In der modernen Fertigung – von Getriebegehäusen für Kraftfahrzeuge bis hin zu Gehäusen für Unterhaltungselektronik – ist die processes of die casting determine part quality, Produktionseffizienz, und Kosteneffizienz. These processes aren’t a one-size-fits-all solution; they range from basic high-pressure methods to advanced semi-solid technologies, each tailored to specific material needs (Zink, Aluminium, Magnesium) und Anwendungsanforderungen (Massenproduktion, hohe Präzision). This article breaks down core process categories, technical principles, Anwendungsszenarien, und Auswahlstrategien, helping you match the right die casting process to your production goals.
1. What Are the Basic Processes of Die Casting?
Basic die casting processes form the foundation of industrial production, focusing on high efficiency and cost-effectiveness. Hochdruckguss (HPDC) is the most widely used, with two sub-types based on metal melting points:
1.1 Hochdruckguss (HPDC): The Industry Mainstream
HPDC injects molten metal into closed steel molds at high pressure (30-120MPA) und Geschwindigkeit (0.5-120MS), enabling rapid solidification (0.05-0.5 Sekunden) for mass-produced parts. It’s divided into two variants:
| Prozessvariante | Kernprinzip | Schlüsselparameter | Geeignete Metalle | Vorteile | Einschränkungen | Typische Anwendungen |
| Kaltkammer -Sterblichkeitsguss | Molten metal is poured into an independent “cold chamber” (not in direct contact with the furnace) vor der Injektion; The chamber is cooled to prevent metal solidification during waiting | – Injektionsdruck: 50-120MPA- Schimmelpilztemperatur: 150-250° C- Zykluszeit: 30-120 Sekunden/Teil | Metalle mit hohem Schmelzpunkt: Aluminium (A380, A356), Magnesium (AZ91d) | – Behandelt große/komplexe Teile (up to 50kg)- Verhindert eine Überhitzung des Schimmels (extends mold life to 100,000+ Zyklen)- Suitable for high-strength parts | – Longer cycle time vs. hot chamber- Höhere Ausrüstungskosten | NEV battery brackets, automotive engine housings, Strukturteile für die Luft- und Raumfahrt |
| Heiße Kammerstirbsguss | The injection system (plunger, Düse) is fully immersed in a molten metal furnace; Metal is sucked into the chamber directly for fast injection | – Injektionsdruck: 30-80MPA- Schimmelpilztemperatur: 100-180° C- Zykluszeit: 10-30 Sekunden/Teil | Metalle mit niedrigem Schmelzpunkt: Zink (Zamak5, ZA27), führen, Zinn | – Ultra-fast production (ideal for mass batches >100,000 Teile)- Einfache Bedienung (low labor cost)- Niedriger Energieverbrauch (no need to reheat metal) | – Auf Kleinteile beschränkt (<5kg)- Schimmel ist anfällig für Korrosion (shorter life: 50,000-80,000 Zyklen) | Zinc alloy toys, electronic sensor housings, Dekorative Trim (Z.B., Türgriffe) |
2. What Are the Improved Die Casting Processes?
Improved processes address flaws in basic HPDC (Z.B., Porosität, geringe Präzision) by optimizing mold design, gas control, or injection methods. They’re critical for high-quality parts like pressure-bearing components:
| Improved Process | Key Innovation | Technische Details | Problem gelöst | Ideale Anwendungen |
| Non-Porous Die Casting | Adds a vacuum system to remove air from the mold cavity before injection | – Vacuum degree: -0.095 Zu -0.098MPA- Gas removal rate: >95%- Works with cold/hot chamber systems | Reduziert die Porosität um 80-90% (a major cause of leakage in basic HPDC); Eliminiert interne Hohlräume | Zinc alloy hydraulic valve bodies, aluminum alloy fuel injector nozzles |
| Direct Injection Die Casting | Integrates the furnace with the injection chamber (no separate pouring step); Uses a plunger to push metal directly into the mold | – Metal utilization rate: >98% (vs. 85-90% for basic HPDC)- No sprue waste (cuts material cost by 10-15%) | Reduziert Materialabfälle; Shortens cycle time by 15-20% | High-volume aluminum parts (Z.B., consumer electronics midframes), zinc alloy hardware |
| Präzision & Dense Die Casting | Invented by General Dynamics; Uses ultra-precise mold machining (cavity tolerance: ± 0,01 mm) + high-specific-pressure compensation (120-150MPA) | – Oberflächenrauheit: Ra ≤0,8μm (no post-polishing needed)- Dimensionsgenauigkeit: IT7-IT8 (better than basic HPDC’s IT8-IT10)- Teildichte: ≥99.5% | Improves surface quality and precision; Enables parts to meet strict assembly requirements | Aerospace aluminum components (Z.B., Kabinenklammern), Medizinprodukthülsen (Z.B., Chirurgische Werkzeuggriffe) |
