镁合金压铸技术的最新发展及其应用？doc5(1)2805089916.docx

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1、镁合金压铸铸技术的最最新发展及及其应用镁合金是最最轻的工程程金属材料料之一，具具有很好的的比强度、比比刚度等性性能，特别别适合制造造要求重量量轻、强度度高、减震震降噪的工工程结构部部件和要求求一定强度度的壳类零零件。镁合合金低熔点点、低比热热及充型速速度快等优优点极其适适合於用现现代压铸技技术进行成成形加工。现现代科技和和相关产业业技术的发发展，使镁镁合金的应应用範围迅迅速扩展，特特别是在汽汽车工业和和电子信息息产业中获获得大量应应用。 本本文主要介介绍镁合金金压铸技术术研究、开开发、应用用的发展状状况，希望望藉此促进进中国镁压压铸技术的的发展及其其在各个领领域、尤其其是汽车工工业中的推推广应

2、用。 概述 长期期以来，镁镁的80%用於铝合合金的添加加元素或冶冶金行业脱脱氧等、113%用於於铸造合金金、3%用用作变形制制品。随着着科技进步步及对镁可可贵性的认认识，其产产品广泛用用於航空、航航天、汽车车配件、电电子及通讯讯等领域。 汽车行业业采用镁合合金量的急急剧增加是是拉动镁合合金全球用用量增加的的重要因素素，生产商商在汽车上上应用镁合合金零部件件不仅是为为了减轻重重量，更是是藉此来不不断提高汽汽车的性价价比，从而而加强其在在竞争日益益激烈的汽汽车巿场上上的竞争优优势。预计计1996620008年全球球用於汽车车零部件的的镁量平均均每年递增增15%以以上，其中中，北美增增长速度为为30

3、%，欧欧洲则超过过60%。 欧、美、日日等发达国国家的汽车车制造公司司在政府的的协调下与与科研院所所密切合作作，投入大大量人力物物力，实施施多项大型型研究发展展计划，研研究用镁合合金制造汽汽车零部件件。这些研研究开发计计划促进了了镁合金在在汽车上的的应用发展展。 电子子信息产业业由於数字字化的发展展，巿场对对电子及通通讯产品高高度集成化化、轻薄化化及可回收收的要求愈愈来愈高。以以前作为主主要材料的的工程塑料料已经无法法满足要求求，因此人人们把目光光投向了镁镁合金。例例如，镁合合金具有优优异的薄壁壁铸造性能能，其压铸铸件壁厚可可达0.88mm-11.5mmm，并保持持一定的强强度、刚度度和抗冲击

4、击性能。因因此，在薄薄壁、轻薄薄、抗冲击击、电磁屏屏蔽、散热热及环保等等方面的要要求之下，镁镁合金成了了制造商的的最佳选择择。近年来来，电子信信息产业的的镁合金消消耗量急剧剧增加，成成为拉动全全球镁消耗耗量的另一一重要因素素。 过去去，限制镁镁合金广泛泛应用的主主要因素是是价格和镁镁合金的生生产工艺，近近几年这两两方面都有有较大突破破。随着从从镁的冶炼炼到镁合金金的生产工工艺不断完完善，以及及容易回收收的特性使使镁合金的的价格进一一步走低，新新型镁合金金压铸技术术的出现扩扩大了镁合合金的应用用範围，增增加了镁合合金与其它它工程材料料的竞争力力。 国外外镁合金压压铸技术及及其应用 利用传统统的压

5、铸技技术压铸镁镁合金，与与压铸其它它合金一样样，存在型型腔内气体体以及由压压铸涂料产产生的气体体无法顺利利排出的问问题。这些些气体在高高压下或者者溶解在镁镁合金内，或或者形成许许多弥散分分布在压铸铸件内的高高压微气孔孔。因此，铸铸件既不能能进行热处处理强化，也也不能在较较高的温度度下使用。为为了消除这这种缺陷，提提高压铸件件的内在质质量，扩大大压铸件的的应用範围围，近200年来，经经过材料工工作者的不不懈努力，开开发出一些些新的压铸铸技术，包包括半固态态压铸、触触变注射成成形技术、充充氧压铸、真真空压铸等等。 触变变注射成形形技术 半半固态压铸铸和触变注注射成形是是较新的金金属制品生生产技术。

