Na fabricação moderna – desde carcaças de transmissão automotiva até carcaças de eletrônicos de consumo – o processes of die casting determine part quality, eficiência de produção, e custo-efetividade. 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 (zinco, alumínio, magnésio) e requisitos de aplicação (produção em massa, alta precisão). This article breaks down core process categories, technical principles, cenários de aplicação, e estratégias de seleção, helping you match the right die casting process to your production goals.
1. What Are the Basic Processes of Die Casting?
Os processos básicos de fundição sob pressão constituem a base da produção industrial, focando em alta eficiência e custo-benefício. Fundição de dado de alta pressão (HPDC) é o mais utilizado, com dois subtipos baseados em pontos de fusão do metal:
1.1 Fundição de dado de alta pressão (HPDC): The Industry Mainstream
HPDC injeta metal fundido em moldes de aço fechados em alta pressão (30-120MPA) e velocidade (0.5-120EM), permitindo uma solidificação rápida (0.05-0.5 segundos) para peças produzidas em massa. Está dividido em duas variantes:
| Variante de Processo | Princípio Fundamental | Parâmetros -chave | Metais Adequados | Vantagens | Limitações | Aplicações típicas |
| Fria Câmara Die Casting | Molten metal is poured into an independent “cold chamber” (not in direct contact with the furnace) antes da injeção; The chamber is cooled to prevent metal solidification during waiting | – Pressão de injeção: 50-120MPA- Temperatura do molde: 150-250° c- Tempo de ciclo: 30-120 segundos/parte | Metais de alto ponto de fusão: Alumínio (A380, A356), magnésio (AZ91D) | – Lida com peças grandes/complexas (up to 50kg)- Evita o superaquecimento do molde (extends mold life to 100,000+ ciclos)- Suitable for high-strength parts | – Longer cycle time vs. hot chamber- Maior custo do equipamento | NEV battery brackets, automotive engine housings, aerospace structural parts |
| Fundição sob pressão de câmara quente | The injection system (plunger, bocal) is fully immersed in a molten metal furnace; Metal is sucked into the chamber directly for fast injection | – Pressão de injeção: 30-80MPA- Temperatura do molde: 100-180° c- Tempo de ciclo: 10-30 segundos/parte | Metais de baixo ponto de fusão: Zinco (Zamac5, ZA27), liderar, estanho | – Ultra-fast production (ideal for mass batches >100,000 peças)- Operação simples (low labor cost)- Low energy consumption (no need to reheat metal) | – Limitado a peças pequenas (<5kg)- Molde propenso à corrosão (shorter life: 50,000-80,000 ciclos) | Zinc alloy toys, electronic sensor housings, Grupo decorativo (Por exemplo, maçanetas da porta) |
2. What Are the Improved Die Casting Processes?
Improved processes address flaws in basic HPDC (Por exemplo, porosidade, low precision) by optimizing mold design, gas control, or injection methods. They’re critical for high-quality parts like pressure-bearing components:
| Improved Process | Key Innovation | Detalhes técnicos | Problem Solved | Aplicações ideais |
| Non-Porous Die Casting | Adds a vacuum system to remove air from the mold cavity before injection | – Vacuum degree: -0.095 para -0.098MPA- Gas removal rate: >95%- Works with cold/hot chamber systems | Reduz a porosidade 80-90% (a major cause of leakage in basic HPDC); Elimina vazios internos | 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%) | Reduz o desperdício de material; Shortens cycle time by 15-20% | High-volume aluminum parts (Por exemplo, consumer electronics midframes), hardware de liga de zinco |
| Precisão & Dense Die Casting | Invented by General Dynamics; Uses ultra-precise mold machining (cavity tolerance: ± 0,01 mm) + high-specific-pressure compensation (120-150MPA) | – Rugosidade da superfície: RA ≤0,8μm (no post-polishing needed)- Precisão dimensional: IT7-IT8 (better than basic HPDC’s IT8-IT10)- Densidade de peça: ≥99.5% | Improves surface quality and precision; Enables parts to meet strict assembly requirements | Aerospace aluminum components (Por exemplo, Suportes de cabine), invólucros de dispositivos médicos (Por exemplo, alças de ferramentas cirúrgicas) |
3. What Are the Special Die Casting Processes?
Special processes cater to niche needs: Integração multimaterial, ultra-fast production, or semi-solid forming. They expand die casting’s application scope beyond traditional metals and shapes:
3.1 Multi-Color/Multi-Material Die Casting
- Definição: Completes die casting of two or more colors/materials in one mold cycle (Por exemplo, liga de zinco + liga de alumínio, or different colored zinc alloys).
- Como funciona:
- Primeiro, inject the base material (Por exemplo, silver zinc alloy) into the first cavity;
- Rotate the mold or move the core to align with the second cavity;
- Injetar o segundo material (Por exemplo, black zinc alloy) to bond with the base.
- Vantagens: Elimina pós-montagem (cuts labor cost by 30-40%); Ensures tight material bonding (Sem lacunas).
- Aplicações: Peças internas automotivas (Por exemplo, molduras de painel em dois tons), eletrônica de consumo (Por exemplo, capas de telefone multicoloridas).
