In der modernen Fertigung – von Getriebegehäusen für Kraftfahrzeuge bis hin zu Gehäusen für Unterhaltungselektronik – ist die sterben Gussprozess steht als Grundstein für die Herstellung komplexer, Großvolumige Metallteile. Es verwandelt geschmolzenes Metall durch kontrollierten Druck in präzise Bauteile, Temperatur, und Timing. In diesem Artikel wird der gesamte Arbeitsablauf beim Druckguss erläutert, von der Formenvorbereitung bis zur Nachbearbeitung, hebt kritische Qualitätskontrollpunkte hervor, und löst häufige Prozessherausforderungen, Wir helfen Ihnen, die Technologie für eine zuverlässige Produktion zu beherrschen.
1. Was sind die Kernphasen des Druckgussprozesses??
The die casting process follows a linear, step-by-step workflow with five interconnected stages. Each stage directly impacts the final part quality, and skipping or rushing any step leads to defects. Below is a detailed breakdown with actionable parameters:
1.1 Bühne 1: Schimmelpilzvorbereitung (Grundlage der Präzision)
Molds are the “blueprint” of die casting—their design and debugging determine part accuracy.
| Aufgabe | Schlüsselanforderungen | Kritische Parameter | Zweck |
| Schimmeldesign | – Parting surface alignment (no offset >0.02mm)- Gating system calculation (main sprue diameter: 8-15mm based on part size)- Auxiliary structures (overflow groove volume: 5-10% of cavity volume; exhaust groove depth: 0.05-0.1mm) | – Flow rate simulation: Ensure metal liquid fills cavity in 0.05-0.2s- Draft angle: 1-3° for easy demolding | Avoid turbulence, eingeschlossenes Gas, and demolding damage |
| Mold Material Selection | Mold core/cavity: H13 Warmarbeitsformstahl | Quenching hardness: HRC 48-52; Tempering temperature: 550-600° C | Withstand 100,000+ Gusszyklen; Resist heat fatigue |
| Forminstallation & Debuggen | – Fix mold on die casting machine platen (parallelism error <0.05mm/m)- Test ejection mechanism (push rod stroke accuracy: ± 0,1 mm)- Preheat mold | Preheat temperature: 150-250° C (Aluminiumlegierungen); 100-180° C (Zinklegierungen) | Reduce metal liquid temperature loss; Improve filling capacity |
1.2 Bühne 2: Geschmolzene Metallvorbereitung (Garantieren Sie die Materialqualität)
Schlechte Metallqualität ruiniert selbst die beste Form – in dieser Phase liegt der Schwerpunkt auf Reinheit und Fließfähigkeit.
| Schritt | Betriebsdetails | Schlüsselparameter | Qualitätskontrolle |
| Rohstoffschmelzen | Wiegen Sie Metallbarren (Z.B., A380-Aluminiumlegierung) nach Rezept; Im Tiegelofen schmelzen | – Aluminiumlegierungen: 670-720° C- Zinklegierungen: 400-450° C- Magnesiumlegierungen: 650-700° C (Inertgasschutz) | Überhitzung vermeiden (führt zum Verbrennen der Legierung); Unterhitzung verhindern (reduziert die Fließfähigkeit) |
| Verfeinerung & Degasieren | Raffinationsmittel hinzufügen (Z.B., Hexachlorethan für Aluminium); Zum Rühren Argongas verwenden | – Verfeinerungszeit: 10-15min- Argon-Durchflussrate: 5-10 L/min | Verunreinigungen entfernen (Inhalt <0.1%); Gasgehalt reduzieren (≤0,15 ml/100 g Metall) |
| Qualitätsüberwachung | – Temperaturverfolgung in Echtzeit (infrared thermometer accuracy: ± 2 ° C)- Sampling for chemical composition (via 光谱分析 spectrometer) | Ensure alloy grade compliance (Z.B., Wenn der Inhalt 7.5-9.5% for A380) | Avoid component segregation; Prevent performance degradation |
1.3 Bühne 3: Injektionsfüllung (Kern des Druckgusses)
This stage uses high pressure and speed to force metal into the mold—precision here eliminates internal defects.
