擠壓鑄造的實質(zhì)是對定量澆人鑄型型腔中的液態(tài)金屬施加較大的機械壓力，使其成形、結(jié)晶凝固而獲得零件毛坯的一種工藝方法。這種工藝方法也曾稱為“液態(tài)金屬模鍛”、“液態(tài)金屬沖壓”、“液態(tài)金屬鍛造”、“沖頭壓力結(jié)晶”等，國際壓鑄學(xué)會統(tǒng)一定名為“squeezeeastm‘g”，根據(jù)譯意，國內(nèi)統(tǒng)稱為擠壓鑄造。
擠壓鑄造的工藝過程步驟如下：
(1)鑄型準備。清理型腔，噴刷涂料，對鑄型預(yù)熱(或冷卻)，將鑄型溫度控制在所需的溫度范圍內(nèi)，并使鑄型處于待澆的狀態(tài)(圖6.24a)。
(2)澆注。將定量的金屬液澆入鑄型內(nèi)(圖6.24b)。
(3)合型加壓。將上下型鎖緊，依靠沖頭的壓力使液態(tài)金屬充滿型腔，升壓并在預(yù)定的壓力下保持一定時間，使液態(tài)金屬在較高的機械壓力下結(jié)晶凝固。
(4)開型、取鑄件。卸壓、開型，頂出鑄件。
擠壓鑄造的工藝形式有多種，按成形時液體金屬充填的特性和受力情況，可分為柱塞擠壓，直接沖頭擠壓，間接沖頭擠壓和型板擠壓等四種形式。
柱塞擠壓鑄造是用柱塞作為加壓沖頭，施壓于凹型里的液體金屬，保壓至鑄件完全凝固。加壓時，液體金屬基本上不產(chǎn)生充型運動。這種工藝方法主要適合于形狀簡單的厚壁鑄件及鑄錠。直接沖頭擠壓利用成形壓頭，在合型時把它插入液體金屬中，使部分液體金屬上流充填全部型腔，繼續(xù)升壓和保壓至鑄件全部凝固。加壓時，液體金屬進行充型運動。這種工藝方法沒有澆注系統(tǒng)，澆入的液體金屬全部成為鑄件，鑄件的高度取決于澆入的金屬?？捎糜诒谳^薄、形狀較復(fù)雜的鑄件。間接沖頭擠壓鑄造的沖頭，其作用除將液態(tài)金屬擠入型腔外，還通過由沖頭和凹型組成的內(nèi)澆道，將壓力傳到鑄件上。由于鑄件是在已合型閉鎖的型腔中形成，它不受金屬澆注量的影響，因而鑄件尺寸精度高。但沖頭不直接而只部分加壓于鑄件上，因此，加壓效果較差，而且鑄件上留有料餅及內(nèi)澆道，金屬利用率較低。這種工藝適合于產(chǎn)量較大，形狀較復(fù)雜的中、小型鑄件。
型板擠壓鑄造是一種特殊的擠壓鑄造形式。其工藝過程是：向半開的楔形型腔中澆注液體金屬，開動動型向靜型合攏，液體金屬被擠壓上升并充填型腔，多余的液體金屬外溢，在壓力的作用下結(jié)晶凝固。這種工藝的特點是：合型時，上升的液體金屬與型壁接觸后結(jié)晶成一層很薄的硬殼，隨著液態(tài)金屬的上升，結(jié)晶層沿型壁不斷生長，最后結(jié)晶硬殼中間多余的液態(tài)金屬被擠出型外，兩硬殼層被擠壓成為整體的鑄件，這種工藝方法適合于大型整體薄壁鑄件。
擠壓鑄造是介于鑄造與鍛造之間的一種新工藝方法，它兼有二者的一些優(yōu)點。與壓力鑄造相比，其特點是：
(1)壓力鑄造時，金屬在高壓作用下以極快的速度充填鑄型，卷入氣體，型腔里的空氣也難全部排出，鑄件中氣體的含量較多，不能熱處理;擠壓鑄造金屬液直接澆入型腔中而不經(jīng)過澆注系統(tǒng)，吸氣少，鑄件可進行熱處理。
