注塑成型和压铸成型的不同对比

在制造业中，注塑成型和压铸成型是两种广泛应用的精密成型技术，分别针对塑料与金属材料实现复杂零件的批量生产。尽管两者均基于 “模具型腔复制” 的原理，但其适用材料、工艺特性、设备要求及应用场景却存在显著差异。本文将从定义、工艺流程入手，系统对比两者的核心区别，为工艺选择提供参考。

一、注塑成型：塑料零件的高效量产工艺

1. 什么是注塑成型？

注塑成型（Injection Molding）是一种以热塑性塑料为原料，通过加热熔融、高压注射、冷却固化实现零件成型的工艺。它能高效生产形状复杂、尺寸精确的塑料件，广泛应用于家电、电子、医疗等领域，如手机外壳、齿轮、医疗器械配件等。其核心优势在于材料选择丰富、成型周期短、适合大批量生产。

2. 注塑成型的工艺流程

注塑成型的流程可概括为 “原料预处理→塑化熔融→注射填充→保压补缩→冷却固化→脱模取件” 六大步骤，具体如下：

原料预处理：塑料颗粒（如 ABS、PC、PP）需去除水分（尤其吸湿性材料如 PA、PC），通过干燥机在 80-140℃下干燥 2-8 小时，确保含水率≤0.02%，避免成型后产生气泡或料花。
塑化熔融：干燥后的颗粒进入注塑机料筒，通过螺杆旋转剪切与料筒加热（通常 150-350℃），逐渐熔化为均匀的粘流态熔体，熔体粘度需控制在 100-1000Pa・s（根据材料调整）。
注射填充：螺杆向前推进，将熔体以高压（50-200MPa）、高速（10-200mm/s）注入闭合的模具型腔，填充时间通常为 1-5 秒，确保熔体充满每个细节（如细肋、小孔）。
保压补缩：填充完成后，保持一定压力（通常为注射压力的 60%-80%）持续 5-30 秒，补充熔体因冷却产生的体积收缩，避免零件出现缩痕或空洞。
冷却固化：模具通过水路循环冷却（模温通常 20-120℃），使熔体在型腔中固化定型，冷却时间占成型周期的 60%-80%（薄壁件约 10-30 秒，厚壁件可达 1-5 分钟）。
脱模取件：模具打开，通过顶针、顶板等机构将固化的零件推出，完成一次成型周期，随后进入下一轮循环。

二、压铸成型：金属零件的精密成型技术

1. 什么是压铸成型？

压铸成型（Die Casting）是一种以熔融金属为原料，通过高压将金属液高速压入模具型腔，经冷却凝固获得零件的工艺。它主要用于铝、锌、镁等低熔点有色金属，能生产强度高、尺寸精确的金属结构件，如汽车发动机缸体、笔记本电脑散热支架、五金配件等。其核心优势在于零件致密度高、力学性能优异，适合复杂金属件的批量生产。

2. 压铸成型的工艺流程

压铸成型的流程可概括为 “金属熔炼→模具预热→压射填充→保压凝固→开模取件→后续处理” 六大步骤，具体如下：

金属熔炼：金属原料（如铝合金 ADC12、锌合金 Zamak3）在熔炉中加热至熔融状态（铝 650-700℃，锌 380-420℃），需去除杂质和气体（通过精炼剂或真空处理），确保金属液纯净度。
模具预热：压铸模具需预热至 150-300℃（铝压铸取高值，锌压铸取低值），避免金属液接触冷模具后快速凝固，导致填充不足或零件开裂。
压射填充：金属液被吸入压射室，通过压射杆以极高压力（50-150MPa）和速度（3-15m/s）压入模具型腔，填充时间极短（通常 0.05-0.5 秒），确保复杂结构（如薄壁、深腔）完全充满。
保压凝固：保持压射压力（约为填充压力的 80%）持续 0.5-5 秒，抑制金属液凝固收缩，减少气孔和缩松，提升零件致密度。
开模取件：金属液完全凝固后（通常 1-10 秒），模具打开，通过顶出机构将零件取出，此时零件温度仍达 200-400℃。
后续处理：去除零件上的浇口、飞边，必要时进行抛丸、电镀（如锌合金镀铬）或热处理（如铝合金 T6 处理），提升表面质量和力学性能。

