镁合金压铸技术

发布日期:[10-04-10 19:54:54] 浏览人次:[]

镁合金压铸技术

黎前虎 陈继斌

(本资料内容已选编入重庆镁业主编的《镁合金及应用》)

目   录

压铸镁合金材料

1.1镁合金化元素

1.2镁合金的铸造性能

1.3压铸镁合金的实际应用

镁合金防燃技术

2.1镁合金熔体表面燃烧机制

2.2致密度系数的影响

2.3表面防燃技术

2.4现有防燃技术的比较

镁合金压铸机

3.1、镁合金热室压铸机

3.2、镁合金卧式冷室压铸机

镁合金压铸周边设备

4.1镁合金熔炼炉

4.2模温机

4.3取件机械手

4.4自动喷雾机

4.5自动压送机

镁合金压铸安全操作

劣质镁合金设备的危害

镁合金压铸技术

黎前虎 陈继斌

前言

目前,世界各国对镁合金压铸件的应用前景十分看好,特别是在汽车、航空、电信、交通运输和机械行业,采用镁合金铸件取代铝合金或钢铁零部件可有效地减轻机械重量,从而显著地节省能耗,减少环境污染。如汽车若每减轻100kg,则每公里耗油量可减少0.4L,所以现在美、日、欧等发达国家开始在汽车上扩大镁合金铸件的应用,如方向盘、仪表盘、座椅骨架、曲轴箱、变速箱壳体、轮毂等。使镁合金铸件以每年20%~30%的速度增长,其中80%为压铸件。镁合金压铸件在家电轻工和日用五金等行业的应用同样日益扩大,如手提电脑壳、录放机箱、移动话机、电动工具壳,照像机壳、室内装饰品、割草机壳等。这些零件采用镁合金压铸件不但重量大大减轻,尺寸精确稳定,而且表面光洁,具有一系列突出的优点。据国外统计,到2006年镁合金压铸件的年产量将达20多万吨。因此,镁合金压铸及镁合金压铸机正成为当今压铸行业重要发展项目之一。

1、压铸镁合金材料

镁与铝在化学、物理性质上存在较大的差别,主要表现在化学反应活性,金属液表面氧化物质密性,凝固过程中的热效应,抗电化学腐蚀能力等方面。

镁具有比铝强的化学反应活性且金属液表面不能形成如铝合金液一样的致密的氧化物保护膜以阻至氧化反应的继续进行,因此镁合金易燃烧甚至爆炸。镁合金还易溶解其它金属,包括严重降低镁合金抗电化学腐蚀能力的镍、铜等元素。另外,同样体积的铝合金及镁合金液在凝固过程中,镁合金释放的热量显著低于铝合金液。

镁合金化元素

纯镁的机械性能很差,不能满足工业零件对屈服强度和抗拉强度的要求。通过加入合金化元素能显著提高镁的机械性能,使镁合金的强度重量比在各类合金中仅次于钛合金而名列第二,为其工业应用开拓了广阔前途。合金化元素的第二个作用是改善镁合金的铸造性能。纯镁的熔点高,流动性差,收缩量大。通过合金化能降低液相温度,增加流动性,提高镁合金的铸造性能,减小收缩倾向。针对镁合金在150摄氏度以上温度其强度显著下降的特点,合金化的第三个作用是增强镁合金的抗蠕变性能。

镁合金常用的合金化元素是铝和锌。铝的合金化能提高合金强度及铸造性能。锌也能提高合金的铸造性能。为保证铸造性能压铸镁合金的铝含量>3%,锌含量<2%。否则容易产生裂纹。基于Mg-An-Mn 系的合金AZ91(含锌)和AM60B(不含锌)是室温使用的主要压铸镁合金。微量的稀土元素Y,Nd,Sr对AZ91合金有明显的细化作用,含Sr合金在晶界处存在粗大的Mg-Sr化合物及Mg17A112相,易于发生沿晶断裂,而含Y,Nd合金由于晶体内滑移带及变晶的快速形成,主要发生穿晶断裂。合金韧性进一步得到提高。目前AZ及AM这两种系列合金占镁汽车结构件的90%,但它们在150℃以上时其强度显著下降。

为改善合金在150℃以上的抗蠕变能力,现已开发了AS41A合金(4.3%Al,1%硅,0.35%锰),该含金的蠕变强度在170℃范围内。同时具有较好的伸长率,屈服强度和极限抗拉强度。由于含铝量较低,AS41A要求较高的铸造温度。AS系列镁合金由于Si的引入,在组织中易形成硬的硅质点,钠和锶能从根本上改善硅相的结构起到

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