镁合金压铸工艺介绍

镁合金的用途非常广泛，其可以用于航空航天、医疗、电子产品等诸多领域，可谓是诸多产业不可或缺的“万精油”。而镁合金压铸可以说是其最重要的应用技术之一，镁合金压铸工艺同其他压铸工艺相似，但是由于镁合金的不同特性，在压力、速度、温度以及涂料的应用上又有着不同的地方。

      镁合金压铸分热室和冷室两种，压铸时压力也各不同。热室机的压射比压在40MPa左右，而冷室机的比压通常在40-70MPa。镁合金由于密度小，因而惯性小。同时由于镁合金凝固快，需要在金属凝固前填充整个型腔，因此镁合金的压射速度要快。此外温度是镁合金压铸过程中的热因素，为了提供良好的填充条件，保证压铸件的成型质量，控制和保持热稳定性，必须选用相应的温度规范，主要是指镁合金的浇注温度的模具温度。涂料的作用是为压铸合金和模具之间提供有效的隔离保护层，避免金属液直接冲刷型腔。

镁合金铸造的优势

  1、密度轻，迎合汽车省油、家电轻量化趋势； 2、机加工切削容易，相对铝合金延长刀具寿命近1倍时间，表面加工光洁度好； 3、镁合金铸件，相对于铝合金气孔少； 4、镁合金压铸相对于铝合金粘模情况少，工人比较省力； 5、镁合金铸造相对于铝合金，模具寿命长，保养的好，模具可以使用25万模以上； 6、镁合金相对于铝合金，从固态到液态吸热少，熔化阶段比较节能； 7、中国是镁资源大国，原料稳定，国家鼓励镁合金运用； 8、镁合金铸件有吸收震动功能，是机械装置减少噪音的良好选择； 9、镁合金传热性能比较好，可做发动机和整机散热外壳； 10、强度比较高，是铝合金70%左右，可替代铝合金，运用到各个方面，前景好； 11、镁合金外观品质上乘、不易老化，可替代塑料，运用到各个方面，前景好； 12、镁合金相对塑料，有电磁屏蔽功能，可用作电器领域；
 

镁合金的特点：

1、重量轻：镁合金的比强度高于铝合金和钢/铁、但略低于比强度最高的纤维增强塑料;其比刚度与铝合金和钢/铁相当，但却远远高于纤维增强塑料。比强度(强度/密度之比值)、比耐力(耐力/密度之比值)则比铝、铁都要高。在金属结构材料中，其比重最小(密度为铝的2/3，钢的1/4)。在同样的刚性条件下，1kg镁合金的坚固度相当于18kg的铝或2.1kg的钢，同样复杂的零部件，采用镁合金时，则其重量比锡轻1/3，比钢轻1/2。这一特性对于现代社会的手提类产品减轻重量、车辆减少能耗具有非常重要的意义。

  2、高的阻尼和吸震、减震性能：镁合金具有极好的吸收能量的能力，可吸收震动和噪音，保证设备能安静工作，这个特性对于用作设备机壳以减少噪音传递、提高防冲击、预防凹陷性的损坏十分有利;采用镁合金材料作为汽车的结构件非常有利于减轻汽车在运动中的噪音和震动。另外，镁合金的阻尼性比铝合金大数十倍，减震效果很显著，采用镁合金取代铝合金制作计算机硬盘的底座，可以大幅度减轻重量(约降低70%)，大大增加硬盘的稳定性，非常有利于计算机的硬盘向高速、大容量的方向发展。

  3、良好的抗冲击和抗压缩能力：其抗冲击能力是塑料的20倍，当镁合金铸件受到冲击时，在其表面产生的疤痕比铁和铝都要小的多。镁合金具有吸收弹性性能的特性，能产生良好的冲击强度与压缩强度的组合，这就是旋转草坪切割机机盖采用镁合金压铸件的原因之一。

  4、良好的铸造性能：在保持良好的部件结构条件下，镁合金铸造制品的壁厚可以小于0.6mm，这是塑胶制品在相同强度条件下无法达到的，而铝合金制品也只能在1.2～1.5mm范围内才可与镁制品相媲美。

  5、尺寸稳定性：在100℃以下，镁合金可以长时间保持其尺寸的稳定性(事实上几乎观察不到工件尺寸的变化);不需要退火和消除应力就具有尺寸稳定性是镁合金的一个很突出的特性，其体积收缩仅为6%，是铸造金属中收缩量最低的一种;在负载情况下，还具有良好的蠕变强度，这种性能对制作发动机零件和小型发动机压铸件具有重要意义。