3. What Are the Special Die Casting Processes?
Special processes cater to niche needs: Multimaterial-Integration, ultra-fast production, or semi-solid forming. Sie erweitern den Anwendungsbereich des Druckgusses über herkömmliche Metalle und Formen hinaus:
3.1 Multi-Color/Multi-Material Die Casting
- Definition: Schließt den Druckguss von zwei oder mehr Farben/Materialien in einem Formzyklus ab (Z.B., Zinklegierung + Aluminiumlegierung, oder verschiedenfarbige Zinklegierungen).
- Wie es funktioniert:
- Erste, Grundmaterial einspritzen (Z.B., Silber-Zink-Legierung) in den ersten Hohlraum;
- Drehen Sie die Form oder bewegen Sie den Kern, um ihn an der zweiten Kavität auszurichten;
- Das zweite Material injizieren (Z.B., schwarze Zinklegierung) um sich mit der Basis zu verbinden.
- Vorteile: Beseitigt nach der Assembly (senkt die Arbeitskosten um 30-40%); Sorgt für eine dichte Materialverbindung (Keine Lücken).
- Anwendungen: Kfz -Innenteile (Z.B., zweifarbige Armaturenbrettrahmen), Unterhaltungselektronik (Z.B., mehrfarbige Handyhüllen).
3.2 High-Speed Die Casting
- Definition: Verwendet ein Hochgeschwindigkeitseinspritzsystem (bis zu 200m/s) and advanced mold cooling (water channels every 5-10mm) to achieve ultra-fast filling and solidification.
- Schlüsselparameter:
- Füllzeit: <0.05 Sekunden (vs. 0.05-0.2 seconds for basic HPDC);
- Mold cooling rate: 50-100° C/s (beschleunigt die Erstarrung);
- Präzision: Part tolerance ±0.02mm.
- Vorteile: Produces complex thin-walled parts (minimum wall thickness: 0.3-0.5mm); Behält die Dimensionsstabilität bei (Kein Verzerren).
- Anwendungen: Thin aluminum alloy heat sinks (for 5G base stations), micro-zinc parts (Z.B., Beobachten Sie Gears).
3.3 Halbfester Druckguss
- Definition: Heats metal to a “solid-liquid coexistence” state (40-60% solid phase, 60-40% liquid phase) instead of fully molten; Verwendet Laminar-Flow-Füllung (0.1-0.5MS) um Turbulenzen zu vermeiden.
- Technical Benefits:
- Mikrostruktur: Feine kugelförmige Körner (5-50μm) vs. coarse dendrites in basic HPDC;
- Mechanische Eigenschaften: Zugfestigkeit +20-30%, Verlängerung +50-80%;
- Schimmelleben: Extended by 30-50% (lower thermal shock from semi-solid metal).
- Anwendungen: High-performance aluminum parts (Z.B., NEV motor housings), magnesium alloy aerospace components (Z.B., small landing gear brackets).
4. How to Choose the Right Die Casting Process?
Process selection depends on 5 core factors—ignoring any leads to poor quality or high costs. Below is a step-by-step decision guide:
Schritt 1: Match Process to Material
- Aluminum/Magnesium (Hoher Schmelzenpunkt): Cold chamber HPDC (Basic), non-porous die casting (improved), semi-solid die casting (special).
