镁合金压铸技术

发布日期:[10-04-10 19:54:54] 浏览人次:[]

很好的变质效果。

利用稀土元素对Mg-Al基合金强度及蠕变抗力的有利影响而开发了Mg-Al-稀土合金。压铸AE42合金具有比Mg-Al-Si合金更加的蠕变抗力,能在200-250度下长期使用。加拿大开发了AC系列镁合金。通过添加Ca改善了Mg-Si合金中Mg2Si的相结构并细化其晶粒,其蠕变抗力是AZ和AM系列合金的10倍左右。而拉伸及抗拉强度相当。且具有良好的铸造性能。

目前得到工业应用的压铸镁合金主要有4个系列,即AZ系列(Mg-Al-Zn-Mn);AM系列(Mg-Al-Mn);AS系列(Mg-Al-Si);AE系列(Mg-Al-稀土)。表1中给出了它们中的常用合金的名义成分和性能。

表1 压铸镁合金的成分及性能

合金

元素组成%

室温拉伸性能

Al

Zn

Mn

Si

Fe

Cu max

Ni max

Re

总量

抗拉强度

MPa

屈服强度

MPa

伸长率

%

AZ91D

8.3-9.7

0.35-1.0

0.15-0.50

0.10max

0.005

0.030

0.002

-

230

160

3

AM60B

5.5-6.5

0.22max

0.24-0.6

0.10max

0.005

0.010

0.002

-

220

130

6-8

Am50A

4.4-5.4

0.22max

0.24-0.6

0.10max

0.004

0.010

0.002

 

220

120

6-10

AE42

3.4-4.6

0.22max

0.25

-

0.005

0.05

0.005

1.8-3.0

225

140

8-10

AS41B

3.5-5.0

0.12max

0.35-0.7

0.5-1.5

0.0035

0.02

0.002

-

215

140

6

1.2镁合金的铸造性能

1.2.1高速冷却条件下对相图的影响

在压铸条件下,由于流速高,金属型冷却能力强,冷却速度很快,二元系相图中共晶点向热稳定组元方向推移。对Al合金来说是向Si增加的方向推移,而对Mg合金来说则是向Mg增加的方a向推移,这种推移可以使Al部分亚共晶合金成为固溶液体单相合金,使部分Al过共晶合金成为亚过晶合金。Mg合金则正好相反,部分固溶体合金成为亚共晶合金,部分亚共晶合金则成为实际上的过共晶合金。大致来说高的冷却速度增加Mg合金共晶体的含量,有利于铸造。

另外,比较纯镁和纯铝的熔点与共晶温度的差值也可以表明镁合金易于铸造,对镁来说其值为212℃,而铝则是73℃。

1.2.2镁合金的物理性质对压铸性能的影响

1.2.2.1热焓

从工作温度到凝固温度之间的热量,决定了相同的导热系数下,金属液保持可铸性的时间。因此这种热量便作为最大可能充型时间的尺度。充型时间T与从工作温度至凝固温度的热焓的定性公式为:

Tm;Ta=Qm/Qa      则:Tm=QmTa/Qa

比较CD=MgAl9Znl与GD-AlSi12(Cu)则Tm=130.5/275Tal=0.654Ta

即充填同一铸型镁合金所需时间公为铝合金的65%。

表二 铝镁的热焓

材料

Al

Mg

比热         卡/cm3℃

0.62

0.45

融化热       卡/cm3℃

245

158

工作温度           ℃

630

630

推出温度           ℃

380

340

工作温度到推出温度热焓 卡/cm3     ℃

400

288.5

1.2.2.2

金属液粘度与浇注速度对充型的影响

用雷诺数来表示性质,它不仅考虑到流道的几何形状,而且也考虑到由于速度磨擦而产生的流动阻力。也以GD-MgAl9Znl和GD-AlSi12(Cn)粘度作比较,定性地得出浇注速度。首先两者的流动特性相同,那么作为一个准则两者的雷诺言数必须相等。

Rea=Rem            Re=WDh/V或中

Re——

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