與其他制造工藝相比，壓鑄成形工藝生產效率高、尺寸精度高、力學性能優良、材料利用率高、批量化生產經濟效益較佳。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8年占據世界第一，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量、高可靠性、輕量化、節能環保、低成本方向發展，且隨著汽車排放標準和國際環保政策的逐年加嚴，新能源汽車已成為未來汽車領域的重點發展方向，高強韌、高質量新能源汽車結構部件（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行制造。這些都說明，鋁合金壓鑄在壓鑄行業內占有舉足輕重的地位，是壓鑄行業的主流。

壓鑄鋁合金的工藝特點

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

①良好的熱塑性流變性能，在過熱度不高及液、固相線溫度附近應具有良好的熱塑性流變性能，以實現復雜型腔的填充，形成良好的鑄造表面，避免縮孔缺陷的產生；

②較小的線收縮率，避免壓鑄過程產生裂紋和變形，提高制品的尺寸精度；

③較小的凝固溫度區間，便于實現快速同時凝固，減少內部收縮孔洞等缺陷的數量；

④良好的高溫熱強度，避免開模時產生熱裂或嚴重變形；

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

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

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四個系列。Al-Si壓鑄合金因結晶溫度間隔小、硅相凝固結晶潛熱和比熱容大、線收縮率小、且具有良好的流動性能、充型性能和較小的熱裂、疏松傾向，因此應用最為廣泛。Al-Cu系壓鑄合金雖具有較高的力學性能，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，且壓鑄過程易產生偏析、開裂，因此應用范圍較小。與Al-Si系壓鑄合金相比，Al-Mg系壓鑄合金鑄造性能差、力學性能波動和壁厚效應大、壓鑄過程易開裂，且應力腐蝕傾向較大；Al-Zn系壓鑄合金雖經自然時效可獲得較佳的力學性能，但其耐蝕性差、易出現熱裂與應力腐蝕，使用較少。表1所示為目前常用壓鑄鋁合金的牌號、化學成分與力學性能，其中尤以Al-Si-Cu系合金應用最為廣泛，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。

壓鑄鋁合金典型應用

目前，國內外汽車行業鋁合金壓鑄件應用范圍按使用功能分類，已用于結構件、受力件、安全件和裝飾件等，主要包括以下幾個方面：

①動力系統：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、進氣管、發電機殼體、發動機齒輪室、六座搖臂座、發動機各類支架等；

②傳動系統：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轉向系統：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得到了大范圍的應用。

壓鑄鋁合金未來發展趨勢

電動新能源汽車行業近年來對動力性、安全性、舒適性、輕量化等技術指標要求的不斷提高，所需鋁合金制品逐漸向薄壁、高強、低成本與一體化集成結構方向發展，為壓鑄技術的發展提供了應用基礎與源動力。近年來，鋁合金壓鑄技術的發展總體而言，就是通過對合金材料成分進行不斷優化調整，結合高真空壓鑄技術與熱處理工藝參數調控，充分發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性能。隨著軍民融合的不斷深入，大量環筒類彈箭結構制品由于對疲勞性能要求不高，根據結構集成一體化輕量設計，可采用壓鑄工藝進行批量化生產研制，縮短產品的研制周期、降低其生產成本，為壓鑄鋁合金的推廣應用提供了發展基礎。

來源：《鑄造》雜志202002期