压铸件表面总会或多或少地存在着种种缺陷,在出模后进行修整,除去多余的金属(如小块金属)、熔渣、漏道结块、溢出物、排气孔和飞边,修整可与简单的机械加工,如钻孔等一同进行。修整模通常用的是简单的开闭模,但有时也要用较为复杂的模,这取决于产品结构及其对精度的要求。修整模的尺寸精度决定了成品的质量与尺寸。
镁合金工件大都是近净成形的,尺寸也相当,修整后没有必要进行机械加工,有时为了提高表面品质,可进行振动或喷丸处理。而需要二次机加工处理的,通常都是近净成形、偏差严格和重复性良好的工件。
镁合金的抗蚀性低,因此,压铸件应进行化学防腐蚀处理和表面喷涂处理。防蚀处理在铬酸盐、磷酸盐钝化剂中进行钝化和阳极氧化处理,生成的氧化膜不但能提高镁合金的抗蚀性,而且能提高基底和喷涂层的粘结力。
对压铸件进行喷涂和喷丸处理,以提高表面质量,常用的涂料为:环氧树脂、乙烯树脂、聚氨酯等。此外,为了获得光亮均匀的表面,可进行陶瓷振动抛光处理,削除残余飞边和尖角,还可以进行研磨、抛光和其他研磨处理。
在喷丸处理镁合金压铸件时,应注意附着于工件上的降低抗蚀性的杂质微粒,好用铝丸、玻璃球和Al2O3粒子作喷丸介质,不得采用含有Fe、Cu或Ni的粒子作为喷丸,钢丸也不可用,且镁合金工件不能使用其他金属用过的喷丸进行处理。
安全工作
在镁合金压铸车间,要将安全工作放在。由于镁及镁合金的化学性质极为活泼,在生产时极易氧化、燃烧,甚至爆炸,采取对应的安全防范措施,可分为以下几方面:
锭的存放
镁及镁合金锭应储于室内,室内温度波动不可过大,不可与水汽直接接触,不可与易燃物品存于同一库内。镁燃烧,不可用水熄灭,否则不但会加速火势,还可能发生爆炸。
泄漏
在熔炼镁及镁合金时,熔体在运动剧烈或与水汽反应时易发生溅洒,因此,工作人员应穿戴防护衣服、鞋、帽、眼镜和面罩。熔炼前,锭块预热到大于150℃,熔炼工具须预热并保持干燥,浸入熔体宜缓慢,使其温度均匀升高,好不使用中空工具,以免带入水汽,引发爆炸。每个炉子、压射缸体和压型下方都应放置安全容器,收集溢出物。如果是镁及镁合金粉末自燃,不要快速移开安全容器。此外,洒落在混凝土地板上的熔体会与地面上的水汽发生剧烈反应。
镁反应
液态镁或镁合金可与氧化铁发生镁热反应,宜尽量减少坩埚壁及其他与熔体接触的钢件上形成碎屑和尘渣。
灭火
若发生火灾,应立即采用灭火剂覆盖燃烧表面,阻止其接触空气中的氧。按灭火递减顺序,可采用的灭火剂有:干燥的镁及镁合金的低熔点盐熔剂、干燥的无铸铁氧化物碎片、干砂以及适合灭火的D型灭火器。高压D型灭火器易导致火灾蔓延,只有在万不得已的情况下才采用。在镁及镁合金火灾中,不得使用水、泡沫、SO2、CO2和CCl4灭火。清理镁合金压铸件时,采用湿法处理以免粉尘飞扬;机加时应采用切削液,以降低加工区内温度。
若压铸工艺不当,镁合金铸件中就会产生相应的缺陷甚至出现废品。按造成缺陷的原因,可将其分为两类:凝固缺陷,如气孔、缩松、冷纹等;机械问题引发的缺陷,如扭曲、变形、缺“肉”等。其中,缺“肉”和冷纹是合金压铸件中常见的缺陷形式。除此之外,还可能产生其他缺陷,其产生原因及避免措施如下。
发生缺“肉”或模具型腔未填满的原因:压射速度不够;模具或熔体温度低;熔体污染,如附有过多的氧化物;润滑剂过量;浇口不合适;模具排气不充分;冷室压铸时压射力不合适。
模具或熔体温度低,流向相反的熔体相遇时会发生冷流或冷喷。总排气面积增至浇口面积50%以上时,会减少冷喷频率。
吸气或析H2会产生气孔,调整浇道、浇口、排气和润滑系统可以大限度地减少这类缺陷的产生。
限制熔体进料量,铸件局部热点处会形成缩孔或空洞。
不良浇口、尖角或润滑过量会造成溅洒和扰动,可使铸件表面形成波纹和漩涡。
熔体凝固时可产生热裂纹,模具的约束会引起应力集中、尖角和铸件脱模延迟,都将增大热裂倾向。
铸件脱模时的收缩应力会引起铸件变形、扭曲和断裂。
在镁合金铸件生产中,每一种缺陷都是由多个因素引起的。因此,对每一种缺陷产生的原因与采取的预防措施应进行具体分析。
挤压工艺主要的部分是挤压温度,它与合金种类和挤压材形状有关,一般为295℃~455℃,对镁及镁合金的挤压变形特性影响很大,可以通过调节挤压温度来满足挤压比要求,镁合金的挤压比(断面减缩率)通常保持在10∶1~100∶1,采用预挤压坯锭挤压时,可以采用更大的挤压比。同时,挤压镁合金时会产生大量热能,采取适当措施散发这部分热量,否则,被挤件温度有可能会超过固相线温度,形成热裂纹。
挤压结束后,先取出模具,并从锭坯上切下成品件,再取出锭坯余料,余料可以循环使用。如果立即装上新锭坯,并与锭坯余料焊合后,可以连续挤压,预留纵向槽,以便新旧锭坯卷入的气体排出,可采用铸造、机械加工和挤压法加工纵向槽。用挤压工艺可以生产双金属复合材料。
为了使挤压材具有弥散分布的细小的显微组织和较高的力学性能,须将挤压材进行在线淬火,即在挤压机上向出模的高温挤压材吹强气流或水。应注意的是,冷却水不得与热模接触,否则模型会开裂。挤压材料人工时效后,力学性能显著上升,它们的典型性能见表。粉末挤压ZK60A合金有很高的抗压强度,因其晶粒极小。
ZK60、WE43、WE54合金的热处理状态为T5(人工时效)或T6(固溶+人工时效)。T5和T6状态的ZK系列镁合金挤压材,不但有各向同性的强度性能,而且塑性也不低。热处理对WE系镁合金挤压材的室温力学性能影响不大,但能较明显地提高其高温性能稳定性。AZ61及AZ80镁合金也可以时效强化,但在T5、T6处理后,强度性能仅略有提高,可是塑性却明显下降。一般情况下,ZK型镁合金具有良好的强度与塑性匹配,无需进行热处理。