鋅合金壓鑄是應用面很廣的工藝。由于其熔點低，流動性好，而且尺寸精度穩定，加上后處理如表面拋光和電鍍容易，機械性能高等優異特點，非常適合做小型電子配件、建筑五金件、衛浴、汽車零配件、成衣皮箱配件、高級裝飾件等。在歐洲，特別是高級品牌的鋅合金產品，表面質量要求越來越高，很多都需要粉末噴涂、PVD鍍膜、光鉻電鍍這類表面處理。這些工序需要鑄件做精致的表面拋光和烘烤處理。而只要鑄件含有少量氣孔，都會造成產品表面缺陷。要進一步提升產品質量，鋅合金壓鑄件必須解決這些氣孔問題。

鋅熱室壓鑄的生產問題

       鋅壓鑄件以中小件為主，鋅合金壓鑄件有表面要求的產品經常需要高質量的拋光。為了避免瑕疵，進澆口盡量設計得很薄。同時表面質量高的鑄件要求很短的充型時間，這樣就導致澆口速度過高，造成模具沖刷。澆口小而充型速度高，也令排氣困難，加深卷氣問題。

       熱室機的生產效率雖然高，但是機器動力比冷室機小。如果要提供高充型速度，要提早啟動快壓射，這也增加了卷氣空間。還有，熱室機的鋅液要流經射料筒和射嘴。如果這些位置的溫度控制不好，導致冷咀和堵塞，對壓力損耗很大，就很難達到短充型時間的要求了。

        一直以來真空壓鑄已經普遍應用在鋁合金壓鑄。由于鋅壓鑄經常面對排氣不足而導致鑄件內部卷氣過多，如何增加排氣量是個重要課題。如果能成功應用真空壓鑄于鋅熱室工藝，對降低鑄件含氣量會有很大的效益。

鋅真空壓鑄為何不普遍

       不過，要成功應用鋅合金真空壓鑄，必須解決幾個較難處理的問題：首先是要把真空閥安裝在小型模具上。鋅合金壓鑄以中小件為主，最常用的是20-180T。要在有限的機板空間把真空閥或搓衣板放置在復雜的模具上，會有困難。如果為了裝上真空閥而使用較大的壓鑄機，鋅合金壓鑄件除了增加了生產成本外，增加了總排氣量也令真空壓鑄的應用得不償失。

       其次是模具密封問題。鋅合金模具價值偏低，對尺寸精度的控制不高。好像在合模面、滑塊的漏氣。不用真空時模具要靠頂針位置來排氣，而真空模具剛好相反，需要在頂針位置減少漏氣，造成改裝為真空壓鑄的模具，本來用作排氣的地方變成了進氣，不應有氣孔的地方出現卷氣，效果適得其反。

       鋅合金鑄件表面光潔度要求高，因此充型時間很短，需要的澆口速度高。同時由于機器需要時間加速，要提早作二速切換，導致抽氣時間不足。如果抽氣時間短而排氣面積又不夠的情況下，真空壓鑄的效果不會好。

       除了澆口速度高會沖刷模具外，真空壓鑄也容易產生氣穴。壓鑄過程中金屬前沿和空氣混雜在一起，金屬滴液在負壓狀態下容易氣化，氣化的金屬會受擠壓爆破而產生沖擊波，會對模具造成極大的傷害，沖擊成麻點。這些麻點可以打幾百模就出現，嚴重影響模具壽命。         真空壓鑄會強化噴濺。在正常的壓鑄下，在充型過程中會產生背壓，充型越后期，型腔內的背壓越大，幫助抑制噴濺。在真空壓鑄下，背壓很小，令金屬前沿的噴濺嚴重。噴濺有機會令金屬滴液過早接觸模具冷面而快速凝固。不同的凝固速度令鑄件表面的晶體結構有差異，這種差異令鑄件表面出現不同的色澤，表面拋光也無法磨去，對后期的表面處理如電鍍造成困擾。 

      此外，真空壓鑄需要對真空閥進行定期的維護保養。如果工藝設置不適當，真空閥還容易堵塞，生產不能順暢，效率降低，成本大幅提高。

    FondVacuum真空系統

      面向鋅合金真空壓鑄的這些難點，意大利的Fondvacuum真空壓鑄系統對鋅合金真空壓鑄提供完整的方案。他們已為數十家歐洲客戶提供了真空壓鑄方案。大部分都是表面要求極高的鋅合金件。

      FondVacuum(FV)真空壓鑄閥的工作原理是靠進入閥體的金屬液沖擊力觸動開關銷，利用杠桿把真空閥關閉，因此整個充型過程都在抽氣的。有別于其他類型如真空搓衣板和時間控制閥，真空搓衣板需要很大的空間和投影面積，才能達到真空機械閥的抽氣面積和效果。而時間控制閥需要在二速切換前就要把閥門關閉，這樣在停止抽氣后，空氣會從模具的空隙進入型腔，導致氣壓回升，影響效果。            

