鎂合金是一種能夠滿足（zú）各種（zhǒng）行業需求、發展前景極為可觀的輕（qīng）質合金材料。與目前的主流材料相比密度小、比強度高、減振性和機械加工性好、良好的鑄造（zào）性（xìng）和（hé）再生性、高電磁屏障等優點。

      我（wǒ）國（guó）鎂合金壓鑄的產業化剛（gāng）剛起步。進人90年代以來，我國在汽車、計（jì）算機、通訊等（děng）領域有了極大的發展（zhǎn）。汽車輕量化、高速、節能等問題也日益突（tū）出。促使了鎂合金的發展。國內各主要（yào）汽車廠家（jiā）對鎂合金（jīn）在汽車（chē）上的應用表現出強勁需求，其中一些廠家已開始將鎂合金（jīn）開發應用（yòng）提上重要議程。

      鎂合金加工成（chéng）型技術簡介

      鎂合金成為重（chóng）要的工（gōng）程材（cái）料（liào）除了本身的優異性能外（wài），還可以方便的加工（gōng）成所需要的外形。鎂合金成型（xíng）主要通過塑性變形和鑄造兩種（zhǒng）方（fāng）式但是用塑性變形法加工鎂合金存在著許多不利因索，當前鎂合（hé）金的成型主要依（yī）賴鑄（zhù）造的方法。鎂（měi）合金鑄造大（dà）致分為：重（chóng）力澆注（zhù）、低壓澆注、半固態壓鑄、觸變注射成型（xíng）、高壓鑄造。由於鎂合金熱（rè）流動性好，所以很適合薄壁件的壓（yā）鑄生產。現在90％左右（yòu）的鎂合金工程結（jié）構件（jiàn）是通過壓鑄方（fāng）法製造的。壓力鑄造的原理是液體（tǐ）金屬在高壓作用（yòng）下壓入精密加工的鋼壓鑄模內，並完全填充壓鑄模，從而獲得輪廓清晰的、與壓鑄模型腔相符的壓鑄件。　

      壓鑄的填充過程

      壓鑄的填充過程是複雜的，早期的填充理論的一些觀點都是在特定的試驗條件下獲得的。有（yǒu）很大的局限性，直接用來分析一些（xiē）實際問題雖然（rán）有一定的（de）意（yì）義，但（dàn）還存在不足（zú）之處，這在生產實（shí）踐中已得到證實。早期較為典（diǎn）型的三種填（tián）充（chōng）方式如下：　

      噴射（shè）填充。金屬液（yè）從（cóng）內澆口處噴射至型腔最遠端，撞擊該處型壁後，部分金屬聚積並產生渦流，另一部分金屬則（zé）向所有方向噴濺（jiàn），並沿型壁自遠端（duān）向內澆口返回。金屬流的速度由內澆口（kǒu）截麵積與型腔截麵積之比的大小來控製。

      全壁厚填充。金屬（shǔ）流從內澆口處開始，由後向前充滿型腔的整（zhěng）個厚度流動，流（liú）動時不（bú）產生渦流。無論內澆口截麵積與（yǔ）型腔截麵積之比的大小（xiǎo）如何（hé），流動形態不受影響。

      三階段填充。填充（chōng）過程大致分為三個階段：第一階段是金屬進入型腔後，首先（xiān）衝擊列麵型壁，並沿型腔表麵向各方（fāng）向擴展（zhǎn），在型壁上生成表層，這個表層即為鑄件的外殼，又稱為薄（báo）殼層；第二階段是隨（suí）後進入的金屬繼續沉積，在薄殼層內的空間，直至填滿；第三階段是在壓（yā）力的作用下（xià），型腔內的金屬得到壓實。　

      鎂合金主要物理和（hé）化學性能對壓鏞性能的影響

      熱焓對充型性能的影響，金屬熔體從工作溫度到凝固溫度釋放的熱量，決定了其在相同熱導率下保持可鑄性的時間（jiān），因此這種熱（rè）量便作為判（pàn）斷其最大可充型時間的尺（chǐ）度。　　

      金屬液粘度對充型性能的影響。金屬液粘度顯著影響充型（xíng）流動狀態，用雷諾數來表（biǎo）示這種性質，它同（tóng）時考慮到流道的幾何形狀和金屬液內摩擦產生的流動阻力。以GD—MgA19Znl與GD-AiSil2Cu的粘度作比較，定性得出澆注速度。兩者充型時（shí）的流動特征應相同，故兩者流動時雷諾數相等。鎂合金液平（píng）均充填型腔速度約（yuē）為鋁合金的1.25倍。根（gēn）據鎂合金的（de）比熱容，充型時間要短；根據鎂合金的粘度，充型速度要（yào）快。這兩者的一致性，表（biǎo）明（míng）鎂合（hé）金是一種非常適宜壓鑄的合金。

      壓力對鎂合金熱物性值的影響（xiǎng）壓鑄時的高（gāo）壓會影響金（jīn）屬的某些熱（rè）物性值。根據Clausius-Clapeyron方（fāng）程，當鎂合金（jīn）體收縮為3.8％及鋁合金體收縮為6％-3％時，熔點升高率為0.006℃/0.1MPa，當（dāng）充型壓力為50MPa時，鎂合金的熔點可升高3℃，這對壓鑄件質量幾乎沒有（yǒu）影（yǐng）響。

