鎂合金是一種能夠滿足各種行業需求（qiú）、發展（zhǎn）前（qián）景極為可觀的輕質合金材料。與目前的主流（liú）材料（liào）相比密度小、比強度高、減（jiǎn）振性和機械加工性好（hǎo）、良好的鑄造性和（hé）再生性、高（gāo）電磁屏障等優點。

      我國（guó）鎂合金壓鑄（zhù）的產業化剛剛起步。進人90年代以來，我國在汽車、計算機（jī）、通訊等領域有了極（jí）大的（de）發展。汽車輕量化、高速、節能等問題（tí）也日（rì）益突出。促使（shǐ）了（le）鎂合金的發展。國（guó）內各主要汽車（chē）廠家（jiā）對（duì）鎂合金在汽車上的應用表現（xiàn）出強勁（jìn）需求，其中一些廠（chǎng）家已（yǐ）開始將鎂合金開發（fā）應用提上重要議程。

      鎂合金加工成型技術簡介

      鎂合金成為重要的工程材料除（chú）了本身（shēn）的（de）優異性能外，還可以方便的加工成所需要（yào）的外形。鎂（měi）合金成型主要通過（guò）塑性變形和鑄造兩種方式但是用（yòng）塑性變形法加（jiā）工鎂合（hé）金存在著許多不利因索，當前鎂合金的成型主要依（yī）賴鑄（zhù）造的（de）方法。鎂合金鑄造大致分為：重（chóng）力澆注、低壓澆注、半固態壓鑄（zhù）、觸變注射成型（xíng）、高壓鑄造。由於鎂合金（jīn）熱流動性好（hǎo），所以很適合薄壁件的壓鑄生產。現在90％左右的鎂合金工程結構件是通過壓鑄方法製（zhì）造（zào）的。壓力鑄造的原理是液體金屬在高壓作用下壓入精密加工的鋼壓鑄模內，並完全填充壓鑄模，從（cóng）而獲得（dé）輪（lún）廓（kuò）清晰的、與壓鑄模型腔（qiāng）相符（fú）的壓鑄件。　

      壓鑄的填充過程

      壓鑄的填充過程是複雜（zá）的，早期的填充理論（lùn）的（de）一些觀（guān）點（diǎn）都是在特定的試驗條件下獲得的（de）。有很大的局限性，直接用（yòng）來分析一些實際（jì）問題雖然有一定的意義，但還存在不足之處，這在生產實踐中已得到證實。早期較為典型的三種填（tián）充方式（shì）如下：　

      噴射填充。金（jīn）屬液從（cóng）內澆口處噴射（shè）至型腔最遠端，撞擊該處型壁後，部分金屬聚積（jī）並產生渦流，另一部分金屬則向所有方向噴濺，並（bìng）沿型壁自遠端向內澆（jiāo）口返回。金屬流的速度由內澆口截麵（miàn）積（jī）與型腔截麵積之比的大小（xiǎo）來控製。

      全壁厚填充。金屬流從內澆口處開始，由後向前充（chōng）滿（mǎn）型腔的整個厚度流動（dòng），流動時不產生渦流。無論（lùn）內澆口截麵積與型腔截麵積之比的大小如何，流動形態不受影響。

      三階（jiē）段填充。填充過程大致分為三個階（jiē）段：第一階段是金屬進入型腔後（hòu），首先衝擊列（liè）麵型壁，並沿型腔表麵向各（gè）方（fāng）向擴展，在型壁上生成表層，這個表（biǎo）層即為鑄件的外殼（ké），又稱為薄殼層；第二階段（duàn）是隨後進（jìn）入的金屬（shǔ）繼續（xù）沉積，在薄殼層內的空間，直（zhí）至填滿；第三（sān）階段是（shì）在壓力的作用下，型腔內的金屬得到壓（yā）實。　

      鎂合金主要物理和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（fàng）的熱量，決定了其在相（xiàng）同熱導率下保持可（kě）鑄性的（de）時間，因此這種熱（rè）量便作為判斷其最大可充型時間的（de）尺度。　　

      金屬液粘度對充型性能的影響。金屬（shǔ）液粘（zhān）度顯著影響充（chōng）型流動狀態，用雷諾數來表示這種性質（zhì），它同時考慮到流道的幾何形狀（zhuàng）和金（jīn）屬液內摩（mó）擦產生的流動阻（zǔ）力。以GD—MgA19Znl與GD-AiSil2Cu的粘度作比較，定性得出澆注速度。兩者充型時的流動特征應相同（tóng），故（gù）兩者流動時雷諾數相等。鎂合金液平（píng）均充填型腔速度約為鋁（lǚ）合金的1.25倍。根據鎂合金的比（bǐ）熱容，充型時間要短（duǎn）；根據鎂合（hé）金的粘（zhān）度，充型速（sù）度要快。這兩者的（de）一致性（xìng），表明鎂合金是一種非常適（shì）宜壓鑄的合金。

      壓力對鎂（měi）合金（jīn）熱物性值的影響壓鑄時的高壓會影響金（jīn）屬的某些（xiē）熱物（wù）性值。根據Clausius-Clapeyron方程，當鎂合金體收縮為3.8％及鋁合金體收（shōu）縮為6％-3％時，熔點升高率為0.006℃/0.1MPa，當充型壓力為50MPa時，鎂合金的熔點可升高3℃，這對壓鑄件質量幾（jǐ）乎沒有影響。