1.3.1 Zweistufiger Injektionsprozess (Industriestandard)
| Injektionsphase | Zweck | Schlüsselparameter | Häufige Fehler, die es zu vermeiden gilt |
| Low-Speed Filling | Fill pressure chamber; Avoid metal splashing | Geschwindigkeit: 0.1-0.5 MS; Druck: 5-15MPA | Too fast → Air entrapment; Too slow → Metal solidifies early |
| Hochgeschwindigkeitsbefüllung | Fill mold cavity quickly; Ensure complex features are formed | Geschwindigkeit: 2-8 MS (Aluminiumlegierungen); 1-3 MS (Zinklegierungen); Druck: 30-70MPA | Too slow → Incomplete filling; Too fast → Turbulence (verursacht Porosität) |
1.3.2 Schub & Halten
After cavity filling, apply boost pressure and hold to compensate for shrinkage:
- Boost pressure: 50-100MPA (higher for thick-walled parts);
- Haltezeit: 2-10S (depends on part thickness: +1s per 2mm thickness);
- Ergebnis: Eliminate internal shrinkage; Ensure part density (≥ 98%).
1.4 Bühne 4: Formenöffnung & Teilentfernung (Sekundärschäden vermeiden)
Gentle handling prevents part deformation or surface scratches.
| Betrieb | Methoden | Schlüsselanforderungen |
| Formenöffnung | Die casting machine pulls moving mold away from fixed mold | Opening speed: 50-100 mm/s (slow first, then fast) |
| Part Ejection | Ejection mechanism pushes part out (with gate cake and runners) | Auswurfkraft: Uniform (use multiple push rods for large parts) |
| Initial Cleaning | Remove gate cake and runners (manual for small batches; robotic for mass production) | Cut surface flatness: Ra ≤6.3μm |
1.5 Bühne 5: Nachbearbeitung (Finalisieren Sie die Teilequalität)
Turns raw castings into market-ready parts—details are in Section 2.
2. So kontrollieren Sie die Qualität in jeder Phase des Druckgussprozesses?
Quality control isn’t just a final check—it’s integrated into every stage. Below is a stage-by-stage quality assurance system:
| Die Casting Stage | Quality Control Item | Testing Method | Standards/Acceptance Criteria |
| Schimmelpilzvorbereitung | Mold Precision | Koordinatenmessmaschine (CMM) | Toleranz der Hohlraumabmessungen: IT8-IT10 |
| Geschmolzenes Metall | Gasgehalt | Reduzierter Drucktest (RPT) | ≤0,15 ml/100 g (Aluminiumlegierungen) |
| Injektionsfüllung | Stabilität des Abfüllprozesses | Drucksensoren + Datenerfassungssystem | Druckschwankung <± 5%; Geschwindigkeitsschwankung <±10 % |
| Formenöffnung & Entfernung | Teileoberflächenqualität | Visuelle Inspektion + Lupe (10X) | Keine Risse, kalte Schließungen, oder starke Grate |
| Nachbearbeitung | – Dimensionsgenauigkeit- Interne Qualität- Mechanische Eigenschaften | – CMM- Röntgenfehlererkennung- Zugtest + Härtetest | – Toleranz: ± 0,05 mm (Schlüsseldimensionen)- Keine innere Porosität (ISO 17636-1 Ebene 2)- Zugfestigkeit: ≥200 MPa (A380-Aluminium); Härte: Hb 80-100 |
3. What Are Common Die Casting Process Defects and Their Solutions?
Auch bei strenger Kontrolle, Fehler können auftreten – gezielte Lösungen sparen Zeit und Material.