(2)壓力鑄造時，金屬液的流程長，冷卻凝固快，而且澆道里的金屬液比鑄件先凝固，壓力不可能維持到鑄件結(jié)晶凝固終了，鑄件得不到補縮，因此，鑄件厚壁處的組織難以致密，晶粒也較粗大;擠壓鑄造時沒有澆注系統(tǒng)，金屬液在壓力作用下充型、結(jié)晶凝固，補縮效果好，晶粒較細，組織致密、均勻。
(3)壓力鑄造的模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工工時多，加工費用高，金屬的利用率低;擠壓鑄造的模具結(jié)構(gòu)較簡單，加工費用較低，壽命較長，金屬的利用率較高。與鍛造相比，擠壓鑄造具有如下特點：
(1)鍛件的力學(xué)性能一般比擠壓鑄件高，但通常存在各向異性，尤其是塑性指標在縱向與橫向之間的差別很大，橫向低很多，限制了鍛件的應(yīng)用;擠壓鑄件的力學(xué)性能雖稍低于鍛件，但只要工藝正確，其力學(xué)性能可接近或達到鍛件的水平，且各向性能均勻。
(2)擠壓鑄件的成形是靠壓力作用在封閉的型腔里的液態(tài)金屬，使其結(jié)晶凝固而成的，而鍛件是壓力作用在固態(tài)金屬上形成的。前者所需的壓力比后者小得多，所需設(shè)備的功率比鍛造小65%一75%。
(3)擠壓鑄造為一次成形，生產(chǎn)率高，勞動強度較低，能源消耗低。
(4)擠壓鑄件的尺寸精度比鍛件和熔模精密鑄件高，表面粗糙度相比之下也最低，加工余量小，一般為0.5—2mm，因此，所用的金屬料少，成本較便宜。鍛件要達到上述的尺寸精度和表面粗糙度是相當困難的。
(5)擠壓鑄造適用于多種合金材料，包括鑄造鋁合金、鋅合金、銅合金、鑄鐵、鑄鋼以及部分變形合金，而鍛造的材質(zhì)卻很有限。
總之，擠壓鑄件的尺寸精度高，表面粗糙度低，鑄件的加工余量小，無需設(shè)置澆冒系統(tǒng)，金屬的利用率高;鑄件組織致密，晶粒細化，力學(xué)性能較高;可用于各種鑄造合金和部分變形合金，適應(yīng)性廣;工藝過程較簡單，節(jié)省能源及勞力，容易實現(xiàn)機械化和自動化，生產(chǎn)率高。
擠壓鑄造工藝也存在一些問題，主要表現(xiàn)在：由于沒有澆冒系統(tǒng)，澆注到鑄型型腔的金屬液中的氧化夾雜物無法排除，因此，對金屬液的質(zhì)量要求比普通鑄造嚴格。目前擠壓鑄造設(shè)備的選型及生產(chǎn)尚存在一些問題，國內(nèi)的擠壓鑄造設(shè)備大都采用各種類型的液壓機或摩擦壓力機，給擠壓鑄造生產(chǎn)帶來不便。擠壓鑄造時，在大多數(shù)的情況下，定量澆注的精確性決定了鑄件高度方向的尺寸精度，因此，要求定量澆注裝置必須準確。擠壓鑄造工藝涉及到金屬學(xué)、熱力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)等學(xué)科，尚有大量的技術(shù)問題需要研究。例如，金屬及合金在高壓下的結(jié)晶凝固特點與在重力作用下不同，其熔點、狀態(tài)圖、熱物理參數(shù)、晶核形成與長大，氣體的溶解及析出，第二相的分布與形態(tài)等都將發(fā)生重大變化，它將直接影響鑄件的質(zhì)量。目前這方面的研究工作有待于進一步加強與發(fā)展。
