近年來,隨著汽車工業對輕型化結構的需要, 鎂合金定量爐已廣泛應用于汽車工業, 特別是隨著 3 公 升耗油量汽車的推出, 這種趨勢日益上升。許多 汽車已使用鎂合金定量爐壓鑄件, 由于高純度鎂合金定量爐(HP)材料 AM20HP 、AM50HP 和 AM60HP 具有更 高的拉斷延伸率 ,在汽車工業的使用中 ,有了很大 的發展。另外, 在電子行業的輕量化和抗電磁輻 射中 ,也有了新的發展。特別是這幾年 ,高附加值 的手機骨架和外殼也采用了鎂合金定量爐來制造 ,最近 已應用到筆記本電腦上了 ,在這些方面 ,鎂合金定量爐有 著獨特的優點。在壓鑄過程中 ,其流動性好, 有較 好的剛柔性,既能做到薄壁,且尺寸精度高。

1 鎂合金定量爐的特性

1.1 鎂合金定量爐的優點

純鎂的密度為 1.74g cm3 , 鎂合金定量爐的密度為1.75 ～ 1 .90g cm3 。僅為鋁合金的 2 /3 ,鐵的 2 /9 ,鎂合金定量爐的比剛度和比強度都高于鋁合金和鋼。鎂合 金還具有良好的屈服極限 ,高熱導率,無毒無磁且 可回收循環使用, 符合環保節能和可持續發展戰 略要求。

(1)鑄造特性

鎂合金定量爐粘度低, 流動性好, 易于充滿復雜型腔。用鎂合金定量爐可很容易地生產壁厚 1.0 ～ 2 .0mm 的壓鑄件,目前壁厚最小可到 0.6mm 。壓鑄過程 中對模具的沖蝕較小 ,且不易粘型 ,模具壽命明顯 延長。鎂合金定量爐件壓鑄周期比鋁合金件短 ,生產效 率可比鋁合金提高 25 %。

(2)良好的阻尼減震性

鎂合金定量爐的彈性模量低, 約為 45 000MPa , 因此具有良好的能量吸收能力 ,能承受比鋁合金更大 的沖擊裁荷。

(3)機構加工性能

鎂合金定量爐可以最高速度切削加工 ,其相對能耗低于其它金屬。鎂合金定量爐件的切削速度比鋁合金件 提高 50 %, 加工能耗比鋁合金件低 50 %。

(4)尺寸穩定性

鎂合金定量爐件突出的特性是不需要退火和消除應力就具有很好的尺寸穩定性, 且在負載下具有較高的抗蠕變強度 。

2 鎂合金定量爐壓鑄模設計

2.1　 鎂合金定量爐選擇

壓鑄合金的選擇不僅要考慮到物理性能、力學性能和化學成分 , 同時也要考慮到合金固有特性及其對壓鑄件加工性能及表面質量的影響 。AZ91D和 AZ81 在工業壓鑄鎂合金定量爐中強度最高。AZ91D 是最廣泛應用的壓鑄鎂合金定量爐, 具有優良耐蝕性 、鑄造性能和強度的一種高純度合金 ,耐蝕性可通過嚴格限制三種金屬物質即鐵 、銅和鎳的含量實現 。由于AZ81 的性能與 AZ91D 非常接近,很少應用。AM60B、AM50A 和AM20 合金應用在需要良好伸長率 、韌性和沖擊韌性且具有一定強度和優良耐蝕性的場合。隨著含鋁量降低 ,鑄造性能和強度下降, 塑性提高 ,因此當最高含鋁量的合金符合使用要求 時應屬首選。AS41B 和AE42合金應用在需要高溫強度 、抗蠕變及良好塑性和耐蝕性的場合。AS41B 的性能對于空冷汽車發動機的曲軸箱是很好的選擇 。

2.2　 壓鑄機選擇

一種鎂合金定量爐鑄件應該選用熱室壓鑄機還是冷室壓鑄機進行加工, 主要取決于這個鑄件的壁厚。在一般情況下 ,小于 1kg 的鑄件需要采用熱室壓鑄機 ,以保證薄壁件的充滿;大件則推薦采用冷室壓鑄機。

2.3　 模具設計

鎂合金定量爐具有良好的壓鑄工藝性能 ,在壓鑄模設計過程中,應結合鎂合金定量爐的壓鑄特性 ,采用適合于鎂合金定量爐的工藝參數和模具設計準則。熔化的鎂合金定量爐對鋼鐵沒有親和性 ,這點與鋁不同 ,因此延長了模具的壽命。其它情況如熱學約 650℃和機械力學比壓對模具的沖擊與加工鋁時相仿 。鎂合金定量爐溶液很快在模具型腔中凝固 ,這要求充型時間很短 , 壓射沖頭的速度要比鋁高約30%。目前我們可以壓鑄薄至 0.6mm 的薄壁件 。通過實踐表明 ,第二級壓射的速度對鑄件的抗拉強度影響很大 , 主要有短的充型時間和充型時產生的旋渦兩個因素, 壓鑄模經噴涂 ,表面分布著氧化物和噴涂材料的微粒, 為了保證這層均勻物,溶液在內澆口的速度約為 90～ 100m s,對鎂合金定量爐來進,這樣的內澆口速度不會造成很大的磨損。鎂合金定量爐壓鑄模特點：

(1)充型 時間比鋁短 30%(通常取 10 ～100ms);(2)內澆口速度約為 90～ 100m s;(3)內澆口厚度薄(見表 3);(4)模具溫度為 220℃～ 240℃(必須用模溫控制器);(5)理想的澆道(如圖1、圖 2所示);(6)斜度小 ;(7)鎂流動性好 ,為了避免形成毛邊, 模具塑固度要求高。