鎂合金壓鑄生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制

張藝鐘

（青海鹽湖海納化工有限公司，青海 西寧 810000）

我國有著非常豐富的鎂儲量，據(jù)統(tǒng)計我國的鎂儲量約占全世界總量的1/3，為我國鎂合金工業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了良好基礎(chǔ)，更我國的經(jīng)濟發(fā)展提供了強大的動力。因此，為了推動鎂合金工業(yè)的進一步發(fā)展，對鎂合金壓鑄生產(chǎn)的質(zhì)量進行控制是非常必要的。

1 融化準備

1.1 入庫復(fù)檢

首先，美合金錠除了要滿足成分、冶金質(zhì)量、力學(xué)性能的要求，企業(yè)在選擇供應(yīng)商之前應(yīng)該先少量試用，當確定美合金錠符合上述要求之后才能正式簽訂大批量進貨合同。其次，如果選擇兩或兩個以上的美合金錠供應(yīng)商，需要以供應(yīng)商為基礎(chǔ)分開儲存，使用的時候也要做好記錄。

1.2 融化前的分級處理

首先在回爐料中禁止出現(xiàn)油污、沙子等雜物，更要禁止對成分不合格的鑄件進行回爐，回爐料在處理完畢之后必須擺放在明確的區(qū)域，并且要做好標記。其次在對報廢件進行回爐處理前，需要使用清潔劑清除報廢件表面的油污等垃圾。最后要合理處理飛邊、切屑等棄料，但是絕不可用于回爐。

1.3 融化前工具和防護措施的準備

首先要保證所使用的工具不含有鎳、銅、硅金屬元素，如果工具出現(xiàn)了銹蝕也要禁止使用，以此為質(zhì)量提供保障[1]。其次要為保溫爐和熔化爐配置一噸以上的干燥黃砂箱，在選擇滅火劑時要保證不含水和不與鎂液發(fā)生反應(yīng)。

2 鎂合金壓鑄生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制

2.1 注意化學(xué)元素的影響和作用

第一是鋁，在鎂鋁合金中鋁是最重要的元素，當鎂鋁溶液的溫度在436℃時，溶液中會出現(xiàn)共晶體，能夠使溶液的流動性得到改善。鋁能夠提升鎂合金的物理性能和腐蝕性。第二是鋅，當溶液溫度在341℃時會出現(xiàn)共晶體，此時如果溶液中含有0.8%鋅，溶液的流動性和機械性會得到明顯改善，但如果鋅的含量超過了總質(zhì)量的1%會導(dǎo)致鎂合金出現(xiàn)高溫熱脆性。第三是錳，錳能夠明顯提升鎂合金的耐腐蝕性，還可以對鐵的有害性進行中和。但如果錳的含量超過了總質(zhì)量的0.5%會降低鎂合金的機械性能。第四是硅，硅在鎂中的溶解性特別低，只有溫度在1102℃才能形成化合物，化合物在溶液溫度為638℃時會出現(xiàn)共晶體，少量的硅能夠?qū)︽V合金的流動性和造型性進行改善。第五是鐵，鐵只能存在于鎂的晶粒之間，無法和鎂融合到一起，如果融液中存在適量的錳會和鐵發(fā)生反映生成沉淀物，從而減輕鐵對鎂合金機械性能和耐腐蝕性的影響。第六是銅和鎳，這兩種物質(zhì)會使熔融狀的美合金出現(xiàn)嚴重的氧化燒損，導(dǎo)致耐腐蝕性嚴重降低。第七是鈹，鈹在鋁合金中的含量非常低，通常只需要0.0015%的含量就可以明顯改善鋁合金的抗氧化性[2]。

2.2 除氣工藝的應(yīng)用

氫氣是鎂合金融液中的主要氣體，并且要大于在鋁合金的溶解度，更沒有在鋁合金中那么嚴重的凝固析出傾向，簡單的壓鑄便可讓氫和鎂合金鑄件融合。在一些個體比較大、厚壁的鎂合金件中沒有對除氣進行重視，但是如果鑄件壁比較薄的化就很容易出現(xiàn)縮松和缺陷，這是由于鎂合金本身的結(jié)晶間隔比較大，如果融入氫的化會繼續(xù)擴大結(jié)晶的間隔，導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)不平衡，進而引發(fā)上述問題，這對合金件的質(zhì)量有很大影響。