  6、铸模生产率高：与铝合金相比，镁合金的单位热含量更低，这意味着它可在模具内能更快速地凝固。一般地，镁合金的生产率比铝压铸高出40%～50%，最高可达压铸铝的2倍。

  7、良好的机械加工性能：镁合金的切削阻力小，约为钢铁的1/10，铝合金的1/3，其切削速度大大高于其它金属，切削加工时间短;工具使用寿命长，比其它金属有高出几倍的刀具寿命(极少停机换刀，节省了操作时间和刀具成本);易进行切削加工而且加工成本低，加工能量仅为铝合金的70%。不需要机械磨削和抛光，不使用切削液也能得到优良的表面光洁度，在一次切削后即可获得，并极少出现积屑瘤;良好的断屑特性及温度传导性，可免去使用冷却液或润滑液。

  8、良好的耐蚀性 ：在大气中，镁具有很好的耐蚀性，比铁的耐蚀性好。如高纯镁合金AZ91D的耐蚀性比低碳钢要好得多，已超过压铸铝合金A380;另外，镁合金中铍和钙可提高其耐蚀性，而镁合金中的铁、钴、镍、铜、硅的存在却大幅度降低了其耐蚀性。

  9、高散热性：镁合金具有高的散热性，很适合制作元件密集的电子产品。镁合金的导热能力是ABS树脂的350～400倍，因此在制作电子产品外壳或零部件时，使其充分发挥散热功能，将CPU等电子零部件产生的热量及时排出。若仅从笔记本电脑等产品的散热性角度出发进行考虑，由于镁合金传热快、自身又不容易发烫，则采用镁合金作笔记本电脑的外壳就无疑是个最佳选择。

  10、良好的电磁扰屏障：镁合金具有优于铝合金的磁屏蔽性能、更良好的阻隔电磁波功能，更适合于制作发出电磁干扰的电子产品。可以用作计算机、手机等产品的外壳，以降低电磁波对人体辐射危害。

  11、低热容量：镁合金的热容量比铝合金小，不易粘烧在模具上，延长模具寿命。

  12、再生性：废旧镁合金铸件具有可回收再熔化利用的特性，并可作为AZ91D，AM50，AM60的二次材料进行再铸造。由于对压铸件需求的不断增长，可回收再利用的能力就显得非常重要。这符合环保要求的特性，使得镁合金比许多塑胶材料更具有吸引力。在环保意识高涨的大环境下。未来环保意识对商业行为的影响会越来越大，符合环保规定的因素势必会压倒成本、功能等因素，成为主宰产品存活的关键首选因素，因此，可高度回收的金属产品的重要性将日益得到高度重视。   另外，镁合金还具有抗疲劳性、无毒性、无磁性和较低的裂纹倾向性、不易破裂性等特点，可适合于某些特定领域。

镁合金的应用

随着镁合金成形技术的不断发展和推广应用，镁合金压铸结构件将被越来越广泛地应用汽车、家电、通讯电子、轻便工具、航空航天、军事工业等领域，其消费比例将会剧增至６０％以上。目前，镁合金（压铸件）主要应用于移动电话、笔记本电脑外壳、饰件等压铸产品，在车、家电制造等行业的应用也很广泛

  1、汽车：一般用于制作汽车上的座椅骨架、仪表盘／板、转向盘／方向盘和转向柱、车顶盖、齿轮箱、门框、轮毂、汽车的后轮盖板、汽车发动机的汽缸（顶）盖、缸体、托架、变速器壳体、离合器壳体、油箱底壳、灰尘盘、阀门盖、空气吸入阀和空气净化器盖、支架、活环、方向盘减震轴、马达、进气歧管、保安件等零部件（其中，转向盘、转向柱和轮毂是应用镁合金较多的零件）。我们相信，随着相关技术的不断发展，将会有更多的汽车零部件采用镁合金制造。

  2、移动电话：由于镁合金具有耐震动、抗磨损的特性，尤其是可屏蔽电磁波的特殊功能，对手机极为重要，这些特性可有利于消除消费者对机电磁波是否会影响人体健康的疑虑。尽管镁合金成本还较高，但是由于镁合金具有质地轻、耐高温、可塑性强和防磁能力强等特点，将一定赢得手机制造商和消费者更多的青睐。

  3、笔记本电脑外壳：现在的笔记本电脑外壳都强调散热性好、重量轻、坚固耐磨以及色彩鲜艳等特性。而市面上的笔记本电脑外壳的材质主要有ＡＢＳ塑料、碳纤维、铝镁合金和钛合金等４种，但总体说来，目前较受市场和消费者欢迎的材质是铝镁合金和钛合金制品。其中镁合金材质制品的单片厚度约为１．０ｍｍ，重量轻且延展性佳。镁合金以后的发展势头更加看好。

