壓鑄技術(shù)之鎂合金壓鑄

1、鎂合金壓鑄是一個(gè)集設(shè)計(jì)、制造與研究于一體的系統(tǒng)工程，鎂合金壓鑄工作者與從事鋅、鋁合金壓鑄的人員相比，應(yīng)具有更全面的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和研究開發(fā)能力。

汽車用鎂合金主要是壓鑄類產(chǎn)品，采用鎂合金壓鑄件使汽車質(zhì)量減輕，耗油量減少，排出廢氣減少；且鎂合金壓鑄件具有降噪減振性能和鑄造精度高等優(yōu)點(diǎn)，綜合經(jīng)濟(jì)效益好，是汽車輕量化最有希望的重要材料，具有廣闊的應(yīng)用前景。

我國(guó)是鎂資源極其豐富的國(guó)家，但由于目前我國(guó)在鎂合金壓鑄技術(shù)和應(yīng)用方面處于落后地位，鎂資源大部分以初級(jí)產(chǎn)品形式出口國(guó)外，鎂的出口生產(chǎn)量遠(yuǎn)大于國(guó)內(nèi)消費(fèi)量。隨著國(guó)內(nèi)汽車工業(yè)及計(jì)算機(jī)、信息、通訊、儀表、航空航天等產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，我國(guó)的鎂合金壓鑄工業(yè)也必將在強(qiáng)手如林的世界市場(chǎng)上占有一席之地。

2、壓鑄鎂合金的研究

鎂合金是目前最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，其比強(qiáng)度高于鋁合金和鋼，略低于比強(qiáng)度最高的纖維增強(qiáng)塑料；其比剛度與鋁合金和鋼相當(dāng)，遠(yuǎn)高于纖維增強(qiáng)塑料；其耐腐蝕性比低碳鋼好得多，已超過壓鑄鋁合金A380；其減振性、磁屏蔽性遠(yuǎn)優(yōu)于鋁合金；鑒于鎂合金的動(dòng)力學(xué)粘度低，相同流體狀態(tài)(雷諾指數(shù)相等)下的充型速度遠(yuǎn)大于鋁合金，加之鎂合金熔點(diǎn)、比熱容和相變潛熱均比鋁合金低，故其熔化耗能少，凝固速度快，鎂合金實(shí)際壓鑄周期可比鋁合金短50%。此外，鎂合金與鐵的親和力小，固溶鐵的能力低，因而不容易粘連模具表面，其所用壓鑄模具壽命比鋁合金高2～3倍。

3.鎂合金壓鑄方式

鎂合金可用冷室或熱室壓鑄機(jī)壓鑄。目前對(duì)熱室壓鑄機(jī)的改進(jìn)主要包括：采用儲(chǔ)能器增壓，壓射柱塞的壓射速度可達(dá)6M/S；感應(yīng)加熱鵝頸管和噴嘴，使之保持最適宜溫度；采用雙爐熔化保溫，并采用絕熱裝置和再循環(huán)管道，精確保持熔池溫度。當(dāng)用普通冷室壓鑄機(jī)壓鑄鎂合金時(shí)，必須對(duì)壓鑄機(jī)的壓射系統(tǒng)和自動(dòng)給料系統(tǒng)進(jìn)行必要的改造，使之適用于鎂合金壓鑄的要求。改造的內(nèi)容包括：

(1)將壓射系統(tǒng)的快壓射速度由壓鑄鋁合金時(shí)的4～5M/S提高到6～10M/S；

(2)縮短增壓過程的建壓時(shí)間；

(3)提高壓射力；

(4)采用電磁自動(dòng)定量給料裝置，防止鎂合金在澆注過程中氧化；

(5)如采用真空壓鑄等特種壓鑄工藝時(shí)，配置必要的配套設(shè)備。

與其他壓鑄合金一樣，傳統(tǒng)的壓鑄技術(shù)使鎂合金液以高速的紊流和彌散狀態(tài)充填壓鑄型腔，氣體在高壓下或者溶解在壓鑄合金內(nèi)，或者形成許多彌散分布在壓鑄件內(nèi)的高壓微氣孔。因此用傳統(tǒng)壓鑄方法生產(chǎn)的鎂合金壓鑄件不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化，也不能在較高溫度下使用。為了消除這種缺陷，提高壓鑄件的內(nèi)在質(zhì)量，擴(kuò)大壓鑄件的應(yīng)用范圍，近20年來研究開發(fā)了一些新的壓鑄方法，其中包括充氧壓鑄，半固態(tài)金屬流變或觸變壓鑄和擠壓鑄造，以及幾經(jīng)起伏的真空壓鑄等。

4鎂合金熔煉作業(yè)與安全生產(chǎn)

鎂合金壓鑄件生產(chǎn)的危險(xiǎn)大多由加工及后處埋過程中的過失所引起。據(jù)日本方面統(tǒng)計(jì)，鎂合金壓鑄件生產(chǎn)過程中引發(fā)的危險(xiǎn)，熔煉占25%，鑄造占10%，加工占39%，貯藏及廢棄物占16%，電氣占3%，其他占7%。顯然，加工和后處理過程的危險(xiǎn)性超過壓鑄過程3～4倍。加工過程中，無論是噴砂、車削、銑削、拋光等，均不可避免會(huì)產(chǎn)生鎂塵屑及火花，如廠房?jī)?nèi)通鳳不良，空氣中鎂塵濃度過大，一旦火花與空氣或地面的鎂塵接觸，輕則燃燒，重則爆炸。因此廠房?jī)?nèi)必須安裝集塵器并配備防火砂及防火設(shè)施。