镁合金成形技术

发布时间:2017-02-10 作者:admin 浏览量:1791

镁合金成形分为变形和铸造两种方法,当前主要使用铸造成形工艺。镁合金可以砂型铸造、消失模铸造、压铸、半固态铸造等方法成型,近年来发展起来的镁合金压铸新技术有真空压铸和充氧压铸,前者已成功生产出AM60B镁合金汽车轮毅和方向盘,后者也己开始用于生产汽车上的镁合金零件。解决汽车大型和复杂形状零部件的成形问题是当前进一步开发和改进镁合金成形加工技术的方向。这里就现在常用的镁合金铸造方法作一简要介绍。

3.1 压铸

该方法是将熔化的镁合金液,高速高压注入精密的金属型腔内,使其快速成形。根据把镁液送入金属型腔的方式,压铸机可分为热室压铸机和冷室压铸机两种。

1)热室压铸机。其压室直接浸在坩埚内镁液中,长期处于被加热状态,压射部件装在坩埚上方。这样压铸每循环一次时,不必特意给压室供给镁液,所以生产能快速、连续,易实现自动化。热室压铸机的优点是生产工序简单,效率高;金属消耗量少,工艺稳定;压入型腔的镁液较干净,铸件质量较好;镁液压人型腔时流动性好,适于压薄壁件。但压室、压铸冲头及坩埚长期浸在镁液中,影响使用寿命,对这些热作件材料要求较高。镁合金热室压铸机更适合生产一些薄壁而外观要求较高的零件,如手机和掌上电脑外壳等,但由于镁合金热室压铸机是采用冲头直接将镁合金液经过封闭的鹅颈和喷嘴压人金属模型腔,因此压射时增压压力较小,一般不适用于汽车、航天航空等大型、壁厚、载荷大的零件。

2)冷室压铸机。每次压射时,先由手工或通过自动定量给料机把镁液注入压射套筒内,因而铸造周期比热室压铸机要长些。冷室压铸机的特点是: 压射压力高,压射速度快,所以可以生产薄壁件,也可以是厚壁件,适应范围宽;压铸机可大型化,且合金种类更换容易,也可与铝合金并用;压铸机的消耗品比热室压铸机的便宜。多数情况下,对大型、厚壁、受力和有特殊要求的压铸件采用冷室压铸机生产。

镁合金压铸时,由于压射速度高,当镁液充填到模具型腔时,不可避免会有金属液紊流及卷气现象发生,造成工件内部和表面产生孔洞缺陷,因此对于要求高的铸件,如何提高其成品率是镁合金压铸所面临的主要问题之一。

3.2 半固态成形技术

镁合金半固态成形是近年来发展起来的成形技术,可以获得高致密度的镁合金制品,是具竞争力的镁合金成形方法。半固态成形主要有以下几种方法。

3.2.1 触变铸造

触变铸造是将制备的非枝晶组织的棒料定量切割后重新加热至液固两相区(固相体积分数为50%—80%),然后再采用压铸或模锻工艺半固态成形,触变铸造不使用熔化设备,锭料重新加热后便于输送和加热,易于实现自动化;但是,制备预制坯料需要巨大的投资,而且关键技术为国外少数几家公司所垄断,导致其成本居高不下,仅适于制造需高强度的关键零件。

3.2.2 流变铸造

流变铸造采用金属熔体做原料,冷却搅拌产生半固态合金浆料后,以管路或容器输送至压铸机直接成形,对于流变铸造,由于非枝晶半固态合金浆料在保持、状态控制和输送等方面存在着困难,在很大程度上限制了其工业应用,从而慢于触变铸造工业应用的步伐。随半固态铸造技术的进展,触变铸造在预制材料均匀性及成本、感应加热控制及材料消耗、成形过程的可靠性及重复性、废料回收等方面的限制越来越明显,其经济效益很难尽人如意,因此开发流变铸造再度受到人们的重视,日本日立制作所及UBE都开发出新的流变铸造工艺及设备。总之,流变铸造不仅可以低成本生产高质量的成形件,而且生产流程将比触变铸造显著缩短,更易于与传统压铸技术接轨,减少设备投资。显然,流变铸造技术将会有更大的应用潜力。

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