新能源汽車市場規(guī)模持續(xù)擴大以及節(jié)能減排雙碳政策下，實現(xiàn)車身減重將成為各汽車廠商未來的重要發(fā)展目標。在降本增效方面，一體化壓鑄方興未艾。本文特編輯梳理一體化壓鑄全產(chǎn)業(yè)鏈相關技術環(huán)節(jié)和格局。

一體化壓鑄相關材料

免熱鋁合金材料，為一體化壓鑄做好材料基礎。傳統(tǒng)鋁合金材料Silafont-36(AlSi10MnMg)在壓鑄完成之后需要通過熱處理過程來提升機械性能，但是大型鋁合金壓鑄件在熱處理過程中易出現(xiàn)變形 或者產(chǎn)生氣泡等表面缺陷，免熱鋁合金材料無需進行熱處理能夠達到更加優(yōu)秀的機械性能，大幅降低了產(chǎn)生廢品的風險，提高良品率。

Al-Si&Al-Mg系列鋁合金成為主流，各類合金元素協(xié)助改善機械特性。鋁合金具備多種合金特性， 包括Al-Si、Al-Mg、Al-Cu、Al-Zn等大類，目前免加熱合金主要集中在Al-Si、Al-Mg兩種類型， 在這兩種體系下，通過添加Si、Mg、Mn、Ti、Cu、Sr等微量元素，協(xié)助提升產(chǎn)品性能。

一體化壓鑄設備

行業(yè)內壓鑄機鎖模力存在上限，一體化壓鑄提出更大挑戰(zhàn)。在特斯拉嘗試一體化壓鑄之前，行業(yè)中 最大壓鑄機的鎖模力只有4400噸，用于生產(chǎn)的產(chǎn)品主要是鋁合金一體化車門（投影面積0.5平方米。 重量5.4kg）以及減震塔等車身零部件。一體化壓鑄件的投影面積超過1平米，重量達到30-40kg，對 于壓鑄設備鎖模力的要求遠大于原有4400T的壓鑄機設備，也給整個壓鑄機行業(yè)帶來了新的挑戰(zhàn)。

一體化壓鑄模具

高壓鑄造產(chǎn)品結構復雜，需要精密的工藝設計。

金屬液流需嚴格把控，避免出現(xiàn)零件失效。大型零部件高壓鑄造過程中，流動通道復雜，邊角結 構越多越容易導致金屬充型過程中無法良好填充，甚至出現(xiàn)紊流，從而導致內部嚴重的缺陷，甚至會帶來雜質和氧化皮風險。或者由于流動性不足或者多處流動進度不同，從而出現(xiàn)多處金屬液 面沖擊融合，從而導致零件失效。

排氣結構需合理設計，仿真技術+過程控制防止氣孔產(chǎn)生。模具中原有的氣體+金屬液流自身帶 入的氣體+包含金屬中的氣體需要排出，需要在設計之初通過合理的排氣結構來排出氣體，甚至 采用惰性更好的氣體保護和一定的真空技術來實現(xiàn)模具中的氣體排放，需要大量的仿真技術和生 產(chǎn)過程的控制接入，排氣過程如果做不到位零件會有大量的氣孔產(chǎn)生。

冷卻過程需要液態(tài)補縮，避免熱孤島帶來缺陷。完成鑄造過程之后，零件的冷卻過程會帶來尺寸 的收縮，需要準確的仿真零部件完整的冷卻過程，設置最晚冷卻的金屬液池來補充收縮部分的液 體，同時避免出現(xiàn)不合群的熱孤島，否則會在零部件冷卻收縮的過程中產(chǎn)生新的缺陷。

一體化壓鑄相關鑄造工藝

高壓壓鑄成型易產(chǎn)生氣孔缺陷，真空壓鑄技術有效提升產(chǎn)品質量。壓鑄成型過程中因為金屬液提高速填充型腔， 型腔中的氣體來不及排出，不可避免會卷入到金屬液中，并以氣孔的形式殘留在鑄件中，影響鑄件質量。通過 在壓鑄過程中抽除壓鑄模具型腔內的氣體而消除或顯著減少壓鑄件內的氣孔和溶解氣體，從而提高壓鑄件力學 性能和表面質量的先進壓鑄工藝，特別適合形狀復雜但是生產(chǎn)要求高的零件，是目前一體化壓鑄關鍵的工藝技 術。真空壓鑄技術分為普通真空壓鑄（真空度100-250mbar）、高真空壓鑄（真空度50-100mbar）、超真空壓鑄 （真空度>截止閥+密封是技術核心，確保抽氣效果達到要求。高真空壓鑄技術中的截止閥是核心零部件，通過合金液體 的慣性沖擊力實現(xiàn)排氣通道的關閉。此外，密封技術也是達成抽氣效果要求的關鍵，通過對于主分型面、模芯 側面、鑲塊側面、型芯、頂針和壓室進行密封，同時對于模具需要在配模的時候進行加熱，定期（每2萬模次） 上合模機進行配模，防止因為變形導致的分型面貼合度不夠，并且每次換模之后要對模具進行漏氣點檢，確保 整體密封性符合超真空壓鑄要求。