近年来,随着汽车工业对轻型化结构的需要, 镁合金定量炉已广泛应用于汽车工业, 特别是随着 3 公 升耗油量汽车的推出, 这种趋势日益上升。许多 汽车已使用镁合金定量炉压铸件, 由于高纯度镁合金定量炉(HP)材料 AM20HP 、AM50HP 和 AM60HP 具有更 高的拉断延伸率 ,在汽车工业的使用中 ,有了很大 的发展。另外, 在电子行业的轻量化和抗电磁辐 射中 ,也有了新的发展。特别是这几年 ,高附加值 的手机骨架和外壳也采用了镁合金定量炉来制造 ,最近 已应用到笔记本电脑上了 ,在这些方面 ,镁合金定量炉有 着独特的优点。在压铸过程中 ,其流动性好, 有较 好的刚柔性,既能做到薄壁,且尺寸精度高。

1 镁合金定量炉的特性

1.1 镁合金定量炉的优点

纯镁的密度为 1.74g cm3 , 镁合金定量炉的密度为1.75 ～ 1 .90g cm3 。仅为铝合金的 2 /3 ,铁的 2 /9 ,镁合金定量炉的比刚度和比强度都高于铝合金和钢。镁合 金还具有良好的屈服极限 ,高热导率,无毒无磁且 可回收循环使用, 符合环保节能和可持续发展战 略要求。

(1)铸造特性

镁合金定量炉粘度低, 流动性好, 易于充满复杂型腔。用镁合金定量炉可很容易地生产壁厚 1.0 ～ 2 .0mm 的压铸件,目前壁厚最小可到 0.6mm 。压铸过程 中对模具的冲蚀较小 ,且不易粘型 ,模具寿命明显 延长。镁合金定量炉件压铸周期比铝合金件短 ,生产效 率可比铝合金提高 25 %。

(2)良好的阻尼减震性

镁合金定量炉的弹性模量低, 约为 45 000MPa , 因此具有良好的能量吸收能力 ,能承受比铝合金更大 的冲击裁荷。

(3)机构加工性能

镁合金定量炉可以最高速度切削加工 ,其相对能耗低于其它金属。镁合金定量炉件的切削速度比铝合金件 提高 50 %, 加工能耗比铝合金件低 50 %。

(4)尺寸稳定性

镁合金定量炉件突出的特性是不需要退火和消除应力就具有很好的尺寸稳定性, 且在负载下具有较高的抗蠕变强度 。

2 镁合金定量炉压铸模设计

2.1　 镁合金定量炉选择

压铸合金的选择不仅要考虑到物理性能、力学性能和化学成分 , 同时也要考虑到合金固有特性及其对压铸件加工性能及表面质量的影响 。AZ91D和 AZ81 在工业压铸镁合金定量炉中强度最高。AZ91D 是最广泛应用的压铸镁合金定量炉, 具有优良耐蚀性 、铸造性能和强度的一种高纯度合金 ,耐蚀性可通过严格限制三种金属物质即铁 、铜和镍的含量实现 。由于AZ81 的性能与 AZ91D 非常接近,很少应用。AM60B、AM50A 和AM20 合金应用在需要良好伸长率 、韧性和冲击韧性且具有一定强度和优良耐蚀性的场合。随着含铝量降低 ,铸造性能和强度下降, 塑性提高 ,因此当最高含铝量的合金符合使用要求 时应属首选。AS41B 和AE42合金应用在需要高温强度 、抗蠕变及良好塑性和耐蚀性的场合。AS41B 的性能对于空冷汽车发动机的曲轴箱是很好的选择 。

2.2　 压铸机选择

一种镁合金定量炉铸件应该选用热室压铸机还是冷室压铸机进行加工, 主要取决于这个铸件的壁厚。在一般情况下 ,小于 1kg 的铸件需要采用热室压铸机 ,以保证薄壁件的充满;大件则推荐采用冷室压铸机。

2.3　 模具设计

镁合金定量炉具有良好的压铸工艺性能 ,在压铸模设计过程中,应结合镁合金定量炉的压铸特性 ,采用适合于镁合金定量炉的工艺参数和模具设计准则。熔化的镁合金定量炉对钢铁没有亲和性 ,这点与铝不同 ,因此延长了模具的寿命。其它情况如热学约 650℃和机械力学比压对模具的冲击与加工铝时相仿 。镁合金定量炉溶液很快在模具型腔中凝固 ,这要求充型时间很短 , 压射冲头的速度要比铝高约30%。目前我们可以压铸薄至 0.6mm 的薄壁件 。通过实践表明 ,第二级压射的速度对铸件的抗拉强度影响很大 , 主要有短的充型时间和充型时产生的旋涡两个因素, 压铸模经喷涂 ,表面分布着氧化物和喷涂材料的微粒, 为了保证这层均匀物,溶液在内浇口的速度约为 90～ 100m s,对镁合金定量炉来进,这样的内浇口速度不会造成很大的磨损。镁合金定量炉压铸模特点：

(1)充型 时间比铝短 30%(通常取 10 ～100ms);(2)内浇口速度约为 90～ 100m s;(3)内浇口厚度薄(见表 3);(4)模具温度为 220℃～ 240℃(必须用模温控制器);(5)理想的浇道(如图1、图 2所示);(6)斜度小 ;(7)镁流动性好 ,为了避免形成毛边, 模具塑固度要求高。