热压铸是什么

热压铸是一种结合高温与压力成型的先进制造工艺，以下是其核心要点及技术解析：

一、基本定义与原理

本质：在加热条件下对材料施加高压，使其充满模具型腔并在受控环境中固化/烧结的工艺方法。
关键区别：相较于传统冷压铸（常温下施压），热压铸通过外部加热显著降低材料变形抗力，提升流动性，从而实现更复杂的结构成型。

二、典型应用领域及材料体系

粉末冶金领域（主流场景）

适用材料：金属粉末（铁基、铜基、不锈钢等）、陶瓷粉末、硬质合金混合料

工艺特征：将粉末预压坯置于石墨坩埚内，加热至半熔融状态（低于完全熔化温度），再用冲头施加高压完成最终成型。

优势：

消除传统冷压产生的弹性后效，尺寸精度更高

突破高熔点金属（如钨、钼合金）的成型限制

抑制晶粒长大，改善力学性能（抗拉强度提升20%-40%）

高分子材料领域

适用材料：热固性塑料（酚醛树脂、环氧树脂）、橡胶

工艺变体：称为”热压成型”，通过电热平板对预浸料施加15-30MPa压力并加热至树脂交联温度（160-200℃）。

典型产品：电路板基材、摩擦片、密封件

三、核心工艺参数对比表

参数项	传统冷压铸	热压铸
工作温度	室温	材料熔点的60%-85%
成型压力	100-500MPa	300-1500MPa
保压时间	几秒	持续至完全固化
模具材质	工具钢	耐高温合金（H13钢）
收缩率控制	±0.5%	±0.2%（精密级可达±0.1%）

四、技术优势与局限

优势矩阵

几何自由度：可成型长径比＞10:1的薄壁深孔结构（传统工艺极限为6:1）

材料适应性：成功应用于难熔金属（钽、铌合金）、金属间化合物（TiAl）等新型材料

性能提升：WC-Co硬质合金热压铸件硬度可达HRA92，接近理论密度值

绿色制造：相比锻造工艺节能40%，材料利用率达98%以上

技术瓶颈

设备成本：进口热压铸机价格是普通压铸机的3-5倍

氧化控制：高温下金属易氧化，需采用氩气保护或真空环境

脱模难度：收缩率减小导致脱模力增大，需配备专用顶出系统

生产节拍：单件周期较冷压延长30%-50%

五、典型工艺流程（以钨合金渔坠为例）

混粉制备：W粉+NiFe粘结相按质量比90:10球磨混合

预成型：冷等静压制成φ25×40mm圆柱坯体

热压铸：

装炉温度：1450℃（钨熔点3422℃）

施压时机：物料达到塑性状态时快速加压至850MPa

保压时间：15分钟（完成扩散焊接）

后处理：线切割→表面喷砂→应力退火（800℃/2h）

六、行业应用案例

行业	典型零件	性能指标改进
航空航天	涡轮盘叶片	疲劳寿命↑300%
医疗器械	钛合金骨科植入物	生物相容性达标
电子通讯	Cu-W散热基板	导热系数≥280W/m·K
新能源	SiC功率模块外壳	耐温性达650℃

七、未来发展趋势

智能温控系统：采用红外测温+PID闭环控制，温度波动≤±5℃

复合场辅助：引入电磁场/超声振动改善致密化过程

近净成形技术：通过有限元模拟实现余量＜0.5mm的精密成型

绿色化改造：开发水基脱模剂替代传统石墨乳剂

总结建议

热压铸技术特别适合解决以下工程难题：

难变形金属的复杂形状成型

高致密度要求的异形零件（相对密度＞99%）

多组分复合材料的均匀分布

需同时满足高强度和高精度的关键部件

对于有类似需求的企业，建议优先开展工艺验证：从实验室级设备开始测试材料配方和工艺窗口，再逐步放大至量产规模。