      鎂合金汽車零件壓（yā）鑄模具的加工成型技（jì）術    

      鎂舍金汽車零件，壓鑄模具（jù）設計關鍵技術壓鑄機選擇。鎂合（hé）金可以在冷室壓（yā）鑄機中壓鑄，也可以在效率更高的熱室壓鑄機中壓鑄。采（cǎi）用（yòng）何種形式的壓鑄機進行生產主（zhǔ）要取決於（yú）鑄件的壁厚。Roland Fink在對“鎂合（hé）金壓鑄工藝的優化”問題進行研究的過程中，通過對（duì）鎂合金壓鑄經濟性、冷室壓鑄和熱室壓（yā）鑄過（guò）程分析（xī）提出：一般情況下，小於1kg的鑄（zhù）件需要（yào）采用熱（rè）室壓（yā）鑄機，以保證薄壁件的充滿；大件則推薦（jiàn）采用冷（lěng）室壓鑄機。

      工（gōng）藝參數。在壓（yā）鑄生（shēng）產過程中，選擇（zé）合適的工藝參數是獲得優質鑄件，發揮（huī）壓鑄（zhù）機最大生產率的先決條件，是正確設（shè）計壓鑄（zhù）模的依據。壓鑄時，影響合金液（yè）充填成型的因素很多，其中主要有（yǒu）壓射壓力、壓射速度、充填時間和壓鑄模溫度等等。這些因素互相影響、互（hù）為製約，調整（zhěng）一個因素（sù）會引起相應的工藝因（yīn）素變（biàn）化，因此正確選擇各工藝參數十（shí）分重要。

      澆注係統設計。澆注係統對金屬液流動的方向（xiàng）、排氣溢流條件、模具的溫（wēn）度（dù）分布、壓力的傳遞、充填時間的長短及金屬液通過澆（jiāo）道處的速度和流動（dòng）狀態等各個方麵，起著重要的控製與調節作用。良好的澆（jiāo）注係統設（shè）計是模具成功與否的關鍵之一，不合理（lǐ）的澆注係統設計可能導致（zhì）諸如縮孔、流痕、冷（lěng）隔以及表麵質量不理想（xiǎng）等各種缺陷。內澆道形狀尺寸（cùn），以及排溢係統對於能否壓（yā）鑄出合格產品至關重要，模具設計中必須注意考（kǎo）慮鎂合金的壓鑄特性。

      計算機數值模擬

      目前，數值模擬軟件被（bèi）廣泛（fàn）認為是優化汽車零（líng）件壓鑄模具工藝設計的必備工具。美國、日本、德國（guó）等國的鎂合金壓鑄（zhù）企業十分重視鎂合金CAD／CAE技術在產品（pǐn）生（shēng）產工藝設計上的應用，並取得了一定成（chéng）果。我國在鋁、鋅合金壓鑄模的（de）數值模擬方（fāng）麵（miàn）已經開展（zhǎn）了大量的工作，但在鎂壓鑄模方麵的研（yán）究還剛剛起步，對鎂壓鑄過程的充型規律、充型性能與壓鑄工（gōng）藝參數的關係尚缺乏（fá）深入係統（tǒng）的研究。因此，應當抓住當前市場發展的有利時機，投人人力物力，在鎂合金CAD／CAE研究領域迎頭（tóu）趕上。采用熱室壓鑄機對鎂合金手機外殼進行生產，利用計（jì）算機輔助設計和模擬分析一體化技術(CAD／CAE)，通過計算機展示（shì）鎂合金液充型、凝固的（de）全（quán）過程，並分析缺陷成因，改進不合理的澆注係統工藝設計方案，有效地（dì）保證了產品質量。采用數值模擬方法可以大大（dà）縮短新產品試製周期、降（jiàng）低工藝改（gǎi）進（jìn）費用（yòng），將（jiāng）缺（quē）陷降低到最低限度（dù），特別是在設計早期階段采用模擬軟件，預測（cè）缺陷的（de）產生，優化澆注係統設計，可以有效避免由於結構、工藝和模具的不合理（lǐ）設計所造成的損失。美國（guó）芝加哥White Metal鑄造公司采用CAE軟件獲取薄壁家（jiā）電產品機殼流場、溫度場的各種信息，據此進行澆道（dào）、溢流槽和冷卻係統（tǒng）優化設計。利用模擬結果繪製PQ2圖，綜（zōng）合考（kǎo）慮多種因素（sù）的影響，最終確定生（shēng）產工藝中（zhōng）采（cǎi）用的最佳工藝參（cān）數值。數值模擬軟件在汽車鎂壓（yā）鑄件中應（yīng）用（yòng）最為普遍，德國的一些汽車行業已經成功地模擬了座椅架、觸變成型（xíng）燃油泵、奧迪5倍速（sù）變速箱、車輪、4缸發動機缸體等汽車用鎂合金壓（yā）鑄件，有效（xiào）地縮短了產品開發周期，極大增強了企（qǐ）業市場競爭能力。

      結束語

      鎂合金汽車零件壓鑄模具的加工成型技術首先要運用先進的工具軟件建立模具標準件數據庫和壓鑄模具（jù）設計，並進行計算機數值模擬，並且模擬充（chōng）型和溫度場過程基礎上尋求模具的優化設計才是（shì）中國鎂合金汽車零件的長遠出路。