镁合金压铸技术的研究现状

摘要：镁合金在延展性、稳定性、刚度与强度方面均在金属结构材料中均属于上乘，经过工艺手段的不断完善，镁合金也成为了密度最小的工业结构材料，在航空航天、汽车制造、电子电器、机械五金等多领域均投入了大量使用，占有一席之地。本文将系统性地分析目前压铸技术的发展现状，并具体分析镁合金的各类应用场景，同时介绍镁合金的压铸成形技术，并探讨镁合金压铸技术在未来遇到的挑战与转型机遇，预测未来发展方向。

关键词：镁合金;压铸技术;成形技术;发展方向

引言：伴随着科技日新月异的发展，工业化经济水平的不断提升，压铸技术在工业领域所占的比重也越来越大，工艺水准也随之不断完善，创造出了更繁多种类、更优良质量的压铸合金。其中镁合金的大量投入使用，更是加快了汽车轻量化进程发展脚步、航空航天领域对于新型结构材料的研究使用，电子电器领域上也加速了设备在轻量化方向改进，减少了油量电能消耗，大幅度提升新能源可利用率，极大的降低了生产成本。应该说镁合金具有极为宽广的发展前景，镁合金压铸技术也还有很大的进步空间，着手高性能变形镁合金加工材料的研究与开发也成了当务之急的发展趋势。

1、压铸技术的目前现状

压铸技术自我国古代活字印刷术问世之际，便随之应运而生，已经有很长一段历史了，压铸设备也在不断进化，随着经济化进程的不断发展，如今的压铸技术可以完成同批次大量的零部件产品制造，进行快速生产。同时也由于铸造设备和每次开模的成本过高，因此尽量避免单次压铸产品，大部分时候都会选择压铸大批量零件，才能提升利润额度。但据权威调研机构数据资料显示，我国的压铸件工艺水准相比于发达国家依然具有一定差距，我们的技术提升依然有很长的路要走，品牌化营销模式推行的也不够好，比如国外较为成熟的压铸技术，我们还需要在规范的压铸产业体系建立、质量把控严格、价格利润制定合理、品牌信誉公关力度等多个方面协调提升。

2、镁合金的目前应用

2.1镁合金在航空航天领域的应用

镁合金的耐腐蚀性较弱，但是具有轻量化等特点。第三代战机之后使用频率也降低了很多，目前分散化应用于制造轰炸机与运输机等部件上，例如变速系统壳体与减速机匣等部位，由于轻盈，可以带动旋翼产生更大升力，是目前最为合适的材料。同时镁合金也具有油类液体之中使用化学性质较稳定的特性，因此被大幅使用在齿轮机匣、油泵等部位。

2.2 镁合金压铸件在汽车工业领域的应用

镁合金铸件具有精度高、延展性强等特点，超优质的物理性能相较于其他合成金属材料可极大程度满足人们需求，如表2.1为镁合金与铝合金、钢铁、塑料等其他材料的物理性能对比。

镁合金在合金材料中具有密度轻量化的显著特点，同时，镁与铁不容易产生化学反应，镁与铁进行压铸时，熔化损失少，可大幅度提升压铸寿命，单位容量条件下，镁的热焓低，压铸速率高，并具有减少噪声、减少振动等优良性能，同时耐磨性和耐腐蚀性也都具有优势。

2004 年镁的国际社会产量便已经达到63.40万吨，最多用于跟铝合金进行搭配，可大幅度提升压铸速率，并每年都在直线递增，如表2.2所示，世界主要地区三大消费领域耗镁量的变化情况，主要为铝合金用镁、镁合金压铸用镁、钢铁脱硫用镁等。我们可以依此进行预测，未来镁合金的应用，会超越铝合金的应用。

同时也跟随汽车产业的不断升级转型，全世界都在朝着新能源方向发展，节能、环保的理念更加深入人心，汽车轻量化亟待解决，镁合金在此占有一席之地。主要的汽车零部件对于镁合金的应用主要有下面四个系列：镁铝锌锰AZ系列，镁铝锰AM系列、镁铝硅AS系列、美铝铁铼AE系列。应用到汽车之中的零部件均为压铸件，虽然用镁成本比用铝成本高一些，但能够使整個车身轻量化，耗油耗电量变低，随之废气拍出也变少，同时也具有降噪减振性能。

3、镁合金压铸工艺

对于全部的压铸合金而言，传统压铸技术经常会残留气体溶解在压铸合金内，而后在金属材料内部产生高压微孔，分布在压铸合金内部，对于压铸合金品质产生了极大影响，如果遭遇高温环境，这些气体更是会产生膨胀，导致压铸合金材料变形与表面鼓包，如果继续采用传统的压铸方法，依然无法承受高温环境作业，所以为了弥补这个缺陷，我们需要提升压铸件工艺质量，目前有真空压铸、充氧压铸、半固态金属流变压铸、触变压铸和挤压铸造。

3.1 真空压铸法

需要在压铸过程中通过真空环境，排出腔内气体，消除残留气泡，可以明显减少溶解气体，随之压铸件的力学性能与表面质量也得到了大幅度提升;

3.2 充氧压铸法

充氧压铸法也可以称之为无气孔压铸，或是PF法。金属熔化成金属液进行充型之前，需要在模具中，用氧气等活性气体充满型腔，排出腔内空气，再注入金属液，而后同腔内活性气体接触，生成金属氧化物，彻底消除压铸件内气体。

结束语：

目前这些年，我国的镁合金压铸件生产产业具有极大的发展空间，也彰显出了极大的优势，但是技术上一直稍有落后，等待我们去探索、开发与应用，我们必须及时更新镁合金压铸设备，完善工艺流程，提高技术上的稳定性，在航空航天、电子机械、通讯生活等多重方面加大镁合金的应用，从需求端出发，充分推动镁合金压铸业的发展。

参考文献：

[1] 杨虹，徐静.镁合金压铸技术的研究现状[J].铸造技术，2017，38（04）：749-751+757;

[2]裴懋蚦.航空航天用镁合金材料的铸造及应用[J].冶金与材料，2018，38（06）：74-75;

作者简介：林占宏（1974-08-），男，汉族，青海大通人，本科，工程师，研究方向为镁合金压铸。