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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。
压铸镁合金材料的优点在于其轻质、高强度、耐腐蚀等特性,使其在航空、汽车、电子、医疗等领域得到广泛应用。例如,在航空领域,压铸镁合金材料可以用于制造飞机发动机零件、机身结构等;在汽车领域,可以用于制造车身、发动机零件等;在电子领域,可以用于制造手机、平板电脑等设备的外壳;在医疗领域,可以用于制造人工关节等医疗器械。
镁合金是轻的金属结构材料,具有比强度高,阻尼、吸震及降噪性能,铸造成形、机加工和表面装饰性能好,易回收等优点。镁合金应用于方向盘可实现轻量化,又可降低路面和控制系统的震动,同时发生意外时,镁合金方向盘可吸收更多能量,驾驶员安全,因此具有低碳钢、工程塑料等传统方向盘无法比拟的性能优势。因此,利用镁合金取代钢铁、铝合金等其他传统材料制造汽车方向盘骨架,将是一种必然的趋势。
结合镁合金本体材料疲劳性能对内在缺陷非常敏感的特点,对新材料结构的成形工艺因素进行分析,在获得佳性能结构的同时获得能确保铸件质量的佳工艺结构及工艺参数组合,满足构件对铸件内在质量及相关疲劳性能的需求,为实现新材料在方向盘上的合理应用奠定生产基础。针对上述情况,根据压铸工艺要求,初步设计方向盘压铸模浇注系统。镁合金压铸成型技术主要包括镁合金熔化及保护、压铸设计、工艺过程控制,承力零部件的后续热处理等。
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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