  4、精密仪器：镁合金的抗冲击性使它比较适合于制作高刚性的整体构件和受冲击的零件，如仪器的壳体、基座等。在传递振动时起阻尼减震作用，可提高仪器的灵敏度和稳定性。

  5、国防及航空航天：可制作军用直升机的齿轮箱和水平旋翼附件、飞机着落轮、齿轮箱盖、反坦克的枪榴弹、轻型坦克和装甲救护车的部分结构件、缸体、缸盖、变速箱体、导弹的壳体和尾翼、雷达定位器的壳体等。此外，镁合金还可广泛应用于制作照相机、摄影机、投影仪、录像机、电锯、割草机、充电电池、麦克、耳机、ＭＤ机和ＣＤ机等的外壳、掌上电脑（即掌上ＨＰＣ）和电视等家电的装饰件等。

  镁合金的应用简单介绍过了。上面也提到了镁合金在汽车方面的应用。那么我们就详细介绍下镁合金在汽车上的应用：自1970年中东石油危机以来,   为减轻汽车质量以降低油耗和污染, 提高安全性能, 镁合金材料在汽车工业中的应用与日俱增。目前,   汽车工业中镁合金用量较多的地区和国家主要是北美、欧洲、日本和韩国。综合部分厂家的使用情况，到目前为止，汽车上共有60多个零部件采用镁合金：

  1、车内构件:仪表盘、座椅架、坐位升降器、操纵台架、气囊外罩、转向盘、锁合装置罩、转向柱、转向柱支架、收音机壳、小工具箱门、车窗马达罩、刹车与离合器踏板托架、气动托架踏板等。

  2、车体构件:门框、尾板、车顶框、车顶板、IP横梁等。

  3、发动机及传动系统:阀盖、凸轮盖、四轮驱动变速箱体、手动换挡变速器、离合器外壳活塞、进气管、机油盘、交流电机支架、变速器壳体、齿轮箱壳体、油过滤器接头、马达罩盖、气缸头盖、分配盘支架、油泵壳、油箱、滤油器支架、左侧半曲轴箱、右侧半曲轴箱、空机罩、左抽气管、右抽气管等。

  4、底盘:轮毂、引擎托架、前后吊杆、尾盘支架。

镁合金的种类

1、合金名称

镁合金的合金名称是以主要添加合金元素及其百分比来取名。

2、主要合金的成分(ASTM规格)

合金名称 Mg Al Zn Mn Si Cu Ni Fe

AZ91D bal. 8.5-9.5 0.45-0.90 0.17-0.4 <=0.05 <=0.025 <=0.001 <=0.004

AM60B bal. 5.6-6.4 <=0.20 0.26-0.5 <=0.05 <=0.008 <=0.001 <=0.004

AM50A bal. 4.5-5.3 <=0.20 0.28-0.5 <=0.01 <=0.008 <=0.001 <=0.004

AS41B bal. 3.7-4.8 <=0.10 0.35-0.60 0.6-1.4 <=0.015 <=0.001 <=0.0035 

3、主要合金的特征和应用范围

合金名称 特征                    应用范围

AZ91D 强度高且耐腐蚀性好     电器产品的壳体等

AM60B 延伸率和抗冲击力大           汽车上的方向盘和坐椅等

AM50A 延伸率和抗冲击力大           汽车上的方向盘和坐椅等 

AS41B 抗蠕变性能好           汽车上的减速箱等

镁合金AZ91D

镁合金AZ91D是主要依靠压力模具铸造辅，特点是比强度高且耐腐蚀较纯镁大幅提高，主要用于电器产品的壳体、小尺寸薄型或异型支架等。

概念

性能

镁合金AM60B

AM60B镁合金属于镁铝锰合金。AM60B镁合金合金主要特点就是具有良好的耐磨性，耐腐蚀性强。AM60B的密度约为1.8，是金属材料中最轻的一种。AM60B具有弹性模量大，散热好，消震性好，镁合金AM60B承受冲击载荷能力大，耐有机物和碱的腐蚀性能好。

镁合金压铸的特点和优点

镁合金压铸的特点：可以依设计不同造型、尺寸、要求而压铸成型。

镁合金压铸的优点：比铝合金来说，重量轻，刚性强； 比塑料来说，是环保材料，硬度高、防磁波干扰