鎂合金壓鑄生產(chǎn)過(guò)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(guó)有著非常豐富的鎂儲(chǔ)量，據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)的鎂儲(chǔ)量約占全世界總量的1/3，為我國(guó)鎂合金工業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了良好基礎(chǔ)，更我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了強(qiáng)大的動(dòng)力。因此，為了推動(dòng)鎂合金工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，對(duì)鎂合金壓鑄生產(chǎn)的質(zhì)量進(jìn)行控制是非常必要的。

1 融化準(zhǔn)備

1.1 入庫(kù)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(dāng)確定美合金錠符合上述要求之后才能正式簽訂大批量進(jìn)貨合同。其次，如果選擇兩或兩個(gè)以上的美合金錠供應(yīng)商，需要以供應(yīng)商為基礎(chǔ)分開(kāi)儲(chǔ)存，使用的時(shí)候也要做好記錄。

1.2 融化前的分級(jí)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(duì)成分不合格的鑄件進(jìn)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(biāo)記。其次在對(duì)報(bào)廢件進(jìn)行回爐處理前，需要使用清潔劑清除報(bào)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(hù)措施的準(zhǔn)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(shí)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(guò)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(dāng)鎂鋁溶液的溫度在436℃時(shí)，溶液中會(huì)出現(xiàn)共晶體，能夠使溶液的流動(dòng)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(dāng)溶液溫度在341℃時(shí)會(huì)出現(xiàn)共晶體，此時(shí)如果溶液中含有0.8%鋅，溶液的流動(dòng)性和機(jī)械性會(huì)得到明顯改善，但如果鋅的含量超過(guò)了總質(zhì)量的1%會(huì)導(dǎo)致鎂合金出現(xiàn)高溫?zé)岽嘈浴５谌清i，錳能夠明顯提升鎂合金的耐腐蝕性，還可以對(duì)鐵的有害性進(jìn)行中和。但如果錳的含量超過(guò)了總質(zhì)量的0.5%會(huì)降低鎂合金的機(jī)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(shí)會(huì)出現(xiàn)共晶體，少量的硅能夠?qū)︽V合金的流動(dòng)性和造型性進(jìn)行改善。第五是鐵，鐵只能存在于鎂的晶粒之間，無(wú)法和鎂融合到一起，如果融液中存在適量的錳會(huì)和鐵發(fā)生反映生成沉淀物，從而減輕鐵對(duì)鎂合金機(jī)械性能和耐腐蝕性的影響。第六是銅和鎳，這兩種物質(zhì)會(huì)使熔融狀的美合金出現(xiàn)嚴(yán)重的氧化燒損，導(dǎo)致耐腐蝕性嚴(yán)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?dú)怏w，并且要大于在鋁合金的溶解度，更沒(méi)有在鋁合金中那么嚴(yán)重的凝固析出傾向，簡(jiǎn)單的壓鑄便可讓氫和鎂合金鑄件融合。在一些個(gè)體比較大、厚壁的鎂合金件中沒(méi)有對(duì)除氣進(jìn)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(huì)繼續(xù)擴(kuò)大結(jié)晶的間隔，導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)不平衡，進(jìn)而引發(fā)上述問(wèn)題，這對(duì)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(huì)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(huì)明顯降低，并且報(bào)廢量還會(huì)增加。氫等氣體會(huì)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(jìn)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(huì)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(wèn)題。第三，如果鎂合金溶液溫度不足會(huì)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(dòng)性降低的問(wèn)題，進(jìn)而就會(huì)導(dǎo)致壓鑄件不滿。有很多因素都會(huì)對(duì)鎂合金溶液的溫度產(chǎn)生影響。

（2）模具溫度。對(duì)實(shí)際的鎂合金逐壓鑄件生產(chǎn)進(jìn)行分析可知，模具溫度的對(duì)壓鑄件的廢品率有很大影響。鎂合金在凝固過(guò)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(dòng)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(guò)高可使用水來(lái)降低溫度，但是這種冷卻方式不容易控制，會(huì)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(lái)安全穩(wěn)定的控制模具溫度。

（3）沖型。由于鎂合金在凝固過(guò)程中的放熱量比較小，不僅需要對(duì)模具的溫度進(jìn)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(shí)間在25到35秒之間，正常壁厚的壓鑄件沖型時(shí)間在30秒到50秒之間，薄壁件的沖型時(shí)間在50秒到90秒之間。在壓射速度方面熱式壓鑄機(jī)的壓射速度為大于等于6米每秒，冷式壓鑄機(jī)的壓射速度為大約等于8米每秒。在鎂合金件的壓鑄過(guò)程中，速度和壓力都會(huì)影響鑄件的質(zhì)量和輪廓清晰度，同時(shí)為了減少因渦流而引起的物理性能下降，應(yīng)對(duì)澆筑和壓射的速度進(jìn)行控制，但是對(duì)于一些大型、復(fù)雜的壓鑄來(lái)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(duì)冷式壓鑄機(jī)，這是因?yàn)槔涫綁鸿T機(jī)壓室在充入鎂合金溶液過(guò)后會(huì)在上方留存一定的空間，如果留存的空間過(guò)大就會(huì)導(dǎo)致壓室內(nèi)存在過(guò)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(huì)嚴(yán)重影響壓鑄件的質(zhì)量。但如果留存的空間過(guò)小又會(huì)導(dǎo)致壓室溫度過(guò)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(diǎn)比較低，一般當(dāng)溫度在100℃和1500℃之間時(shí)會(huì)很快揮發(fā)，因此對(duì)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(guò)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(wèn)題。第六是污染性，要便于處理同時(shí)對(duì)環(huán)境的影響非常小。在滿足上述個(gè)六個(gè)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(shí)對(duì)此要提高重視。在使用涂料時(shí)也應(yīng)遵循相應(yīng)的工序和用量，噴涂時(shí)要保證均勻，然后均勻吹干，脫料噴涂完之后才可以進(jìn)行合模、壓射、開(kāi)模、清理、在噴涂等操作。

3 結(jié)語(yǔ)

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