Залив (gravity casting) and die casting are two foundational metal-forming processes, each optimized for distinct production needs. While pouring relies on the natural force of gravity to fill molds, при литье под давлением используется высокое давление для впрыскивания расплавленного металла с высокой скоростью — эти основные различия определяют их производительность., расходы, и сценарии применения. Для производителей, выбор неправильного процесса может привести к напрасной трате ресурсов, дефектные части, или пропущенные рыночные сроки. В этой статье систематически разбираются их различия., характеристики процесса, и логика выбора, предоставление практических рекомендаций по адаптации каждого процесса к уникальным требованиям вашего проекта.
1. Основные определения: Что делает заливку и литье под давлением уникальными?
Before comparing details, it’s critical to understand the fundamental principles of each process. В этом разделе используется side-by-side definition структура, чтобы подчеркнуть их суть, ключевые термины выделены для ясности.
1.1 Залив (Гравитационное литье)
Разливка — традиционный метод обработки металлов давлением, основанный на гравитация загнать расплавленный металл в полость формы. Процесс работает следующим образом:
- Расплавленный металл (НАПРИМЕР., чугун, сталь) нагревается до жидкого состояния в печи.
- Жидкий металл медленно переливается из ковша в открытую или закрытую полость формы..
- Металл заполняет полость естественным путем под действием силы тяжести., затем охлаждается и затвердевает, принимая желаемую форму.
- Форма открыта (или сломан, для одноразовых песочных форм), и деталь удаляется для постобработки.
Его отличительной чертой является минимальная внешняя сила— металл течет свободно, что делает его легко адаптируемым к деталям сложной геометрии, но медленнее и более склонным к внутренним дефектам, таким как усадка..
1.2 Умирать кастинг
Литье под давлением – это процесс под высоким давлением., высокоскоростной процесс, предназначенный для массового производства деталей из цветных металлов. Его основные шаги включают в себя:
- Металлическая форма (умирать) зажат, создание точной полости, соответствующей форме детали.
- Расплавленный цветной металл (НАПРИМЕР., алюминиевый сплав, цинк сплав) впрыскивается в полость матрицы под высоким давлением (от тысяч до десятков тысяч кПа) и скорость (до 50 РС) via a piston or plunger.
- The metal solidifies quickly under pressure to replicate the die’s microscopic details.
- Откроется кубик, and ejector pins push the finished part out—ready for minimal post-processing.
Its key advantage is process control: high pressure eliminates porosity, and fast filling ensures consistent quality across large batches.
2. Комплексное сравнение: Pouring vs. Умирать кастинг
To help you quickly identify which process fits your needs, the table below compares 6 critical dimensions—from process dynamics to cost structure—with specific data and examples.
| Размер сравнения | Залив (Гравитационное литье) | Умирать кастинг |
| Filling Mechanism | Relies on gravity (no external pressure); flow speed = 0.1-0.5 РС | Uses mechanical pressure (3,000-15,000 КПА); injection speed = 5-50 РС |
| Совместимость материала | Широкий диапазон: черные металлы (чугун, сталь), high-melting-point alloys (На основе никеля суперсплавы) | Ограничено цветными металлами: алюминий (60-70% of die cast parts), цинк, магний; low-melting-point alloys only |
| Качество продукта | – Coarse grain structure (медленное охлаждение); mechanical properties fluctuate ±15%- Шероховатость поверхности: Ra = 6.3-12.5 мкм (requires machining)- Prone to shrinkage/looseness (fixed via risers) | – Fine grain structure (fast cooling under pressure); mechanical properties stable ±5%- Шероховатость поверхности: Ra = 1.6-3.2 мкм (near-finish quality)- Низкая пористость (high pressure compresses gas gaps) |
| Mold Characteristics | – Формы: Disposable (sand molds) or low-cost metal molds (no pressure resistance)- Расходы: \(1,000-\)50,000 за плесень- Продолжительность жизни: Sand molds = 1 использовать; metal molds = 10,000-50,000 выстрелы | – Формы: High-strength tool steel (НАПРИМЕР., H13) with precision cooling/guidance systems- Расходы: \(50,000-\)500,000 за плесень- Продолжительность жизни: 100,000-1,000,000 выстрелы (aluminum die casts) |
| Эффективность производства | – Время цикла: 10-60 минуты на часть (manual pouring)- Автоматизация: Низкий (reliant on manual ladling)- Batch suitability: Маленькие партии (1-1,000 части/год) | – Время цикла: 10-60 секунды за часть (fully automated)- Автоматизация: Высокий (robotic part removal, continuous metal feeding)- Batch suitability: Массовое производство (10,000+ части/год) |
| Cost Structure | – Low upfront cost (формы); high per-part cost (\(10-\)100+) | – High upfront cost (формы); low per-part cost (\(0.5-\)10) |
3. Сценарии приложения: Which Process Fits Your Project?
The choice between pouring and die casting depends largely on your part’s size, материал, объем, и требования к производительности. Ниже clear application guidelines with real-world examples to illustrate best practices.
3.1 When to Choose Pouring (Гравитационное литье)
Prioritize pouring if your project meets any of these criteria:
- Large/Heavy Parts: Parts exceeding die casting machine capacity (НАПРИМЕР., machine tool beds, wind turbine hubs weighing 500kg+). Die casting machines max out at ~100kg per part—pouring handles unlimited sizes.
- High-Temperature/High-Load Requirements: Parts like engine blocks (чугун) or valve components (сталь) that need to withstand 300°C+ temperatures or heavy mechanical loads. Pouring’s slower cooling creates denser structures for these harsh conditions.
- Ferrous Metal Use: Projects requiring cast iron, сталь, or other ferrous metals—die casting cannot handle their high melting points (1,500°C+ for steel).