- Zink (Low Melting Point): Hot chamber HPDC (Basic), non-porous die casting (improved), multi-color die casting (special).
Schritt 2: Consider Part Size & Komplexität
| Part Characteristic | Recommended Process | Grund |
| Klein (<5kg) + Simple Shape | Hot chamber HPDC | Schnelle Zykluszeit; Niedrige Kosten |
| Groß (>10kg) + Complex Structure | Cold chamber HPDC + precision mold | Handles size/complexity; Ensures accuracy |
| Thin-Walled (<1mm) + Hohe Präzision | High-speed die casting | Ultra-fast filling avoids incomplete forming |
Schritt 3: Align with Production Volume
- Low Volume (<10,000 Teile): Basic HPDC (low mold cost; no need for advanced equipment).
- Medium Volume (10,000-100,000 Teile): Improved processes (Z.B., non-porous die casting) to balance quality and cost.
- Hochvolumen (>100,000 parts): Hot chamber HPDC (Zink) or direct injection die casting (Aluminium) for maximum efficiency.
Schritt 4: Prioritize Quality Requirements
- Drucktragende Teile (No Leakage): Non-porous die casting (niedrige Porosität).
- High-Precision Assembly (Tolerance ±0.02mm): Präzision & dense die casting.
- Hohe Stärke (Tensile Strength >300MPa): Halbfester Druckguss.
5. Yigu Technology’s Perspective on Processes of Die Casting
Bei Yigu Technology, Wir sehen die processes of die casting as a “production strategy toolbox”—the right choice depends on balancing quality, kosten, und Volumen. Unsere Daten zeigen 70% of die casting failures come from process-material mismatches (Z.B., using hot chamber HPDC for aluminum parts).
Wir empfehlen einen „nachfrageorientierten“ Ansatz: For NEV battery brackets (groß, high-strength aluminum parts), we use cold chamber HPDC + non-porous technology (ensures air tightness); For zinc alloy sensor housings (klein, Hochvolumien), we opt for hot chamber HPDC (cuts cycle time to 15 Sekunden/Teil). We also integrate AI to monitor process parameters (Z.B., Einspritzdruck, Formtemperatur) in Echtzeit, reducing defect rates to <1%. Blick nach vorn, semi-solid and multi-material processes will be key to meeting lightweight and integration needs in automotive and electronics.
6. FAQ: Common Questions About Processes of Die Casting
Q1: Can I use non-porous die casting for both aluminum and zinc alloys?
Ja. Non-porous die casting works with both cold (Aluminium) and hot (Zink) chamber systems. Für Aluminium, it reduces porosity to <0.5% (critical for pressure-bearing parts like hydraulic valves); For zinc, it eliminates internal voids (improving corrosion resistance for outdoor hardware). The only adjustment needed is mold temperature (150-250°C für Aluminium, 100-180°C für Zink).
Q2: What’s the difference between precision & dense die casting and basic HPDC in terms of cost?
Präzision & dense die casting has higher upfront costs (Schimmelpilze: 2-3x basic HPDC, due to ultra-precise machining) but lower long-term costs. Zum Beispiel, a zinc alloy medical device casing: Basic HPDC requires \(5,000 Schimmel + \)0.5/part post-polishing; Präzision & dense die casting uses \(12,000 mold but no post-processing. For batches >100,000 Teile, precision die casting is cheaper (total cost: \)62,000 vs. $55,000 for basic HPDC).
Q3: Is high-speed die casting suitable for thick-walled parts (>5mm)?
NEIN. High-speed die casting is designed for thin-walled parts: Its fast cooling rate (50-100° C/s) causes thick-walled areas to solidify unevenly, leading to shrinkage cavities. Für dickwandige Teile (Z.B., Automotorblöcke), use cold chamber HPDC with a high-specific-pressure compensation system (120-150MPA) to ensure uniform solidification and avoid defects.