3.2 High-Speed Die Casting
- Definição: Usa um sistema de injeção de alta velocidade (até 200m/s) e resfriamento avançado de moldes (canais de água a cada 5-10 mm) para obter enchimento e solidificação ultrarrápidos.
- Parâmetros -chave:
- Tempo de preenchimento: <0.05 segundos (vs.. 0.05-0.2 segundos para HPDC básico);
- Taxa de resfriamento do molde: 50-100° C/S. (acelera a solidificação);
- Precisão: Tolerância da peça ±0,02 mm.
- Vantagens: Produz peças complexas de paredes finas (espessura mínima da parede: 0.3-0.5milímetros); Mantém a estabilidade dimensional (Sem deformação).
- Aplicações: Dissipadores de calor finos em liga de alumínio (para estações base 5G), peças de micro-zinco (Por exemplo, assistir engrenagens).
3.3 Fundição sob pressão semi-sólida
- Definição: Aquece o metal a um estado de “coexistência sólido-líquido” (40-60% fase sólida, 60-40% fase líquida) instead of fully molten; Usa enchimento de fluxo laminar (0.1-0.5EM) to avoid turbulence.
- Technical Benefits:
- Microestrutura: Fine spherical grains (5-50μm) vs.. coarse dendrites in basic HPDC;
- Propriedades mecânicas: Resistência à tracção +20-30%, alongamento +50-80%;
- Mold life: Extended by 30-50% (lower thermal shock from semi-solid metal).
- Aplicações: High-performance aluminum parts (Por exemplo, NEV motor housings), magnesium alloy aerospace components (Por exemplo, 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:
Etapa 1: Match Process to Material
- Aluminum/Magnesium (Alto ponto de fusão): Cold chamber HPDC (básico), non-porous die casting (improved), semi-solid die casting (special).
- Zinco (Low Melting Point): Hot chamber HPDC (básico), non-porous die casting (improved), multi-color die casting (special).
Etapa 2: Consider Part Size & Complexidade
| Part Characteristic | Recommended Process | Razão |
| Pequeno (<5kg) + Simple Shape | Hot chamber HPDC | Fast cycle time; Baixo custo |
| Grande (>10kg) + Complex Structure | Cold chamber HPDC + precision mold | Handles size/complexity; Ensures accuracy |
| Thin-Walled (<1milímetros) + Alta precisão | High-speed die casting | Ultra-fast filling avoids incomplete forming |
Etapa 3: Align with Production Volume
- Low Volume (<10,000 peças): Basic HPDC (low mold cost; no need for advanced equipment).
- Medium Volume (10,000-100,000 peças): Improved processes (Por exemplo, non-porous die casting) to balance quality and cost.
- Alto volume (>100,000 parts): Hot chamber HPDC (zinco) or direct injection die casting (alumínio) for maximum efficiency.
Etapa 4: Prioritize Quality Requirements
- Pressure-Bearing Parts (No Leakage): Non-porous die casting (baixa porosidade).
- High-Precision Assembly (Tolerance ±0.02mm): Precisão & dense die casting.
- Alta resistência (Tensile Strength >300MPa): Semi-solid die casting.
5. Yigu Technology’s Perspective on Processes of Die Casting
Na tecnologia Yigu, nós vemos o processes of die casting as a “production strategy toolbox”—the right choice depends on balancing quality, custo, e volume. Nossos dados mostram 70% of die casting failures come from process-material mismatches (Por exemplo, using hot chamber HPDC for aluminum parts).
We recommend a “demand-driven” approach: For NEV battery brackets (grande, high-strength aluminum parts), we use cold chamber HPDC + non-porous technology (ensures air tightness); For zinc alloy sensor housings (pequeno, alto volume), we opt for hot chamber HPDC (cuts cycle time to 15 segundos/parte). We also integrate AI to monitor process parameters (Por exemplo, injection pressure, temperatura do molde) em tempo real, reducing defect rates to <1%. Olhando para frente, semi-solid and multi-material processes will be key to meeting lightweight and integration needs in automotive and electronics.
6. Perguntas frequentes: Common Questions About Processes of Die Casting
1º trimestre: Can I use non-porous die casting for both aluminum and zinc alloys?
Sim. Non-porous die casting works with both cold (alumínio) and hot (zinco) chamber systems. Para alumínio, 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 para alumínio, 100-180°C para zinco).
2º trimestre: Qual é a diferença entre precisão & fundição sob pressão densa e HPDC básico em termos de custo?
Precisão & dense die casting has higher upfront costs (custo do molde: 2-3x basic HPDC, due to ultra-precise machining) but lower long-term costs. Por exemplo, a zinc alloy medical device casing: Basic HPDC requires \(5,000 mofo + \)0.5/part post-polishing; Precisão & dense die casting uses \(12,000 mold but no post-processing. For batches >100,000 peças, precision die casting is cheaper (total cost: \)62,000 vs.. $55,000 for basic HPDC).
3º trimestre: A fundição sob pressão de alta velocidade é adequada para peças de paredes espessas? (>5milímetros)?
Não. 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. Para peças com paredes espessas (Por exemplo, Blocos de motor automotivo), use cold chamber HPDC with a high-specific-pressure compensation system (120-150MPA) to ensure uniform solidification and avoid defects.