鎂合金壓鑄技術的最新發展及其應用

 鎂合金是最輕的工程金屬材料之一，具有很好的比強度、比剛度等性能，特別適合制造要求重量輕、強度高、減震降噪的工程結構部件和要求一定強度的殼類零件。鎂合金低熔點、低比熱及充型速度快等優點極其適合於用現代壓鑄技術進行成形加工。現代科技和相關產業技術的發展，使鎂合金的應用範圍迅速擴展，特別是在汽車工業和電子信息產業中獲得大量應用。

本文主要介紹鎂合金壓鑄技術研究、開發、應用的發展狀況，希望藉此促進中國鎂壓鑄技術的發展及其在各個領域、尤其是汽車工業中的推廣應用。

概述

長期以來，鎂的80%用於鋁合金的添加元素或冶金行業脫氧等、13%用於鑄造合金、3%用作變形制品。隨著科技進步及對鎂可貴性的認識，其產品廣泛用於航空、航天、汽車配件、電子及通訊等領域。

汽車行業采用鎂合金量的急劇增加是拉動鎂合金全球用量增加的重要因素，生產商在汽車上應用鎂合金零部件不僅是為了減輕重量，更是藉此來不斷提高汽車的性價比，從而加強其在競爭日益激烈的汽車巿場上的競爭優勢。預計1996~2008年全球用於汽車零部件的鎂量平均每年遞增15%以上，其中，北美增長速度為30%，歐洲則超過60%。

歐、美、日等發達國家的汽車制造公司在政府的協調下與科研院所密切合作，投入大量人力物力，實施多項大型研究發展計劃，研究用鎂合金制造汽車零部件。這些研究開發計劃促進了鎂合金在汽車上的應用發展。

電子信息產業由於數字化的發展，巿場對電子及通訊產品高度集成化、輕薄化及可回收的要求愈來愈高。以前作為主要材料的工程塑料已經無法滿足要求，因此人們把目光投向了鎂合金。例如，鎂合金具有優異的薄壁鑄造性能，其壓鑄件壁厚可達0.8mm-1.5mm，并保持一定的強度、剛度和抗沖擊性能。因此，在薄壁、輕薄、抗沖擊、電磁屏蔽、散熱及環保等方面的要求之下，鎂合金成了制造商的最佳選擇。近年來，電子信息產業的鎂合金消耗量急劇增加，成為拉動全球鎂消耗量的另一重要因素。

過去，限制鎂合金廣泛應用的主要因素是價格和鎂合金的生產工藝，近幾年這兩方面都有較大突破。隨著從鎂的冶煉到鎂合金的生產工藝不斷完善，以及容易回收的特性使鎂合金的價格進一步走低，新型鎂合金壓鑄技術的出現擴大了鎂合金的應用範圍，增加了鎂合金與其它工程材料的競爭力。

國外鎂合金壓鑄技術及其應用

利用傳統的壓鑄技術壓鑄鎂合金，與壓鑄其它合金一樣，存在型腔內氣體以及由壓鑄涂料產生的氣體無法順利排出的問題。這些氣體在高壓下或者溶解在鎂合金內，或者形成許多彌散分布在壓鑄件內的高壓微氣孔。因此，鑄件既不能進行熱處理強化，也不能在較高的溫度下使用。為了消除這種缺陷，提高壓鑄件的內在質量，擴大壓鑄件的應用範圍，近20年來，經過材料工作者的不懈努力，開發出一些新的壓鑄技術，包括半固態壓鑄、觸變注射成形技術、充氧壓鑄、真空壓鑄等。

觸變注射成形技術

半固態壓鑄和觸變注射成形是較新的金屬制品生產技術。半固態金屬成形技術首先是由美國麻省理工學院Flemings教授於上世紀70年代開發的新一代金屬加工技術。目前在美國、日本、瑞士、意大利等國家，半固態成形已進入到工業化的增長期。這種工藝對鋁合金的半固態成形基本成熟。但由於鎂合金的錠料在二次加熱時易氧化燃燒，所以一般的半固態成形工藝不適宜鎂合金的半固態成形。因此，美國Dow Chemical公司研制了鎂合金的半固態觸變成形工藝與設備。觸變注射成形技術是一種把低熔點合金進行熔化，以高速、高壓把原料注入金屬模具內進行成形的技術，目前已經進入實用階段觸變注射成形的鑄造壓力高，能促進金屬模具和鎂合金料漿間的熱傳遞，導致表面附近的晶粒微細化，對成形產品賦予了高耐蝕性和機械強度。這個鑄造壓力還能提高產品對金屬模的復制性，加強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防燃氣體、不產生浮渣和淤渣等，兼顧了安全性和環保要求（SF6破壞大氣臭氧層）。因此，觸變注射成形技術是今後實用的成形方法。

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

東莞市樂發精密五金制品有限公司

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