擠壓鑄造緻密性高

擠壓鑄造（Squeeze casting）是在1937年由前蘇聯所開發，也稱為擠壓成形、液態模鍛，此法係將鋁液以0.05~0.1m/s之低速充填，從融熔狀態至凝固完成過程皆施加50Mpa以上之高壓力而使之凝固，其原理類似閉模鍛造。

此法與低速充填壓鑄法同樣是澆口面積大，射出速度慢，因此空氣與氣體的捲入非常少，含氣量約0.08-1.0cc/100g鋁，可以做T6熱處理和銲接。

此外，由於壓力可以有效地傳達，融湯與模具之間的熱傳導良好，凝固組織緻密、微細，而且氫氣所致的針孔難以產生，因而機械性質優異。

擠壓鑄造分為直接擠壓和間接擠壓兩種方式。直擠擠壓鑄造本身並無澆注系統，充填成形壓力直接施加在腔內的金屬熔液上，充填成形凝固速度快，但澆注金屬液需精確定量，較適於生產形狀簡單的對稱結構件，如活塞、卡鉗、主氣缸等。

至於間接擠壓鑄造則是利用充填成形壓力通過澆道系統傳遞給腔內的金屬液，與直擠擠壓相比，間接擠壓較難在鑄件凝固過程中保持較高壓力，不利於生產凝固區間大的鑄件，且組織緻密性也較低，但是它不需要配置精確的定量澆注系統，因而目前應用比直接擠壓鑄造更為廣泛。

擠壓鑄造已應用於橫樑、控制臂、鋁輪圈、轉向肘節、托架、活塞、汽缸體之類要求高強度和高韌性的汽機車零件，以及煞車盤卡鉗之類耐壓零件已有所增加，可取代以往之鑄鐵件或重力鑄造、低壓鑄造等方式。

擠壓鑄造可生產出高緻密性鑄件，因此很適合於生產各種耐壓防滲漏及用於真空的零組件。

多年來國外已開發並大量生產了多種空調壓縮機缸體/缸蓋、摩托車減震筒體、碟剎用泵體、氣體過濾器罐體/罐蓋及耐壓管接頭等多種耐壓鋁鑄件，其中最高可耐壓氣體壓力達6.3MPa而不滲漏。

擠壓鑄造所使用的合金以Al-Si-Mg系的AC 4 CH合金為多，尤其適用於鑄造金屬基複合材料，將鋁液加壓滲透進入預備材(pre-form)的縫隙之中，可使鑄件在300℃之疲勞強度提高一倍。

擠壓鑄造亦可使用鍛造鋁合金進行生產，因此可為生產高機械性能的擠壓鑄件，並用以取代鍛件提供有利條件。

法國輪胎大廠Michelin研發的PAX系統，係包含輪圈、輪胎、胎壓監測裝置及內支撐環的一個整合系統，宣稱在胎壓為零之下仍可以時速80公里再行駛200公里。最大的優點在於可自動偵測胎壓、不需再裝配備胎，且具汽車輕量化的效果。

為支援PAX系統，鋁輪圈需經過特殊設計以變得更輕、更堅固，而傳統的製程很難達成這個目標。

米其林在2002年10月，與日本UBE Automotive公司合作開發支援PAX系統的擠壓鑄造鋁輪圈，不但可使輪圈減重10%，強度更高，在設計上亦更具彈性，是一種革命性新產品，頗具市場潛力。

擠壓鑄造與真空壓鑄、半固態鑄造等生產之鋁鑄件具耐壓氣密性，皆屬於高健全性鑄件。

由於汽車需要更薄壁和更強韌的結構件，故這些高健全性鑄件之應用範圍及需求也越來越大；隨著擠壓鑄造技術的進展，其生產規模將繼續擴大。

（作者是金屬中心／經濟部技術處ITIS計畫產業分析師）