       FV閥的特點首先是閥體的大小。它最小的閥體面積只有47x53mm，是市面上最小的機械真空閥，能裝在20T壓鑄機的模具上。閥體面積較大的也只有63x76mm，因此很適合裝在小型模具上。

       其次是抽氣時間不足的問題。它的控制系統有提前抽真空的功能，由于控制信號的延遲，令原來就很短的一速抽氣時間更加不足。提前抽真空能幫助延長抽氣時間，對提升真空度有很大的好處。

       另外就是噴濺和氣穴的問題。控制系統有預真空的設置。獨立調節每條真空通道的抽氣曲線的變化，需要情況下緩和快速降壓。          

       還有是保養維護的考慮。FV閥內置獨有的潤滑系統，每一模都對滑動銷進行潤滑，除了保證動作順暢外，也防止生銹腐蝕。特殊的FV過濾器設計，方便快速清理和容易保養。分型面有防粘涂層，無需經常清理。閥體的部件公差是微米級，使閥在工作時不易受污染。

其他特點

       FondVacuum真空壓鑄系統是高科技的產品。除了以上特點外，鋅合金壓鑄件閥體的關鍵部件由不同特殊鋼材加工，經過特殊的表面處理，能經耐強大的金屬液沖擊。內置的彈簧補償器，可以補償模具變形時的兩側吻合密封。控制器使用西門子電腦和Profinet界面，專用的工業電腦軟件，控制所有真空參數，包括每條管道的真空度測量、預真空控制，來做預真空和真空度的精準調節。

       FV真空閥的另一特點是能測量每一模的型腔真空度。由于傳感器測量點和開關銷相通，因此能準確檢測充型過程的真空度變化，并顯示真空度曲線，用作質量控制的依據。軟件的另一特色是真空工藝參數統計；如真空度和抽氣時間的工藝控制統計，方便作為記錄和趨勢變化診斷。

排氣面積建議和設計

       除了之前談過的工藝設置和模具密封性外，要做好真空壓鑄，還需要準確的流道計算、模具設計、正確的排氣道放置，和充型模擬。意大利的CASTLE模流分析軟件在這方面提供很好的輔助。在模具設計的初期，軟件模塊CASTLE-MIND能計算壓鑄機和模具澆道設計的配合是否合適，并提出一系列建議，達至優化的效果。在排氣效率的評估方面，可以選擇不同的真空或排氣方式如機械閥、搓衣板和一般排氣道，又能顯示不同排氣面積在真空和沒有真空下的分別。在輸入真空參數如真空度、排氣種類、抽氣時間等條件，評估使用真空壓鑄的效益。

       利用CASTLE-MIND的計算顯示，鋅真空壓鑄的抽氣時間如果很短，那在排氣面積太小的情況下，會出現困氣量比自然排氣更差的情況。需要增加排面積或抽氣時間來提升效果。  圖片

      在設計流道的階段，CASTLE-RUN則提供非常快速的模擬計算，判斷流道會出現的紊流和卷氣位置。同時評估整個流道的速度變化，以避免速度出現局部過高或過低。

      最后是充型模擬。CASTLE-BODY使用獨特的兩相流體模擬計算，即金屬液和空氣一起流動，空氣同時從排氣口離開型腔。在模擬計算中，金屬液和空氣沒有明顯的分界而是混雜在一起，因此金屬前沿呈噴濺狀態。由于考慮了空氣背壓和排氣變化的影響，這樣的計算對充型和預測氣孔的分布有很高的準確度。特別是微氣孔；一般的軟件需要把網格打得很細密才能偵測到微氣孔的位置。而在CASTLE軟件，由于每個網格都含有空氣和金屬，只需設置含氣率百分比，也可以找到真空壓鑄下的微氣孔位置。   

真空排氣道的設計

       排氣道的設計非常重要。它會影響抽氣閥的關閉。由于關閉口需要鋅液足夠的動能，如果前沿的鋅液呈現離散，不能推動頂桿把閥門關閉，繼續向前的離散滴液會進入真空管道，造成堵塞。 因此在設計排氣道時，要盡量拉長行程，和制造剎車效果，這樣才能累積足夠金屬動能而又避免滴液過早前進，堵塞真空管道。     

  總結

      由于鋅合金壓鑄的各種特點，使用真空壓鑄不太容易，也不一定合適。但對于表面質量或內部致密性要求極高的產品，真空壓鑄可以提高成品率。FondVacuum是專用于熱室機的真空壓鑄系統，能針對小澆口而充型時間很短的問題提供方案，對小型鋅合金外觀件特別有效。當然，這需要良好的流道和排氣道設計、機器和周邊設備，工藝參數的配合，才能達到最佳的效果。