- New Product Prototyping: Early-stage trials (1-100 части) where high mold costs for die casting are unjustified. Pouring’s low-cost sand molds let you test designs quickly.
Пример: A manufacturer producing 50 custom wind turbine hubs (each 800kg, литая сталь) uses sand mold pouring—avoiding $200,000+ die mold costs and meeting the part’s high-load requirements.
3.2 When to Choose Die Casting
Opt for die casting if your project aligns with these needs:
- Thin-Walled Complex Parts: Consumer electronics shells (НАПРИМЕР., средние рамки телефона, Оболочки для ноутбука) or automotive gearbox housings that require tight tolerances (IT11-IT14) и гладкие поверхности. Die casting’s high pressure fills narrow gaps (0.5-2ММ стены) без дефектов.
- Массовое производство: Автомобильные детали (НАПРИМЕР., ЭВ батарея кронштейны, Дверные ручки) or household appliances (НАПРИМЕР., air conditioner compressor shells) with volumes >10,000 units/year. Die casting’s low per-part cost and fast cycle time drive profitability here.
- Non-Ferrous Metal Use: Parts made from aluminum, цинк, or magnesium—especially lightweight components for EVs (aluminum die casts reduce vehicle weight by 15-20%).
- Integrated Designs: Parts requiring embedded components (НАПРИМЕР., ореховой, подшипники) to form a single structure. Die casting’s high pressure secures inserts firmly, eliminating assembly steps.
Пример: A smartphone maker producing 1 million aluminum middle frames/year uses die casting—achieving Ra 1.6 МАКМ МЕРВСКАЯ ПОВЕДЕНИЯ, 30-second cycle times, и \(1.2 стоимость за участие (против. \)8+ with pouring).
4. Hybrid Processes: Combining the Best of Both Worlds
For projects with mixed requirements (НАПРИМЕР., высокое качество + экономическая эффективность), three hybrid processes bridge the gap between pouring and die casting. В этом разделе используется problem-solution structure to explain their value.
| Hybrid Process | Основной принцип | Solved Problem | Идеальные приложения |
| Low-Pressure Casting | Pressurizes a closed furnace (0.5-200 КПА) to push molten metal into the mold—slower than die casting, faster than gravity pouring | Pouring’s slow speed + die casting’s high cost; balances quality and efficiency | Automotive wheels (алюминиевый сплав); requires uniform wall thickness and low porosity |
| Сжимать кастинг | Injects molten metal into the mold, then applies continuous high pressure (50-150 МПА) until solidification—combines casting’s shape flexibility with forging’s strength | Die casting’s limited material range; produces parts with forging-like properties | Высокие компоненты (НАПРИМЕР., EV motor rotors, hydraulic cylinder blocks); uses aluminum or magnesium alloys |
| Вакуумный кастинг | Removes gas from the die cavity (vacuum degree >90%) before injection—eliminates air entrainment in die casting | Die casting’s internal porosity; enables heat treatment (traditional die casts can’t be heat-treated due to pores) | Высокопроизводительные детали (НАПРИМЕР., aerospace sensor housings, EV battery top covers); requires post-heat treatment to boost strength |
Пример: A manufacturer producing EV motor rotors uses squeeze casting—achieving 400 МПА прочность на растяжение (same as forging) with the complex shape flexibility of casting, в 30% lower cost than full forging.
5. Yigu Technology’s Perspective on Pouring and Die Casting
В Yigu Technology, Мы верим “either/or” mindset for pouring and die casting is outdated—modern manufacturing demands “which process, когда” thinking. Many clients waste resources by forcing die casting for small-batch ferrous parts or using pouring for high-volume aluminum components.
Мы рекомендуем three-step selection framework: 1. Дайте определение необоротным предметам (материал, объем, качество). 2. Test hybrid processes for edge cases (НАПРИМЕР., low-pressure casting for 5,000-unit aluminum wheel orders). 3. Use CAE simulation to predict defects before mold investment (НАПРИМЕР., AnyCasting for pouring’s shrinkage, Moldflow for die casting’s porosity).
For long-term projects, we also advocate синергия процессов: Use die casting for thin-walled aluminum skeletons, then pour a wear-resistant cast iron layer onto critical surfaces—combining lightweighting and durability. By matching processes to specific part functions, manufacturers can cut costs by 20-30% while improving performance.
6. Часто задаваемые вопросы: Common Questions About Pouring and Die Casting
1 квартал: Can die casting be used for ferrous metals like steel?
Нет. Steel’s melting point (1,450-1,510° C.) is too high for die casting molds—even high-strength H13 steel deforms at 600-700°C. For ferrous metal parts, залив (gravity casting) or forging is the only option. If you need steel’s strength with complex shapes, consider post-casting machining of gravity-cast parts.
2 квартал: What is the minimum production volume to justify die casting?
Die casting becomes cost-effective at 10,000+ части/год for aluminum components. Below this volume, pouring’s low mold costs are better—for example, 5,000 aluminum parts would cost \(8/unit with pouring vs. \)1.5/unit with die casting, but die casting’s \(100,000 mold cost would make total expenses higher (\)175,000 против. $40,000).
Q3: How to fix shrinkage defects in pouring (gravity casting)?
Добавлять Шканеры (extra metal reservoirs) to the mold—these supply molten metal to the part as it shrinks during cooling. Для толстостенных деталей (НАПРИМЕР., 20мм+), использовать “top risers” (placed above the thickest area); for thin-walled parts, использовать “side risers” (attached to the part’s edge). The riser volume should be 1.5-2x the part’s shrinkage volume—calculate this via CAE simulation for accuracy.