6、半半固态金属属成形技术术首先是由由美国麻省省理工学院院Flemmingss教授於上上世纪700年代开发发的新一代代金属加工工技术。目目前在美国国、日本、瑞瑞士、意大大利等国家家，半固态态成形已进进入到工业业化的增长长期。这种种工艺对铝铝合金的半半固态成形形基本成熟熟。但由於於镁合金的的锭料在二二次加热时时易氧化燃燃烧，所以以一般的半半固态成形形工艺不适适宜镁合金金的半固态态成形。因因此，美国国Dow Chemmicall公司研制制了镁合金金的半固态态触变成形形工艺与设设备。触变变注射成形形技术是一一种把低熔熔点合金进进行熔化，以以高速、高高压把原料料注入金属属模具内进进行成形的的技术，目目前已

7、经进进入实用阶阶段触变注注射成形的的铸造压力力高，能促促进金属模模具和镁合合金料浆间间的热传递递，导致表表面附近的的晶粒微细细化，对成成形产品赋赋予了高耐耐蚀性和机机械强度。这这个铸造压压力还能提提高产品对对金属模的的复制性，加加强筋和凸凸起部的成成形容易。料料浆的温度度与普通压压铸方法相相比，低550?1000，因而能能控制产品品由於热收收缩而引起起的尺寸变变化，并提提高模具的的使用寿命命。此外，触触变注射成成形的零件件可以热处处理，而且且不需要配配备熔化炉炉、不使用用SF6防防燃气体、不不产生浮渣渣和淤渣等等，兼顾了了安全性和和环保要求求（SF66破坏大气气臭氧层）。因因此，触变变注射成形

8、形技术是今今後实用的的成形方法法。 目前前，利用触触变注射成成形技术可可以制备手手机、笔记记本电脑、数数码照相机机、摄像相相机、液晶晶投影仪等等可移动通通讯器材的的壳体。座座椅、方向向盘等汽车车零部件的的成形应用用也在研究究开发中。 充氧压铸铸 充氧压压铸是金属属液充填压压铸型腔前前，将氧气气充入型腔腔取代其中中的空气，当当能与氧气气发生反应应的金属液液压入型腔腔时，一部部分氧气通通过排气槽槽排出，而而残留在型型腔中的氧氧气就与金金属液发生生反应，生生成氧化物物颗粒，呈呈弥散状分分布在铸件件中，从而而消除了压压铸件的气气孔。充氧氧压铸件的的晶粒非常常细小，从从而具有良良好的拉伸伸强度与疲疲劳性

9、能。而而普通压铸铸件的显微微组织中有有相当数量量的含铁针针状组织，降降低了塑性性。由於充充氧压铸消消除了压铸铸件中的气气孔，因此此，压铸件件可以热处处理与焊接接。充氧压压铸需附加加充氧控制制装置，铸铸型充氧不不但消耗氧氧气，还增增加了铸造造循环时间间。由於这这些原因，充充氧压铸件件比普通压压铸件的价价格要贵110%? 15%。但但采用充氧氧压铸後减减少了铸件件废品，提提高了性能能，节省了了机械加工工费用，综综合起来考考虑，对质质量要求较较高的铸件件反而可以以节约100%?300%。因此此，充氧压压铸特别适适合於需要要热处理提提高力学性性能、有气气密性要求求、在较高高温度下使使用或需要要焊接组合

10、合的压铸件件。 日本本轻金属株株式会社采采用充氧压压铸法批量量生产镁合合金磁头支支架，该支支架过去由由多层迭合合组成，现现改为整体体压铸件，不不但实现了了轻量化，而而且有很大大的经济价价值。该公公司使用充充氧压铸法法生产的镁镁合金摩托托车轮和汽汽车轮已投投入生产，与与铝轮相比比，镁轮的的重量减轻轻15%。 真空压铸铸 真空压压铸通过在在压铸过程程中抽除型型腔内的气气体而消除除或显着减减少压铸件件内的气孔孔和溶解气气体，提高高压铸件的的力学性能能和表面质质量。目前前已经成功功的在冷室室压铸机生生产出AMM60B镁镁合金汽车车轮毂，在在锁模力为为29400kN的热热室压铸机机上生产出出AM600B

11、镁合金金汽车方向向盘，铸件件伸长率由由 8%提提高至166%。 国国内镁合金金压铸技术术及其应用用 压铸生生产的迅速速发展引起起了国家科科技部门和和社会各界界以及国外外和港台地地区厂商前前所未有的的关注，并并已形成一一股强大的的推动力。 国内镁合合金压铸发发展状况 近年来，国国内镁合金金压铸件产产量平均年年增长率达达到了188%。20001年镁镁合金压铸铸件生产简简况统计。 以广东为为例，目前前已经发展展到11家家镁合金压压铸厂，共共拥有压铸铸机46台台。产品主主要有：笔笔记本电脑脑外壳、掌掌上电脑外外壳、手机机外壳、照照相机零件件等。图22为国内制制备的镁合合金变速箱箱壳体及镁镁合金方向向盘

