镁合金压铸技术的发展趋势

传统的压铸技术使镁合金熔体以高速的紊流状态充填压铸型腔，使型腔内气体（包括空气、保护性气氛和模具表面润滑剂所产生的挥发物）无法排出，形成高压微孔或溶解在合金内，甚至在充模过程中产生气隔，中断充模过程。这些气孔在高温下析出或膨胀导致铸件变形和表面鼓包，因此传统压铸方法生产的镁合金压铸件类似于其他合金的压铸件，不可以进行热处理强化，也不能在较高温度下使用。

近20年来，为了消除这些缺陷、提高压铸件的内在质量和扩大压铸技术的应用范围，人们相继开发和应用了一些新的压铸方法，如真空压铸、充氧压铸和半固态压铸等。与传统压铸技术相比，这些新方法在消除镁合金压铸件铸造缺陷和提高力学性能及表面与内在质量上具有极大的优越性。

1.真空压铸技术

真空压铸是通过在压铸过程中排除型腔内气体而消除或减少压铸件内的气孔和溶解气体来提高压铸件的力学性能和表面质量。真空压铸过程中冲头速度最大达10m/s，充型时间一般为20～30s。真空压铸镁合金铸件的最小壁厚可达1.5～2.0mm，铸件强度比普通压铸件可提高10%以上，韧性可提高20%～50%。此外，真空压铸还可以提高AM合金的延展性，如AM50的断后伸长率由普通压铸的15%提高到19%。

目前，人们已经成功地采用真空压铸法生产出AM60B镁合金汽车轮毂和转向盘。由于真空压铸对镁合金压铸件性能的改善不如铝合金显著，从而镁合金真空压铸技术应用并不十分普遍。

2.充氧压铸技术

充氧压铸也称为无气孔压铸。充氧压铸是在金属熔体充型前，将氧气或其他活性气体充入型腔，置换型腔内的空气，金属液充型时，活性气体与充型金属熔体反应生成金属氧化物微粒弥散分布在压铸件内，从而消除了压铸件中的气体，使镁合金压铸件可以进行热处理强化。日本轻金属公司用充氧压铸技术生产出了AZ91镁合金计算机整体磁头支架、汽车轮毂等产品。(www.xing528.com)

3.压缩成形技术

美国俄亥俄精密成形公司研究了一种镁合金压缩成形技术，是在整个压铸件表面加压的成形方法。镁合金压铸件在压力作用下凝固，改善了金属的微观组织，减小了晶粒尺寸和空隙率，铸件致密均匀，且生产出的铸件性能接近锻件，可用于生产性能要求高、形状复杂的镁合金铸件。

4.大型热室压铸机和冷室压铸机

热室压铸机的锁型力一般在7.84MN以下，通常用于生产质量不大的薄壁压铸件，压铸件最适合的质量在1.35kg以下。英国Kirk Precision公司采用专门设计的热室压铸机生产镁合金自行车车架，锁型力为9.8MN，压铸单件质量达2.5kg的自行车架的生产能力为70件/h。该机配有ABB Robotics公司提供的取件机器人。美国White Metal Cating公司生产的外形尺寸为610mm×610mm的计算机镁合金外壳也是用大型热室压铸机生产的。目前，对热室压铸机的改进主要包括：采用蓄能器增压，压射柱塞的压射速度可达6m/s；感应加热鹅颈管和喷嘴保持最适宜的温度；采用双炉熔化保温，并采用绝热装置和再循环管道，精确保持熔池温度；易磨损件进行镀铬以提高其使用寿命。

在冷室压铸机方面，美国Prince公司1986年研制了第一台锁型力达11.76MN的大型镁合金冷室压铸机。1990年又研制出了锁型力达13.72MN的大型镁合金冷室压铸机，该机集镁合金熔化、压铸于一体，并采用了取件机器人，使整台机组成为一个完整的压铸生产单元。该公司制造的镁合金冷室压铸机的压射柱塞最大速度达8.9m/s，增压速度变化时间控制在20ms以内，金属熔体所受的最小静压为4.9MPa。德国奥迪汽车仪表板的长度为1440mm，壁厚为3.5mm，质量为4.2kg，其是在装有自动浇注机构的锁型力为24.5MN的冷室压铸机上压铸的。用冷室压铸机生产的镁合金压铸件还有汽车座椅框架和轮毂等。