镁与铁的反应迟钝这一项对镁合金件的模具寿命很有好处,比如镁合金件的模具寿命与铝合金的模具寿命相比的话就要长,可能会达到同样材料寿命提高一倍的效果。一般同等模芯材料的时候,比如的铝合金模具的寿命大概在8-10万左右,但是镁合金的模具寿命可能就在15-20万左右。当然过程中需要更换一些易损件。
镁合金初始为固体形态(镁锭),需要配合加料机,使用熔炉来融化镁锭;如果使用电熔炉的话,用电成本相对较高,有些地区用天然气成本会低一些;除此之外还需要控制柜对熔炉进行控制。熔炉需要氩气和氮气,同时在表面还需要使用四氟乙烷或六氟化硫等保护气体。需要注意的是六氟化硫由于含有硫元素,对环境会有污染。
目前,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、轮毅等。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,尺寸稳定,而且表面光洁,具有一系列的优点。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。
镁合金压铸是一个集设计、制造与研究于一体的系统工程,镁合金压铸工作者与从事锌、铝合金压铸的人员相比,应具有更全面的知识、经验和研究开发能力。
汽车用镁合金主要是压铸类产品,采用镁合金压铸件使汽车质量减轻,耗油量减少,排出废气减少;且镁合金压铸件具有降噪减振性能和铸造精度高等优点,综合经济效益好,是汽车轻量化有希望的重要材料,具有广阔的应用前景。
镁合金是目前轻的金属结构材料,其比强度铝合金和钢,略低于比强度高的纤维增强塑料;其比刚度与铝合金和钢相当,远纤维增强塑料;其耐腐蚀性比低碳钢好得多,已超过压铸铝合金A380;其减振性、磁屏蔽性远优于铝合金;鉴于镁合金的动力学粘度低,相同流体状态(雷诺指数相等)下的充型速度远大于铝合金,加之镁合金熔点、比热容和相变潜热均比铝合金低,故其熔化耗能少,凝固速度快,镁合金实际压铸周期可比铝合金短50%。此外,镁合金与铁的亲和力小,固溶铁的能力低,因而不容易粘连模具表面,其所用压铸模具寿命比铝合金高2~3倍。
镁合金压铸方式
镁合金可用冷室或热室压铸机压铸。目前对热室压铸机的改进主要包括:采用储能器增压,压射柱塞的压射速度可达6M/S;感应加热鹅颈管和喷嘴,使之保持适宜温度;采用双炉熔化保温,并采用绝热装置和再循环管道,保持熔池温度。当用普通冷室压铸机压铸镁合金时,对压铸机的压射系统和自动给料系统进行必要的改造,使之适用于镁合金压铸的要求。改造的内容包括:
(1)将压射系统的快压射速度由压铸铝合金时的4~5M/S提高到6~10M/S;
(2)缩短增压过程的建压时间;
(3)提高压射力;
(4)采用电磁自动定量给料装置,防止镁合金在浇注过程中氧化;
(5)如采用真空压铸等特种压铸工艺时,配置必要的配套设备。
与其他压铸合金一样,传统的压铸技术使镁合金液以高速的紊流和弥散状态充填压铸型腔,气体在高压下或者溶解在压铸合金内,或者形成许多弥散分布在压铸件内的高压微气孔。因此用传统压铸方法生产的镁合金压铸件不能进行热处理强化,也不能在较高温度下使用。为了消除这种缺陷,提高压铸件的内在质量,扩大压铸件的应用范围,近20年来研究开发了一些新的压铸方法,其中包括充氧压铸,半固态金属流变或触变压铸和挤压铸造,以及几经起伏的真空压铸等。
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