi)較復雜的(de)(de)零件可(ke)由(you)(you)(you)帶有(you)活動芯子的(de)(de)壓(ya)(ya)(ya)(ya)型(xing)(xing)(xing)制得，或由(you)(you)(you)帶有(you)空腔(qiang)的(de)(de)具體(ti)部件組成。這(zhe)些(xie)部件通過壓(ya)(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)機在兩(liang)半主要(yao)壓(ya)(ya)(ya)(ya)型(xing)(xing)(xing)開型(xing)(xing)(xing)之(zhi)前由(you)(you)(you)鑄(zhu)件中取(qu)出(chu)或同時取(qu)出(chu)。一(yi)般壓(ya)(ya)(ya)(ya)型(xing)(xing)(xing)都設計(ji)有(you)輔助桿（頂出(chu)桿），當一(yi)個(ge)壓(ya)(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)循環結束(shu)時，壓(ya)(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)機開啟(qi)壓(ya)(ya)(ya)(ya)型(xing)(xing)(xing)，通過頂桿便很容易(yi)將(jiang)壓(ya)(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)件從(cong)壓(ya)(ya)(ya)(ya)型(xing)(xing)(xing)型(xing)(xing)(xing)腔(qiang)中頂出(chu)。
3. 壓鑄后處(chu)理
不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)壓(ya)鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)的(de)直澆道(dao)使用(yong)(yong)圓盤鋸或(huo)(huo)整形壓(ya)力機加(jia)以切(qie)除。奧氏體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)件(jian)(jian)一(yi)(yi)般(ban)(ban)在壓(ya)鑄(zhu)(zhu)后不(bu)(bu)(bu)需(xu)要進(jin)行熱處理，因為壓(ya)鑄(zhu)(zhu)后的(de)零件(jian)(jian)具有(you)足夠的(de)強(qiang)度和(he)韌性。馬(ma)氏體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)，如(ru)12Cr12(403)、12Cr13(410)、17Cr16Ni2(431)等，往往在壓(ya)鑄(zhu)(zhu)后可能超過需(xu)要的(de)硬度，特(te)別是(shi)當碳的(de)含(han)量(liang)接近或(huo)(huo)超過一(yi)(yi)定(ding)限度時，更是(shi)如(ru)此。所以，這類零件(jian)(jian)需(xu)要進(jin)行回火或(huo)(huo)退火處理以降低硬度，提(ti)高韌性。最(zui)后鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)根(gen)據不(bu)(bu)(bu)同使用(yong)(yong)場(chang)合，應用(yong)(yong)清理滾(gun)筒、振動拋光機、砂輪磨(mo)光機等常用(yong)(yong)方(fang)法(fa)進(jin)行清理。一(yi)(yi)般(ban)(ban)零件(jian)(jian)的(de)內部詳細形狀(zhuang)不(bu)(bu)(bu)容易壓(ya)鑄(zhu)(zhu)出來，例如(ru)螺紋(wen)孔等，就需(xu)要對壓(ya)鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)進(jin)行切(qie)削加(jia)工獲得的(de)。一(yi)(yi)般(ban)(ban)用(yong)(yong)壓(ya)鑄(zhu)(zhu)法(fa)生產(chan)的(de)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)零件(jian)(jian)的(de)清理工作量(liang)要比(bi)鍛造和(he)砂型鑄(zhu)(zhu)造所花的(de)清理工作量(liang)小得多。