2.3 壓鑄工藝

（1）澆筑溫度。第一，鎂合金的物理性能會隨著溫度的提升而提升，但如果超出了一定的溫度界限物理性能會明顯降低，并且報廢量還會增加。氫等氣體會隨著溫度的升高而增加在鎂合金中的溶解度，并且不容易被析出，進而降低鎂合金物理性能。第二，鎂合金在溫度升高的情況下會到增加氧化燒損率，從而增加氧化物雜質(zhì)和降低物理性能，導(dǎo)致壓鑄件出現(xiàn)縮松、裂紋等影響質(zhì)量的問題。第三，如果鎂合金溶液溫度不足會導(dǎo)致偏析化學(xué)元素，使溶液內(nèi)出現(xiàn)成分不均勻和流動性降低的問題，進而就會導(dǎo)致壓鑄件不滿。有很多因素都會對鎂合金溶液的溫度產(chǎn)生影響。

（2）模具溫度。對實際的鎂合金逐壓鑄件生產(chǎn)進行分析可知，模具溫度的對壓鑄件的廢品率有很大影響。鎂合金在凝固過程中的放熱量并不是非常高，因此為了使鎂合金和模具的熱量保持平衡，更為了提升鎂合金溶液流動性和改善的壓力傳遞、提升壓鑄件的質(zhì)量、效率、模具使用壽命。需要模具的溫度控制在250℃到300℃，如果模具的溫度過高可使用水來降低溫度，但是這種冷卻方式不容易控制，會引發(fā)漏水和堵塞。如果條件允許最好使用專業(yè)的冷卻裝置，以此來安全穩(wěn)定的控制模具溫度。

（3）沖型。由于鎂合金在凝固過程中的放熱量比較小，不僅需要對模具的溫度進行控制，也要提升內(nèi)澆口速度和壓射速度，因此和鋁合金生相比鎂合金有著更高的生產(chǎn)速度。鎂合金鑄件中厚壁件沖型時間在25到35秒之間，正常壁厚的壓鑄件沖型時間在30秒到50秒之間，薄壁件的沖型時間在50秒到90秒之間。在壓射速度方面熱式壓鑄機的壓射速度為大于等于6米每秒，冷式壓鑄機的壓射速度為大約等于8米每秒。在鎂合金件的壓鑄過程中，速度和壓力都會影響鑄件的質(zhì)量和輪廓清晰度，同時為了減少因渦流而引起的物理性能下降，應(yīng)對澆筑和壓射的速度進行控制，但是對于一些大型、復(fù)雜的壓鑄來講可以選擇高速壓射和澆筑。

（4）壓室充滿度。壓室的充滿度主要針對冷式壓鑄機，這是因為冷式壓鑄機壓室在充入鎂合金溶液過后會在上方留存一定的空間，如果留存的空間過大就會導(dǎo)致壓室內(nèi)存在過多的空氣，從而增加鎂合金氧化燒損率，使氧化物雜質(zhì)含量增加，這會嚴重影響壓鑄件的質(zhì)量。但如果留存的空間過小又會導(dǎo)致壓室溫度過低而影響了鑄件的成型。

（5）壓鑄涂料的選擇。第一由于壓鑄涂料的揮發(fā)點比較低，一般當溫度在100℃和1500℃之間時會很快揮發(fā)，因此對于型腔中的氣體應(yīng)選擇不增加或者少增加。第二涂料要有比較好的密閉性，這樣可保證稀釋劑在揮發(fā)過后不出現(xiàn)堆積、第三涂料不能腐蝕模式和鑄件。第四涂料不能分解出具有刺激性和毒性的氣體。第五是穩(wěn)定，要保證涂料在空氣不揮發(fā)，并且在保質(zhì)期內(nèi)不出現(xiàn)沉淀和分解的問題。第六是污染性，要便于處理同時對環(huán)境的影響非常小。在滿足上述個六個條件的前提下，鎂合金鑄件的熱烈傾向和氧化傾向都比較高，選擇涂料時對此要提高重視。在使用涂料時也應(yīng)遵循相應(yīng)的工序和用量，噴涂時要保證均勻，然后均勻吹干，脫料噴涂完之后才可以進行合模、壓射、開模、清理、在噴涂等操作。

3 結(jié)語

綜上所述，鎂合金的壓鑄生產(chǎn)過程比較復(fù)雜，其中融合了多種學(xué)科的知識，企業(yè)在生產(chǎn)過程中應(yīng)加強對生產(chǎn)過程的控制，從融化前的額準備和融化過程中多方面出發(fā)對質(zhì)量進行控制，同時更要在工作的過程中積極總結(jié)和創(chuàng)新，從而進一步提升鎂合金的壓鑄質(zhì)量。