三、注塑成型与压铸成型的核心差异对比

1. 材料特性与适用范围

注塑成型：仅适用于热塑性塑料（如 ABS、PC、PP、PA）及部分热固性塑料，材料熔点低（100-350℃）、密度小（0.9-2.0g/cm³），零件重量轻、耐腐蚀性好，但强度和耐热性较低（多数塑料长期使用温度＜100℃）。
压铸成型：适用于低熔点有色金属（铝、锌、镁、铜合金），材料熔点高（380-1200℃）、密度大（2.7-8.9g/cm³），零件强度高（铝合金抗拉强度＞200MPa）、耐热性好（铝压铸件可耐 200-300℃），但重量较大、成本较高。

2. 设备结构与核心参数

对比维度	注塑成型	压铸成型
核心设备	注塑机（螺杆塑化 + 液压锁模）	压铸机（压射机构 + 合模机构）
动力来源	螺杆旋转塑化 + 液压注射	压射缸高压推送金属液
温度范围	料筒 150-350℃，模具 20-120℃	金属液 380-700℃，模具 150-300℃
压力范围	注射压力 50-200MPa	压射压力 50-150MPa
成型速度	填充时间 1-5 秒，周期 10-60 秒	填充时间 0.05-0.5 秒，周期 10-30 秒
关键部件	螺杆、料筒、热流道（可选）	压射室、压射杆、浇口套

3. 模具设计与材料

模具材料：
- 注塑模具：常用预硬钢（如 718H，硬度 30-35HRC）或淬火钢（如 S136，硬度 45-50HRC），需耐塑料腐蚀、易抛光，寿命通常 10-100 万模次。
- 压铸模具：需耐高温、耐金属液冲刷，常用热作模具钢（如 H13，硬度 44-48HRC），表面需氮化处理（硬度＞60HRC），寿命通常 5-50 万模次（铝合金压铸寿命较低）。
模具结构：
- 注塑模具：可设计热流道系统减少废料，冷却水路贴近型腔（间距 8-15mm），排气槽浅（0.01-0.03mm）。
- 压铸模具：必须设计浇口、流道和溢流槽（收集冷料和气体），冷却水路需抗高温（用黄铜或铍铜镶件），排气槽深（0.05-0.1mm）且分布广（避免金属液卷气）。

4. 零件性能与后处理

零件特性：
- 注塑件：表面光滑（Ra 可达 0.02μm）、精度高（公差 ±0.01-0.1mm），但强度低（抗拉强度通常＜50MPa）、耐温性差。
- 压铸件：表面较粗糙（Ra 1.6-6.3μm，需抛光改善）、精度较高（公差 ±0.02-0.2mm），强度高（铝合金压铸件抗拉强度 200-400MPa）、导热性好。
后处理：
- 注塑件：多数可直接使用，复杂件需去毛边、丝印或喷漆。
- 压铸件：必须去除浇口和飞边，铝压铸件需进行表面处理（如阳极氧化、电泳）防止腐蚀，部分需热处理消除内应力。

5. 成本与适用场景

成本结构：
- 注塑成型：模具成本较低（简单模具数千元），原料便宜（塑料颗粒 10-50 元 /kg），适合大批量（10 万件以上）低成本生产。
- 压铸成型：模具成本高（铝合金压铸模具通常数万元起），原料较贵（铝合金 20-30 元 /kg），适合中大批量（1 万件以上）、高附加值零件。
典型应用：
- 注塑成型：家电外壳（ABS）、电子连接器（LCP）、医疗器械外壳（PC）、玩具（PP）等。
- 压铸成型：汽车发动机支架（铝合金）、手机中框（镁合金）、五金工具（锌合金）、散热器（铝合金）等。

四、总结：工艺选择的核心依据

注塑成型与压铸成型的差异本质是 “材料属性决定工艺特性”：塑料的低熔点、高流动性使注塑能实现更复杂的形状和更低的成本；而金属的高强度、高耐热性使压铸成为结构件的首选。选择工艺时，需从材料需求（塑料 / 金属）、零件性能（强度、耐温性）、生产批量和成本综合判断 —— 若需轻量化、复杂形状且成本敏感，优先选注塑；若需高强度、高导热性且批量适中，压铸更合适。两种工艺并非替代关系，而是分别支撑着塑料与金属制造业的精密量产需求。

Table of Contents

分类

近期文章