鎂合金觸變注射成形機(jī)原理

　　觸變注射成形的鑄造壓力高，能促進(jìn)金屬模具和鎂合金料漿間的熱傳遞，導(dǎo)致表面附近的晶粒微細(xì)化，對(duì)成形產(chǎn)品賦予了高耐蝕性和機(jī)械強(qiáng)度。這個(gè)鑄造壓力還能提高產(chǎn)品對(duì)金屬模的復(fù)制性，加強(qiáng)筋和凸起部的成形容易。料漿的溫度與普通壓鑄方法相比，低50?100℃，因而能控制產(chǎn)品由於熱收縮而引起的尺寸變化，并提高模具的使用壽命。此外，觸變注射成形的零件可以熱處理，而且不需要配備熔化爐、不使用SF6防燃?xì)怏w、不產(chǎn)生浮渣和淤渣等，兼顧了安全性和環(huán)保要求(SF6破壞大氣臭氧層)。因此，觸變注射成形技術(shù)是今後實(shí)用的成形方法。

　　目前，利用觸變注射成形技術(shù)可以制備手機(jī)、筆記本電腦、數(shù)碼照相機(jī)、攝像相機(jī)、液晶投影儀等可移動(dòng)通訊器材的殼體。座椅、方向盤等汽車零部件的成形應(yīng)用也在研究開發(fā)中。

　　充氧壓鑄

　　充氧壓鑄是金屬液充填壓鑄型腔前，將氧氣充入型腔取代其中的空氣，當(dāng)能與氧氣發(fā)生反應(yīng)的金屬液壓入型腔時(shí)，一部分氧氣通過(guò)排氣槽排出，而殘留在型腔中的氧氣就與金屬液發(fā)生反應(yīng)，生成氧化物顆粒，呈彌散狀分布在鑄件中，從而消除了壓鑄件的氣孔。充氧壓鑄件的晶粒非常細(xì)小，從而具有良好的拉伸強(qiáng)度與疲勞性能。而普通壓鑄件的顯微組織中有相當(dāng)數(shù)量的含鐵針狀組織，降低了塑性。由於充氧壓鑄消除了壓鑄件中的氣孔，因此，壓鑄件可以熱處理與焊接。充氧壓鑄需附加充氧控制裝置，鑄型充氧不但消耗氧氣，還增加了鑄造循環(huán)時(shí)間。由於這些原因，充氧壓鑄件比普通壓鑄件的價(jià)格要貴10%?15%。但采用充氧壓鑄後減少了鑄件廢品，提高了性能，節(jié)省了機(jī)械加工費(fèi)用，綜合起來(lái)考慮，對(duì)質(zhì)量要求較高的鑄件反而可以節(jié)約10%?30%。因此，充氧壓鑄特別適合於需要熱處理提高力學(xué)性能、有氣密性要求、在較高溫度下使用或需要焊接組合的壓鑄件。

　　日本輕金屬株式會(huì)社采用充氧壓鑄法批量生產(chǎn)鎂合金磁頭支架，該支架過(guò)去由多層迭合組成，現(xiàn)改為整體壓鑄件，不但實(shí)現(xiàn)了輕量化，而且有很大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。該公司使用充氧壓鑄法生產(chǎn)的鎂合金摩托車輪和汽車輪已投入生產(chǎn)，與鋁輪相比，鎂輪的重量減輕15%。

　　真空壓鑄

　　真空壓鑄通過(guò)在壓鑄過(guò)程中抽除型腔內(nèi)的氣體而消除或顯著減少壓鑄件內(nèi)的氣孔和溶解氣體，提高壓鑄件的力學(xué)性能和表面質(zhì)量。目前已經(jīng)成功的在冷室壓鑄機(jī)生產(chǎn)出AM60B鎂合金汽車輪轂，在鎖模力為2940kN的熱室壓鑄機(jī)上生產(chǎn)出AM60B鎂合金汽車方向盤，鑄件伸長(zhǎng)率由8%提高至16%。

　　國(guó)內(nèi)鎂合金壓鑄技術(shù)及其應(yīng)用

　　壓鑄生產(chǎn)的迅速發(fā)展引起了國(guó)家科技部門和社會(huì)各界以及國(guó)外和港臺(tái)地區(qū)廠商前所未有的關(guān)注，并已形成一股強(qiáng)大的推動(dòng)力。

　　國(guó)內(nèi)鎂合金壓鑄發(fā)展?fàn)顩r

　　近年來(lái)，國(guó)內(nèi)鎂合金壓鑄件產(chǎn)量平均年增長(zhǎng)率達(dá)到了18%。2001年鎂合金壓鑄件生產(chǎn)簡(jiǎn)況統(tǒng)計(jì)。