| Defekttyp | Visuelle/erkannte Merkmale | Grundursache | Praktische Lösungen |
| Porosität | Winzige Luftblasen (visible via X-ray or surface pinholes) | – Trapped cavity gas- High metal liquid gas content- Fast filling speed | 1. Enlarge exhaust grooves (depth 0.1-0.15mm); 2. Extend degassing time to 15-20min; 3. Reduce high-speed filling speed by 10-20% |
| Schwindung | Depressions on part surface or internal voids (X-ray shows dark areas) | – Insufficient boost pressure- Too fast cooling (local heat loss)- Holding time too short | 1. Increase boost pressure to 60-80MPa; 2. Add cooling inserts in hot spots; 3. Extend holding time by 2-3s |
| Cold Shut | Linear seams on part surface (unverschmolzene Metallschichten) | – Low metal liquid temperature- Slow filling speed- Cold mold surface | 1. Raise metal temperature by 10-20°C; 2. Increase high-speed filling speed by 0.5-1 MS; 3. Check mold preheat (ensure no cold spots) |
| Mold Strain | Scratches or material adhesion on part surface | – Rough mold cavity (Ra >0.8μm)- Failed release agent- Hohe Formtemperatur | 1. Polish mold cavity to Ra ≤0.4μm; 2. Replace release agent (use water-based for aluminum); 3. Lower mold temperature by 20-30°C |
| Risse | Fine lines on part (especially at fillets) | – Small fillet radius (<1mm)- Ungleichmäßige Kühlung- Residual stress | 1. Optimize part design (fillet radius ≥2mm); 2. Balance mold cooling channels (flow rate difference <10%); 3. Add stress relief annealing (120-180°C for 2-4h) |
4. Yigu Technology’s Perspective on the Die Casting Process
Bei Yigu Technology, we view the sterben Gussprozess as a “systematic precision chain”—each stage is linked, and a weak link ruins the whole part. Unsere Daten zeigen 65% of defects come from ignoring early-stage controls (Z.B., mold preheat or metal degassing) rather than post-processing fixes.
We recommend a “preventive control” approach: For automotive aluminum parts, we use AI to monitor injection pressure (real-time adjustment to ±2MPa) and mold temperature (maintain ±5°C stability); For consumer electronics zinc parts, we optimize gating systems to cut porosity rates to <0.5%. By integrating digital monitoring (Z.B., IoT sensors for molten metal temperature) and mold life cycle management, we help clients reduce defect rates by 30% and extend mold service life by 20%.
5. FAQ: Common Questions About the Die Casting Process
Q1: What’s the difference between high-pressure die casting (HPDC) and low-pressure die casting (LPDC) in the injection stage?
HPDC verwendet Hochdruck (30-100MPA) und Geschwindigkeit (2-8 MS) for fast filling—ideal for thin-walled, Komplexe Teile (Z.B., Telefongehäuse). LPDC verwendet niedriger Druck (0.05-0.2MPA) and slow filling (gravity-assisted)—better for thick-walled, hochfeste Teile (Z.B., Motorzylinderköpfe) as it reduces porosity.
Q2: How long does a typical die casting mold last, and how to extend its life?
A standard H13 steel mold lasts 100,000-200,000 Zyklen. Leben verlängern: 1. Clean mold cavity after every 500 Zyklen (remove residue); 2. Überhitzung vermeiden (monitor mold temperature in real time); 3. Use mold maintenance oil (prevents rust during downtime); 4. Repair small scratches promptly (via laser cladding).
Q3: Can die casting process be used for high-melting-point metals like steel?
NEIN. Steel’s melting point (1450-1510° C) exceeds the heat resistance of H13 mold steel (max working temperature ~600°C), causing rapid mold wear. Die casting is mainly for non-ferrous alloys (Aluminium, Zink, Magnesium) with melting points <800° C. Für Stahlteile, Besser geeignet ist Schmieden oder Sandguss.