12、。全国国从事镁合合金压铸的的单位已经经发展到五五十馀家，其其中上海乾乾通汽车附附件公司生生产的镁合合金汽车变变速箱壳体体、浙江岱岱美聚氨酯酯有限公司司生产的镁镁合金汽车车方向盘，深深圳富士康康公司、深深圳嘉丰金金属制品厂厂和东莞宝宝元科技镁镁合金厂以以及青岛金金谷镁业股股份有限公公司等开发发的镁合金金笔记本电电脑外壳和和手机外壳壳，均为镁镁合金应用用的典範。由由於镁合金金独特的性性能优势，最最近重庆镁镁业科技股股份有限公公司已推出出镁合金概概念摩托车车；隆鑫集集团和重庆庆华鹰摩托托车公司开开发了“镁镁合金六档档机”，产产品已批量量生产投放放巿场。这这说明摩托托车行业已已经意识到到镁合金应应用的

13、重要要性以及它它广阔的巿巿场前景和和巨大的经经济效益，并并已付诸行行动，这有有望成为镁镁合金压铸铸件推广应应用又一新新的突破口口，发展前前途充满希希望。 上上海乾通汽汽车附件公公司的轿车车变速箱体体镁合金压压铸件大量量应用於本本田、通用用、大众等等名牌汽车车，这标志志着中国压压铸工艺技技术正在向向国际水平平推进。 国内压铸铸企业面临临的机遇与与挑战 随随着人民生生活水平的的提高，汽汽车及信息息化产业迅迅速发展。上上海汽车集集团的战略略目标是22007年年实现汽车车年产1000万辆，汽汽车行业的的高速发展展已成为压压铸生产持持续发展的的基础。由由於约700%的镁合合金压铸件件用於汽车车，因此要要

14、求中国的的汽车工业业应加速采采用镁合金金压铸件，以以适应加入入WTO後後更加激烈烈的竞争局局面。必须须改变引入入新车型後後用铝铸件件替代镁铸铸件的作法法，提高中中国自身镁镁合金的生生产水平。 中国关於於镁合金及及其压铸技技术还处於於起步阶段段。除了在在航空航天天工业界有有小量的镁镁合金金属属型铸件的的使用外，镁镁合金在民民品上使用用还较少。作作为民用金金属材料的的广泛应用用，还有许许多工艺技技术障碍需需要突破。中中国镁合金金的开发应应用工作明明显大大落落後於欧美美国家，重重要产品的的开发和工工艺研究成成果还未见见报道。 近几年国国外关於镁镁合金应用用从工艺到到设备的大大量专利技技术的出现现，中

15、国如如不及时开开展镁合金金及其压铸铸技术的研研究工作，这这些专利技技术对中国国镁合金技技术发展的的卡脖将愈愈加严重，对对中国进入入21世纪纪後的竞争争地位是极极为不利的的。例如，前前几年中国国对半固态态凝固的工工艺进行了了许多的研研究，取得得了一些研研究成果，但但此工艺作作为产品实实用工艺的的开发一直直未见报道道。目前，发发达国家的的半固态凝凝固技术的的实用研究究已有较大大的技术突突破、有了了较成功的的应用，大大大改善了了压铸产品品的质量和和性能，新新的流变铸铸造和触变变铸造已成成为生产需需要强度高高、气密性性好的镁合合金汽车零零件、电子子通讯产品品外壳的重重要实用工工艺。他们们同时推出出许多

16、保护护性专利，以以期在这项项技术上取取得垄断性性的竞争优优势。例如如美国Doow Chhemiccal公司司19911年取得触触变压铸技技术专利，现现在还授权权日本JSSW和加拿拿大Hussky公司司生产新型型镁合金触触变成形机机；美国康康奈尔大学学研发的流流变成形工工艺及设备备19966年取得专专利。 镁镁合金技术术应用展望望 人类社社会发展到到了二十一一世纪的今今天，人们们已经开始始认识到节节约能源及及保护环境境的重性。由由於镁合金金具有重量量轻等诸多多优点，它它的应用可可以大大降降低对能源源的消耗，因因此镁合金金将在未来来的结构材材料中占据据重要地位位。中国是是镁资源大大国，同时时又加入了了WTO，对对於镁合金金铸件的大大量采用将将是不容置置疑的事实实。这既是是一个机遇遇，也是一一个挑战。我我们必须行行动起来，充充分利用中中国丰富的的镁矿资源源和巨大的的镁生产能能力，为发发展镁合金金的应用做做好镁合金金关键技术术的开发工工作，迎接接镁合金应应用高潮的的到来。