镁合金的应用与发展动态（一）

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 一  镁合金铸造成型技术
    1.1 压铸镁合金
    自1927年推出高强度MgAl9Znl以来，镁合金的工业应用获得了实质性进展。1936年车公开始用压铸镁合金生产“甲壳虫”汽车的发动机传动系统零件，至1980年，镁合金压铸件用达38万吨。德国政府制订了一个投资2500万德国马克的镁合金研究开发计划，主要研究压合金工艺，快速原型化与工具制造技术和半固态成型工艺，以提高德国在镁合金应用方面的能力。镁合金具有良好的充型能力，充型后凝固速度较快，对压铸型的热冲击较小，可用于压铸薄壁件而不会出现热裂和欠铸等缺陷。镁合金减轻压铸型的热疲劳现象，延长压铸型的使用寿命，缩短压铸件的留型时间，压铸生产速率比铝合金快约75%。镁合金与铁基本不发生反应，不侵蚀钢坩埚和压铸型，既避免了坩埚对镁合金液的污染，又延长了钢坩埚和压铸型的寿命，使得镁合金不但象铝合金一样可用于冷室压铸机压铸，而且可以用效率更高的热室压铸机压铸。镁合金的收缩率均匀一致，脱型力比铝合金低20%-30%因而，镁合金压铸件不但具有较高的尺寸精度，而且其压铸件的清理能耗不到铝合金压铸件60%。压铸镁合金一般以Al为主要合金元素，常用的主要有3个系列： 
    AZ(Mg-Al-Zn-Mn),AM(Mg-Al-Mn),AS(Mg-Al-Si-Mn)系。影响镁合金压铸发展的主要问题是合金液易氧化燃烧，这给熔炼带来一系列困难，并造成对环境和合金本身的污染，对熔炼设备的侵蚀及压铸生产成本的增加。目前，一些研究者正在从事性能接近现有镁合金的阻燃性镁合金的研究。
    1.2 镁合金半固态铸造
    美国DOW Chemical公司开发的半固态熔射成型工艺，它融合了塑料注射成型与金属压铸工艺的特点。用该工艺生产的压铸件，内在和表面品质明显改善，尺寸精度、力学性能和耐蚀性都获得提高，且不需要配置熔炉，工作环境洁净。但其成形压力较高，约为热室压铸的3倍，且镁合金需预制成屑片，使生产成本提高10%，其设备投资比较昂贵。
    1.3挤压铸造镁合金
    挤压铸造技术的发展趋势是与其他铸造成型技术相结合。日本东芝机器公司研究了LEOMACS系统， 其特点是将挤压铸造与低压铸造及电磁定量浇注泵结，不但可减少铸件的不均匀凝固，合成一体，具有下列特点：
    （1）缩短了从供料到挤压之间金属液的停留时间，而且缩短了铸件生产的循环周期；
    （2）生产过程中金属液与空气隔绝，有效地防止了镁合金液的氧化燃烧； 
    （3）镁合金液可在较低温度下保温和浇注。因此该设备可生产形状复杂的薄壁镁合金铸件。但该设备投资很高，限制了其广泛工业化的应用。
    该铸造工艺可在同一工作单元内实现对熔体的搅拌、压射及施加挤压压力。安装在压射室外围的电磁搅拌装置用于搅拌降温过程中的熔体，当达到特定固相分数所要求的搅拌时间后，压射冲头将浆料压入型腔并保温。这种工艺充分利用了两种铸造成型方法的长处，克服流变铸造本身的局限，并可提高铸型的寿命。
    1.4 其他镁合金铸造成形方法
    低压铸造和差压铸造已实际用于生产汽车的镁合金零件。这两种铸造方法用于镁合金的特点是在铸造过程中将加压系统与合金的气体保护有效地结合起来。消失模铸造是目前国际上最先进的铸造工艺之一，镁合金消失模铸造的优点是
    （1）采用干砂，避免了普通砂型铸造由于水分引起的镁合金燃烧难题，且消失模气化形成的还原气氛，可抑制镁合金氧化燃烧； 
    （2）镁合金收缩率是铝合金的1.2倍，热裂倾向大，干砂退让性好，可有效地解决这个问题。镁合金消失模铸造是1种先进材料和先进工艺结合的新技术，在用于生产汽车的复杂零件方面将显示巨大的优越性。目前，镁合金消失模铸造技术的研究和应用刚刚起步，有待于进一步的发展。                   7 m4 D: E& I8 u4 z9 }3 F