　　以廣東為例，目前已經(jīng)發(fā)展到11家鎂合金壓鑄廠，共擁有壓鑄機(jī)46臺(tái)。產(chǎn)品主要有：筆記本電腦外殼、掌上電腦外殼、手機(jī)外殼、照相機(jī)零件等。圖2為國(guó)內(nèi)制備的鎂合金變速箱殼體及鎂合金方向盤。全國(guó)從事鎂合金壓鑄的單位已經(jīng)發(fā)展到五十馀家，其中上海乾通汽車附件公司生產(chǎn)的鎂合金汽車變速箱殼體、浙江岱美聚氨酯有限公司生產(chǎn)的鎂合金汽車方向盤，深圳富士康公司、深圳嘉豐金屬制品廠和東莞寶元科技鎂合金廠以及青島金谷鎂業(yè)股份有限公司等開發(fā)的鎂合金筆記本電腦外殼和手機(jī)外殼，均為鎂合金應(yīng)用的典範(fàn)。由於鎂合金獨(dú)特的性能優(yōu)勢(shì)，最近重慶鎂業(yè)科技股份有限公司已推出鎂合金概念摩托車;隆鑫集團(tuán)和重慶華鷹摩托車公司開發(fā)了“鎂合金六檔機(jī)”，產(chǎn)品已批量生產(chǎn)投放巿場(chǎng)。這說(shuō)明摩托車行業(yè)已經(jīng)意識(shí)到鎂合金應(yīng)用的重要性以及它廣闊的巿場(chǎng)前景和巨大的經(jīng)濟(jì)效益，并已付諸行動(dòng)，這有望成為鎂合金壓鑄件推廣應(yīng)用又一新的突破口，發(fā)展前途充滿希望。

　　上海乾通汽車附件公司的轎車變速箱體鎂合金壓鑄件大量應(yīng)用於本田、通用、大眾等名牌汽車，這標(biāo)志著中國(guó)壓鑄工藝技術(shù)正在向國(guó)際水平推進(jìn)。

　　國(guó)內(nèi)壓鑄企業(yè)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

　　隨著人民生活水平的提高，汽車及信息化產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展。上海汽車集團(tuán)的戰(zhàn)略目標(biāo)是2007年實(shí)現(xiàn)汽車年產(chǎn)100萬(wàn)輛，汽車行業(yè)的高速發(fā)展已成為壓鑄生產(chǎn)持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。由於約70%的鎂合金壓鑄件用於汽車，因此要求中國(guó)的汽車工業(yè)應(yīng)加速采用鎂合金壓鑄件，以適應(yīng)加入WTO後更加激烈的競(jìng)爭(zhēng)局面。必須改變引入新車型後用鋁鑄件替代鎂鑄件的作法，提高中國(guó)自身鎂合金的生產(chǎn)水平。

　　中國(guó)關(guān)於鎂合金及其壓鑄技術(shù)還處?kù)镀鸩诫A段。除了在航空航天工業(yè)界有小量的鎂合金金屬型鑄件的使用外，鎂合金在民品上使用還較少。作為民用金屬材料的廣泛應(yīng)用，還有許多工藝技術(shù)障礙需要突破。中國(guó)鎂合金的開發(fā)應(yīng)用工作明顯大大落後於歐美國(guó)家，重要產(chǎn)品的開發(fā)和工藝研究成果還未見報(bào)道。

　　近幾年國(guó)外關(guān)於鎂合金應(yīng)用從工藝到設(shè)備的大量專利技術(shù)的出現(xiàn)，中國(guó)如不及時(shí)開展鎂合金及其壓鑄技術(shù)的研究工作，這些專利技術(shù)對(duì)中國(guó)鎂合金技術(shù)發(fā)展的卡脖將愈加嚴(yán)重，對(duì)中國(guó)進(jìn)入21世紀(jì)後的競(jìng)爭(zhēng)地位是極為不利的。例如，前幾年中國(guó)對(duì)半固態(tài)凝固的工藝進(jìn)行了許多的研究，取得了一些研究成果，但此工藝作為產(chǎn)品實(shí)用工藝的開發(fā)一直未見報(bào)道。目前，發(fā)達(dá)國(guó)家的半固態(tài)凝固技術(shù)的實(shí)用研究已有較大的技術(shù)突破、有了較成功的應(yīng)用，大大改善了壓鑄產(chǎn)品的質(zhì)量和性能，新的流變鑄造和觸變鑄造已成為生產(chǎn)需要強(qiáng)度高、氣密性好的鎂合金汽車零件、電子通訊產(chǎn)品外殼的重要實(shí)用工藝。他們同時(shí)推出許多保護(hù)性專利，以期在這項(xiàng)技術(shù)上取得壟斷性的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。例如美國(guó)Dow Chemical公司1991年取得觸變壓鑄技術(shù)專利，現(xiàn)在還授權(quán)日本JSW和加拿大Husky公司生產(chǎn)新型鎂合金觸變成形機(jī);美國(guó)康奈爾大學(xué)研發(fā)的流變成形工藝及設(shè)備1996年取得專利。

　　鎂合金技術(shù)應(yīng)用展望

　　人類社會(huì)發(fā)展到了二十一世紀(jì)的今天，人們已經(jīng)開始認(rèn)識(shí)到節(jié)約能源及保護(hù)環(huán)境的重要性。由於鎂合金具有重量輕等諸多優(yōu)點(diǎn)，它的應(yīng)用可以大大降低對(duì)能源的消耗，因此鎂合金將在未來(lái)的結(jié)構(gòu)材料中占據(jù)重要地位。中國(guó)是鎂資源大國(guó)，同時(shí)又加入了WTO，對(duì)於鎂合金鑄件的大量采用將是不容置疑的事實(shí)。這既是一個(gè)機(jī)遇，也是一個(gè)挑戰(zhàn)。我們必須行動(dòng)起來(lái)，充分利用中國(guó)豐富的鎂礦資源和巨大的鎂生產(chǎn)能力，為發(fā)展鎂合金的應(yīng)用做好鎂合金關(guān)鍵技術(shù)的開發(fā)工作，迎接鎂合金應(yīng)用高潮的到來(lái)