重力模具全称重力浇注金属型模具，也常简称为金属型模具，是重力铸造工艺所使用的模具工装。重力铸造，依靠金属自身重力，将熔融金属液体从浇口注入金属模具型腔，金属液在型腔内冷却凝固成型，得到铸件。重力模具本身由金属材料加工制成，区别于砂型模具，型腔本体为硬质金属，反复循环使用，不用每次浇注重新制作砂型。重力模具广泛用于铝合金、铜合金等有色合金铸件生产，像各类壳体、阀件、泵体配件、五金铸件等产品经常采用重力模具生产。
重力模具整体结构包含型腔本体、浇口杯、横浇道、内浇道、冒口、排气槽、分型结构、抽芯机构、顶出机构等。型腔直接决定铸件外形尺寸；浇口系统引导金属液平稳流入型腔，减缓金属液流速，防止冲刷型腔、产生卷气；冒口用来补偿金属凝固阶段的体积收缩，规避铸件缩孔缩松缺陷；排气槽排出型腔内部空气以及金属液冷却释放气体，气体滞留会造成铸件气孔。针对铸件带有内孔、侧凹结构的产品，模具需要设计侧向抽芯机构，铸件凝固之后，先抽出侧向型芯，再开模取出铸件。顶出机构负责将铸件平稳顶出，防止铸件强行脱模发生变形。重力模具可以分为水平分型、垂直分型等不同结构类型，根据铸件外形结构选择。
重力模具设计需要兼顾流体充型规律、金属凝固特性、模具热平衡、脱模可行性等多重因素。设计人员依据铸件图纸，核算金属凝固收缩率，型腔预留收缩量；规划浇冒口位置，建立顺序凝固条件，让铸件远离浇口位置先凝固，冒口最后凝固，实现补缩。设计过程控制金属液流动速度，避免金属液紊流卷气。排气系统布局在型腔位置以及容易憋气死角，保障气体顺利排出。模具还要考虑模具工作温度变化带来的热胀，合理预留配合间隙，防止高温下模具卡滞。模具设计同时规划模具冷却结构，部分重力模具会设计冷却通道，通过风冷或者水冷调节模具温度，控制铸件冷却速度，优化铸件内部组织。
重力模具选材优先考量耐高温、导热性能、抗热疲劳性能。模具反复承受高温金属液冲刷、冷热交替循环，材料抗热疲劳能力不足，长期使用型腔表面容易产生热裂纹，热裂纹会复刻到铸件表面，造成铸件缺陷。所以重力模具一般选用专用热作模具钢材，加工完成之后进行热处理，提升模具硬度、韧性与抗热疲劳能力。模具加工采用数控加工中心完成型腔、浇道加工，经过打磨抛光，降低型腔表面粗糙度。模具装配完成，进行合模校验，检查开合模、抽芯、顶出动作，之后试浇注调试工艺参数。
重力模具的生产作业流程，正式浇注前需要对模具进行预热，预热可以减少模具和金属液温差，降低热冲击，避免模具快速产生热裂纹，同时防止金属液进入型腔快速冷却，出现浇不足缺陷。模具预热到工艺温度之后，一般会在型腔表面喷涂专用涂料，涂料起到保护型腔、调节铸件冷却速度、方便铸件脱模的作用。涂料厚度需要控制均匀，厚度不均会影响铸件表面质量。完成准备工作，将熔融金属倒入浇口，依靠重力充型，等待金属凝固，完成抽芯、开模，顶出铸件，清理铸件飞边毛刺，之后清理模具，喷涂涂料，进入下一轮浇注循环。
重力模具在生产过程当中，模具温度管控十分关键。模具温度过高，铸件冷却速度慢，晶粒粗大，力学性能下降；模具温度过低，金属液流动性变差，容易出现浇不足、冷隔缺陷，同时模具承受剧烈热冲击，加速模具开裂损坏。操作人员需要定时监测模具温度，根据铸件成型状态调整工艺。每次生产循环结束，清理型腔表面残留涂料、金属飞边，检查型腔有无裂纹、磕碰损伤；定期检查抽芯、顶出部件，保证动作顺畅，做好润滑。模具存放做好防护，避免型腔磕碰损伤。
重力模具对比砂型模具，优势十分突出。金属型腔刚度高，铸件尺寸精度高，铸件表面更加光滑；模具可以反复多次循环使用，不需要每次造砂型，生产效率高，铸件内部组织致密，力学性能更好。但重力模具也有局限性，模具本身加工成本偏高，铸件结构复杂程度会提升模具制作难度，更适合批量有色合金铸件生产。
随着有色合金铸件需求不断增长，重力模具的设计与加工技术持续进步。借助铸造仿真软件，提前模拟金属充型凝固过程，优化浇冒口与冷却结构，减少试模次数。型腔表面处理工艺持续升级，进一步提升模具抗热疲劳能力，延长模具使用寿命。重力模具作为有色合金重力铸造的核心装备，在众多铸件制造领域持续稳定应用。