      鎂合金汽車零件壓鑄模具的加工成型技術    

      鎂舍金汽車零件，壓鑄模具設計關鍵技術壓鑄機選擇（zé）。鎂合金可以在冷室壓（yā）鑄機中壓鑄（zhù），也可以（yǐ）在效率更高的熱室壓鑄機中壓鑄。采用（yòng）何種形式的壓鑄機進行生產（chǎn）主（zhǔ）要取決於（yú）鑄件的壁厚。Roland Fink在對“鎂合金（jīn）壓鑄工藝的優化”問（wèn）題進行研究的（de）過（guò）程中，通過對（duì）鎂合金壓鑄經濟性（xìng）、冷室壓（yā）鑄和熱室壓鑄過程分析提出（chū）：一般情況下，小於1kg的鑄件需要采用熱室壓鑄機，以保（bǎo）證薄壁件的充滿；大件（jiàn）則（zé）推薦采用（yòng）冷室壓（yā）鑄機。

      工藝參數。在壓鑄生產（chǎn）過程中，選擇合適（shì）的（de）工藝參數是獲得優質鑄件，發揮壓鑄機（jī）最大生產率的先決條件，是正確設計壓鑄模的依據。壓鑄時，影響合金液充填成型的（de）因素很多，其中（zhōng）主（zhǔ）要（yào）有壓射（shè）壓力、壓射速度、充填時間和壓（yā）鑄模溫度等等。這些因素互相影響、互為（wéi）製約（yuē），調整一（yī）個因素會引起相（xiàng）應的工藝因素變化，因此正確選擇各工藝參數（shù）十分重要。

      澆注係統設計。澆注係統對金屬液流動的方向、排氣溢（yì）流條件、模（mó）具的溫度分布、壓力的傳遞、充填時間的長短及金屬（shǔ）液通過澆道處的（de）速度和流動狀態等各個方麵，起著重要的控製與調節作用。良好的澆注（zhù）係統設計是模具成（chéng）功與否的關鍵之一（yī），不合理的澆（jiāo）注係統（tǒng）設計可能（néng）導致諸如縮孔、流痕（hén）、冷隔以及表麵質量不理想等各（gè）種缺陷。內澆道形狀尺寸，以及排溢係統對於能否壓鑄出合格產品至關重要，模具設計中必須注意考慮鎂合金的壓鑄特（tè）性。

      計算機數值（zhí）模擬

      目前，數值（zhí）模擬（nǐ）軟件被廣（guǎng）泛認為是優化汽車零件壓鑄模具工藝設計的必備工具。美國、日本、德國等國的鎂合金（jīn）壓鑄企業（yè）十分（fèn）重視（shì）鎂合金CAD／CAE技術在產品生產工藝設計上的（de）應用，並取得了一定成果。我國在鋁、鋅合金壓鑄（zhù）模的數值模擬方麵已經開（kāi）展了大量的工作，但在鎂壓鑄（zhù）模方麵的研（yán）究還剛剛起步，對鎂壓鑄過程的充型（xíng）規律、充型性能與壓鑄工藝參數（shù）的關係尚缺乏深入（rù）係統的研究。因此，應當抓（zhuā）住當（dāng）前市場發展的有利時機，投人人力物力，在鎂合（hé）金CAD／CAE研究領（lǐng）域迎頭趕上。采用熱室壓鑄機對鎂合金（jīn）手機（jī）外殼進行生產（chǎn），利用計算機輔助（zhù）設計和模擬分析一體化技術(CAD／CAE)，通過計算機展（zhǎn）示鎂（měi）合金液充型、凝（níng）固的全過程，並分析缺陷成因，改進不合（hé）理的澆（jiāo）注係統（tǒng）工藝設計（jì）方案，有效地保證了產品質量。采用數值（zhí）模擬方法可以大大縮短新產品試製周期、降低工藝改進費用（yòng），將缺陷降低到最低限度，特別是在設計早期階段采用模擬軟件，預測缺陷的（de）產生，優化澆（jiāo）注係統設計（jì），可以有效避免由於結構、工藝和模具的不合理設計所造成的（de）損失。美國芝加（jiā）哥White Metal鑄造公（gōng）司采（cǎi）用CAE軟件獲取薄壁家電產品機殼流場、溫（wēn）度場的各種信息，據（jù）此（cǐ）進行澆道、溢流槽和冷卻（què）係統（tǒng）優（yōu）化設計。利用模擬結果繪製PQ2圖，綜合考慮多種因素的影響，最終確定生產工（gōng）藝中采用的（de）最佳工藝參（cān）數值。數值模擬軟件在（zài）汽車鎂壓鑄件中應用最為普遍，德國（guó）的一些（xiē）汽車行業已經成功地模擬了座椅架、觸（chù）變成型（xíng）燃油泵、奧（ào）迪5倍速變速（sù）箱、車輪（lún）、4缸發動機缸體（tǐ）等汽車（chē）用鎂（měi）合金壓鑄件，有效地（dì）縮短了產品開發周期（qī），極大增強了企業市場競爭能力。

      結束語

      鎂合金汽車零件壓鑄模具的加工成型技（jì）術首先要運用先進的工具軟件建立（lì）模具標準件數據庫和（hé）壓鑄模具設（shè）計，並進（jìn）行計算機數值模擬，並且模擬充型和溫度（dù）場過程基礎上尋求模具的優化設計（jì）才是中國鎂（měi）合（hé）金汽車零件的長遠出路。