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你知道该怎么设定镁合金压铸件的工艺参数吗

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镁合金相较于其他金属,具有质量轻、比强度和比刚度高、减震性好、并具有很好的电磁屏蔽、阻尼性、减振性、切削加工性及易于回收等诸多优点,这些特性使之在汽车结构材料应用中比铝和塑料更具有应用价值。被誉为“21世纪的绿色工程材料”,在航空、航天、汽车和电子等行业应用颇为广泛。

由于镁合金的金属特性,导致镁合金压铸件的生产对压力、速度、温度、防氧化及压铸上的要求更高,镁合金的压铸模具设计原理无法完全采用其他金属的模具设计,并且其压铸设备的要求比其它金属压铸要求要高,譬如压铸机方面要求增压建压时间短、压射速度要快,压射系统的控制精确、科学、可靠。对熔炉方面要求坩埚采用特殊研制的复合材料制成,内层耐腐蚀,外层耐热、耐高温氧化;气体控制精确、稳定,气体成份、流量稳定均要有足够保障,并具有在突发停电、突发事故等情况下的特殊自动保护装置,安全性要极高;特殊研制的耐火材料,不与镁液反应;特殊研制的热作钢材,能耐高温镁合金的腐蚀,并能在650~7000C高温下保持良好的高温性能如硬度、抗拉强度、屈服强度、韧性、抗蠕变性能和抗回火稳定性。所以在压铸机及熔炉选择上要挑选专业的镁合金压铸机和熔炉。

镁合金相变的比热容量和潜热均低于铝合金。因此, 在压铸过程中容易发生局部 (薄片) 零件的过早结晶, 导致进料通道堵塞, 铸件不足的缺陷。 镁合金压铸模具的设计主要考虑以下几个方面:

1、压铸机的选型

生产用压铸机的类型主要取决于铸件的壁厚。 罗兰芬克在研究 "镁合金压铸工艺优化" 的过程中, 通过对镁合金压铸经济性、冷室压铸和热室压铸工艺的分析, 提出了热室压铸一般应采用1公斤以下铸件的机, 以确保薄壁零件的灌装, 大零件则采用冷室压铸机。

2、 工艺参数

镁合金压铸工艺与铝合金相比,比铝合金更有优势。在压铸生产过程中, 选择合适的工艺参数是获得高质量铸件的前提, 充分发挥压铸机的最大生产率, 是正确设计模具的基础铸造模具。 在压铸过程中, 影响合金液体充填和成形的因素很多, 包括注射压力、注射速度、充填时间、压铸模具温度等。 由于铸件壁厚和复杂度的不同, 工艺参数的选择差别很大。 镁合金与铝和锌合金相比具有更好的流动性, 因此二次注射速度可以更高。镁合金的冲冲速度比铝合金快30% 左右, 最大冲速甚至超过10毫米。 由于镁合金的浇注性能, 如流动性对模具温度和浇注温度相当敏感, 镁合金液体在模具充填过程中容易凝固。必须精确控制模具温度和浇注温度, 否则废品很容易产生。

镁合金压铸参数可参考下表:

项目
参数
压铸机型
1650T
模具温度
180-280℃
合金材料
AZ91D
浇注温度
640-680℃
压射比压
30-40MPa
内浇口速度
70M/S
最小壁厚
0.5mm
拔模斜度
局部可以0拔模
模具寿命
比铝合金高(一般是铝合金的15倍)

3、浇注系统的设计
浇注系统在控制和调节熔融金属的流动方向、排气和溢流条件、模具的温度分布、压力的传递、灌装时间、速度和熔融金属通过流道等的流动状态。 门控系统的设计总结如下:
内部流道位置: 由于镁合金在空腔内的凝固速度快于铝、锌等合金, 而镁合金压铸件一般都是薄壁零件, 因此选择内部流道位置必须避免对表面的腔体尽量保证金属液体在腔内的最短流动路径, 从而防止浇注不足和绝缘冷。
灌装速度: 一般来说, 由于镁合金的热力学特性, 合金对模具的传热速度非常快, 凝固间隔大, 流动性差。因此, 为了避免流道镁液过早凝固, 镁液应在高速下顺利地填充到模腔中。 一般情况下, 内流道的流速为 90 ~ 100 m, 对于某些薄壁镁合金压铸件, 内流道的速度甚至高达 20 m。
内部转轮尺寸: 在许多情况下, 通过加工去除内部转轮。 浇口宽度应小于壁厚的 5 0%, 以避免在修剪过程中对铸件造成损坏。 为了获得流道的最小厚度, 保证镁压铸件薄壁, 喷水的宽度应尽可能大, 以确保喷水的适当横截面面积。
灌装时间: 它与内部流道速度密切相关, 对表面质量要求较高的薄壁铸件有很大影响。 充填时间比铝合金少 0%, 通常为 10 ~ 100ms。
溢流设计对于薄壁镁合金压铸件, 溢流槽的最佳入口面积约为内部流道横截面面积的 20% ~ 25%。
目前,镁合金在国内的应用面没有铝合金广,主要是一些安全方面技术措施和成本还没有完全突破。随着科技水平的不断提高,企业及科研机构的推动,相关政策的利好,镁合金的弱点也在不断被改进,镁合金压铸件将具有非常广阔的市场前景。
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