镁合金压铸工艺

单位代码0 2

学号**********

分类号TH6

密级

文献综述

镁合金的压铸工艺

院（系）名称工学院机械系

专业名称材料成型及控制工程

学生姓名

指导教师

2015年 5 月15日

镁合金压铸工艺

简要概述了镁合金的特点、压铸工艺性能、

成型工艺参数提出了镁合金压铸工艺方向。镁合金的特点

镁合金以其具有的质量轻、比强度和比刚度高、减震性好、屏蔽和导热性优良、成形加工好、易于回收等优点而被誉为“21世纪的绿色工程材料”，被广泛应用于航空、航天、汽车和电子等行业。镁合金是现有可以工业化生产金属材料中最轻的材料。我国是镁资源储藏大国，原镁储藏量占世界储藏量的1／3。但镁合金制品出口相对较少。总体上，我国镁合金的生产和应用仍然处于低端的水平，只有提高我国的镁合金产品的技术附加值，才能使我国从“镁资源大国”转变为“镁生产强国”。

镁合金压铸工艺性能

镁合金具有优良的压铸工艺性能，适于压铸生产，主要表现在以下几个方面：

1.压铸镁合金与压铸铝合金和压铸锌合金一样，液体粘度低，具有良

好的流动性，易于充满复杂型腔，

可用来压铸薄壁件而不会出现热

裂和浇不足等缺陷。

2.镁合金的熔点和结晶潜热都低于铝合金，充型后凝固速度快，其生产率比铝压铸高出40%~50%，最高可达到压铸铝的两倍。压铸过程中对压铸型的热冲击比铝合金小，可用于压铸薄壁件而不会出现热裂和欠铸等缺陷，且不易粘型，寿命可比铝合金长2~4倍。

3.压铸镁合金与铁基本上不发生反应，不易粘型，减轻压铸型的热疲劳现象，寿命可比铝合金长2~4倍。同时不侵蚀钢制坩埚，避免了坩埚对镁合金液的污染。

4.压铸镁合金的收缩率均匀一致且可预测，脱型力比铝合金低20%~25%。保证了压铸件的可靠性，使镁合金压铸件的尺寸精度比铝压铸件高50%。

5.镁合金铸件的机加工性能优于铝合金铸件，镁合金的切削速度可比铝合金提高50%，加工耗能比铝合金件低50%。

正是由于镁合金的上述压铸特性，有效地保证了镁合金压铸的髙生产率和低生产成本，在众多领域中获得了广泛的应用。

压铸工艺参数

镁合金的压铸工艺同其他合金的压铸工艺相似，但是由于镁合金的不同特性，影响合金液充填成形的因素有很多，其中主要有压力和充填速度、金属液充填特性、压型和合金的温度、开型时间及涂料等。这里主要考察压射压力、压射速度、浇注温度和铸型预热温度以及涂料。

1.压射压力。镁合金压铸分热室压铸和冷室压铸两种形式。目前热室压铸机正向大型发展，锁型力为9300KN，设计可压铸件最大为 6.4千克的大型惹事压铸机已投入使用。镁合金冷室开发较晚，镁合金冷室压铸机的冲头速度比铝合金的快30%，最大可达10m ╱s，锁型力最大已到3500KN。

热室压铸生产效率高、浇注温度低、铸型寿命长、易实现焙体保护、缺点是设备成本高、维修复杂且成本高。冷室压铸的优点正好与之相反，并配置定量浇注设备。镁合金压铸采用热室还是冷室压铸主要取决于铸件壁厚，热室压铸一般用于小尺寸薄壁、形状复杂铸件，冷室压铸主要用于壁厚相对较大的中小型零件的大批量生产。

压铸时二者的压射压力也不同，热室压铸机的压射比压在40MPa左右，冷室压铸机的比压要高于热室压铸机，通常的比压在40MPa~70MPa。另外重要的一点是增压建压时间，由于镁合金的结晶潜热低，镁合金在模具内的凝固时间要比铝合金的短的多，如果增压时间太晚，浇口和型腔的金属液已经凝固，增压的压力无法传到模具型腔里面，要求压射系统建压时间通常在20ms以内。

2.压射速度。压铸充填速度是指金属液通过浇口导入型腔的线速度。充填速度根据压铸河津和铸件结构特性确定，既不能过高特不能过低。充填速度偏低会造成铸件轮廓不清晰，甚至不成型；充填速度过高时，型腔中的空气难以排除，使铸件产生气孔，液体金属成喷雾进入型腔并粘附于型壁上，使后进入的液体金属不能与它熔合而降低铸件表面质量或是内部结构疏松，同时增加型腔内壁的磨损而

使铸件的使用寿命降低。对于镁合金，由于密度小，同时，由于镁合金的凝固速度快，要在金属凝固前充填整个型腔，适合的充填速度为

40m╱s~90m╱s。

3.浇注温度和预热温度。温度是压铸过程的热因素，为了提供良好的充填条件，保证压铸件的成型质量，控制和保持热稳定性，必须选用相应的温度规范，主要是指镁合金的浇注温度和压铸型的预热温度。

在生产镁合金压铸件时，必须合理选择浇注温度。浇注温度过高，凝固收缩越大，铸件易产生裂纹，晶粒粗大及粘型；浇注温度太低会产生浇不足、冷隔和表面裂纹等缺陷。

热室压铸机的料壶在熔炉里面，压射时的热量损失小，浇注温度通常在640℃左右。冷室压铸机的温度要高一些，一般在680℃左右。如果压铸件的成型不太理想，可以从其他方面，比如压射速度、模具温度等方面改善。不能仅提高合金浇注温度，因为镁合金熔炉用的保护气体，在温度过高（超过710℃）时会失去效用。

压铸型在浇注前需预热到一定温度以防止金属液压入后过度激冷而不成型，或虽成型但易引起铸件裂纹和表面产生“霜冻”流痕等缺陷。另外预热到一定温度还可以避免模具剧烈膨胀，减少温度波动，提高模具寿命。压铸型的工作温度不宜过高，否则将使金属产生粘模和铸件顶出时变形，从而影响生产效率。

根据压铸浇注温度(650℃~680℃)确定模具初始温度范围为180℃～190℃，镁合金压铸过程中模具的温度一般保持在180℃~ 280℃之间。

4.涂料。涂料的作用是为压铸合金和压铸型之间提供有效的隔离保护层，避免金属液直接冲刷型腔，保持金属液的流动性，还可以冷却模具，降低粘模倾向。镁合金同铝合金相比，模具和焊合性要比铝合金好，但是由于镁合金的压射速度要高于铝合金，当热金属高速冲击模具的某些部件时，可能产生焊合现象。使用合适的模具涂料可以减少这种趋势，最常用的是水基润滑剂，由于镁合金的热容小，因此不需要把润滑剂用于冷却媒介，并且使用时间应尽可能的短，一般为铝合金的50%。为减少水的含量，通常使用较高浓度的涂料。

镁合金压铸的发展方向

1.镁合金的熔体保护。由于镁合金液很容易氧化，而且表面生成的氧化