宜秀区供应铸造镁合金供应铸造镁合金

来源：上海隆司新材料科技有限公司 时间：2024-05-09 13:22:47 [举报]

铸造镁合金是目前应用多的镁合金，其铸造方法主要有：砂型铸造、模铸造、半模铸造、熔模铸造、挤压铸造、低压力铸造和高压铸造等。铸造镁合金主要应用于汽车零件、 机件壳罩和电器构件等。 铸造镁合金多采用压铸工艺生产， 其主要特点是生产、精度高、表面质量好、铸态组织优良、可生产薄壁及复杂形状的构件等。

铸造镁合金比变形镁合金使用的更多。铸造镁合金是航空工业中应用广泛的一种轻合金。用镁合金铸件代替铝合金铸件,在强度相等的条件下,可以使工件重量减轻百分之二十五到百分之三十。镁合金和铝合金一样,根据加工方法可以分为变形(压力加工)镁合金和铸造镁合金两大类。这些年来,随着压铸技术的发展,压铸镁合金已成为镁合金应用的主要领域。此外,镁合金作为牺牲阳极其用途也有了很大的发展。

镁属于轻金属,属镁为银白色,在空气中极易被氧化,形成一层薄氧化膜,可以防止其进一步氧化。

镁化学活性很高,在自然界中很难遇到纯镁矿。在海水中以氯化物存在,约含百分之零点一四,在地壳中以光卤石、菱镁矿、白云石和一些其他化合物形式存在,含量达到百分之二点三五。

镁是化学元素周期表中比较的金属元素，具有非常强的化学活性和氧化性[4]。纯镁为银白色，表面容易与空气中的氧气发生氧化反应，生成氧化镁薄膜。镁的密度很小，相应地镁合金密度也比较小，是比钢铁、铝合金更轻的轻型结构材料[5]。主要特点如下：

（1）镁合金的密度很小，相当于铝合金的35%左右，钢铁的25%左右。

（2）镁合金稳定性强，可以进行快速切削加工，且能够保持较高的铸造尺寸精度和机械加工尺寸精度。

（3）镁合金具有很强的抗电磁干扰屏蔽性，在生产加工与使用过程中具有很强的适用性。

（4）镁合金的化学性质活泼，热加工性较弱，在熔炼铸造与焊接过程中容易产生缺陷。

镁合金与钢铁、铝合金一样，都属于金属结构材料，都可以通过机械加工、熔炼铸造锻压、焊接热处理等方式进行生产加工[6]。一般地，镁合金按照合金系的不同主要分为五大类：Mg-Al 系合金、Mg-Zn 系合金、Mg-Mn 系合金、Mg-RE 系合金、Mg-Li 系合金。按照生产加工方式的不同分为两大类：铸造镁合金、变形镁合金[7]。

具体的熔炼铸造过程分六步：

（1）配料：按炉化5kg 镁合金，根据镁合金板材熔炼铸造原料配比表进行计算，确定各组分的用量，然后进行称量取材，再放入烘箱进行烘干处理后备用。

（2）装料熔炼：给熔炉进行加热，装入称取的合金原料，待炉温升至650℃时，轻轻加入炉料35%Mg，并同时输入保护气体，再继续给熔炉缓慢加热升温熔炼。

（3）合金化：待炉温升至700℃时保持温度确保合金原料完全熔化，然后加入配料5%Zn，以及强化元素稀土Nd，再进行连续搅拌约150s，确保熔炉内原料完全熔化，再继续给熔炉缓慢加热升温，直至熔炉内溶液温度达到730℃时进行变质处理。

（4）变质处理：熔炉内溶液温度达到730℃时，逐渐加入变质剂并同时进行搅拌操作，防止溶液飞溅和混合不均，然后静置保温约5min，以确保溶液进行充分变质处理。

（5）静置浇注：撇去熔炉内溶液浮渣，并继续静置15min，然后将熔炉内溶液缓缓浇注到镁合金板材模具中，保持模具水平静置。

（6）冷却取用：待模具内镁合金板材完全成形冷却，再从模具中取出进行切割处理，长宽厚尺寸分别为180mm×50mm×8mm，以留作焊接试验使用。

在采用传统技术压铸时，熔体呈高速紊流和弥散状态充填压铸型腔，腔内气体（空气、保护气体和模具表面润滑剂挥发气体）无法排出，形成高压微孔或溶于合金内，抑或在充模过程中形成气隔，使充模过程中断。气孔中的气体在高温下析出或胀大，使铸件变形和表面鼓包。因此，用传统压铸工艺生产的镁合金工件，不能进行热处理或在较高温度下工作。

近30年来，为了克服这些缺陷、提高其质量和拓宽压铸技术的应用范围，科技工作者开发出了新的压铸工艺，如真空压铸、充氧压铸和半固态压铸等。与传统压铸工艺相比，新工艺在消除压铸件铸造缺陷和提高力学性能、表面及内在品质等多方面具有性。

真空压铸

真空压铸是通过在铸造过程中，排除型腔内气体而消除或减少压铸件内气孔和溶解气体以提高压铸件的力学性能和表面质量。真空压铸的大冲头速度可达10m/s，充型时间20s~30s，工件小壁厚1.5mm~2mm，强度性能可提高10%以上，韧性可提高20%~50%。此外，真空压铸还可以提高AM50合金的伸长率，由普通压铸的15%上升到19%。

20多年前，真空压铸AM60B合金汽车轮和方向盘就已获得应用，但真空压铸对镁合金工件性能的提高远不如铝合金明显，因未受到重视，真空压铸镁合金工艺的开拓也不强劲。

充氧压铸

充气压铸又称无气孔压铸，是在镁熔体充型前，将氧或其他活性气体充入型腔，置换型腔内的空气。镁熔体充型时与活性气体反应，生成MgO微粒，弥散地分布于压铸件内，从而清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。日本轻金属公司率先用充氧压铸工艺生产出了AZ91合金计算机整体磁头支架、汽车车轮等。

压缩成型

美国俄亥俄精密成型公司开发的压缩成型法，是向整个压铸件表面施加压力，镁合金在压力作用下凝固，改善了合金的显微组织，晶粒细化，使得空隙率大大下降，铸件组织致密均匀，可用于生产性能要求高、形状复杂的镁合金零件。

挤压铸造

挤压铸造是压力铸造的一种，早出现在1819年英国的一份专利中。德国1931年制出世界首台挤压铸造机，随后，在苏联得到广泛应用，但直到20世纪60年代，在北美、欧洲和日本才开始应用。北美压铸协会（NADAC）给挤压铸造下的定义是采用低的充型速度和小的扰动，使金属熔体在高压下凝固，以获得可热处理的、致密度高的铸件铸造工艺。实验证明，在充型速度小于2m/s、充型压力大于70MPa，即可获得组织和性能良好的铸件。据不完全统计，2022年，全世界约有365台挤压铸造机，大都用于铸造汽车、自行车、空调器、阀和泵等零件。

合金熔体被注入型腔内，在挤压铸造机冲头的机械压力作用下，被挤压成型，并在压力作用下凝固，铸件组织致密，很少有气孔、疏松、疏孔等缺陷，显微组织细小均匀，有时铸件的力学性能几乎与锻件的相等。铸件在压力状态下凝固成型，不会变形开裂，工艺简单，操作方便灵活，自动化水平高，成品率高。多用于生产强度高、气密性好的零件，特别是薄板类铸件，如各种阀体、机架、汽车轮盘、车门等。

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