杜健

摘 要：鎂合金無論是相變潛熱還是比熱容均低于鋁合金，壓鑄時，由于流動性差且冷卻快，易出現(xiàn)缺肉、欠鑄等缺陷。文章通過提高模具溫度及鎂合金的加熱溫度，以此實現(xiàn)壓射速度的增加，進而大幅降低廢品率。

關鍵詞：鎂合金；壓鑄工藝；改善

為滿足投影機光學系統(tǒng)的強度、散熱等要求，其結(jié)構(gòu)零件通常使用的是壓鑄鎂合金或壓鑄鋁合金。而壓鑄鎂合金的相關性能雖然優(yōu)于壓鑄鋁合金，但由于光學結(jié)構(gòu)件的復雜性，導致其壓鑄的生產(chǎn)性較差，良品率不高。隨著鎂合金壓鑄技術的不斷改進與提升，可逐漸實現(xiàn)壓鑄鎂合金對壓鑄鋁合金的替代。

1 產(chǎn)品概況

某產(chǎn)品壁厚4.4mm，輪廓尺寸91mm×93mm×60mm，凈質(zhì)量113g，材料AZ91D，乃為常見型鎂合金壓鑄件。此產(chǎn)品具有復雜結(jié)構(gòu)，模具在上下左右方向各有1側(cè)滑塊。介于產(chǎn)品功能，零件原先諸多部位具有過小的圓角，這對零件成形不利。

2 廢品分析

依據(jù)相關數(shù)據(jù)統(tǒng)計得知，此產(chǎn)品廢品率高達24%。通過深入分析259373件廢品，發(fā)現(xiàn)250378件為欠鑄（96.53%）；缺肉為8995件（3.47%）。

3 欠鑄分析

（1）合金液被氧化過于嚴重，流動性下降。因存在溢流及澆注系統(tǒng)，外加產(chǎn)品不合格，在持續(xù)壓鑄中，通常會產(chǎn)生>50%的回爐料。因鎂合金材料在進行熔煉過程中具有非常高的防護性要求，工廠中并無符合此要求的熔化爐，精煉條件并不滿足，在現(xiàn)實生產(chǎn)中，回爐料被直接送至保溫爐，操作者僅僅簡單化處理了合金液表面所漂浮的渣料。與精煉的成品合金錠相比，回爐料具有十分嚴重的被氧化情況，另外，流動性也比較差，此乃造成產(chǎn)品欠鑄的關鍵因素。（2）具有過低的模具溫度及合金澆注溫度。壓鑄過程中溫度把控乃是關鍵性工藝參數(shù)，為較好滿足充型條件，獲取更佳成形質(zhì)量，需運用更為適宜的模具溫度與合金澆注溫度。設定保溫爐溫度為670℃，采用便攜式測溫儀，對加料前及加料后澆注腔當中合金的溫度進行測量，數(shù)值：加料之前為662℃，加料30s后為661℃，加料3分鐘之后為647℃，加料后溫度呈現(xiàn)顯著降低。壓鑄鎂合金過程中，采用模溫機經(jīng)熱油加熱模具，乃為最為理想方式，熱油持續(xù)流經(jīng)模具內(nèi)管道，自內(nèi)部加熱模具，促使模具達到并維持所需溫度。此種加熱方式，模具會始終具有穩(wěn)定溫度，可使產(chǎn)品質(zhì)量顯著提升，另外，還可達到延長模具壽命的目的，使生產(chǎn)具有穩(wěn)定節(jié)律。壓鑄鎂合金時，模具中溫度通常維持在180～280℃。設定模溫機溫度為240℃，采用紅外測溫儀，對持續(xù)生產(chǎn)中的模具溫度進行測量，得知靜模為170～180℃，動模190～200℃，靜模具有偏低的溫度。由數(shù)據(jù)得知，模具及合金液具有較低溫度，在壓鑄時，易出現(xiàn)冷隔及欠鑄等缺陷。

4 對策及驗證

4.1 成品合金錠與回爐料分作原料對比

由于鎂元素具有較為活潑的化學特性，易被氧化，在精煉與特殊除渣工藝缺乏狀況下，壓鑄過程中，將回爐料作為原料時，鎂合金液流動性較之成本，要低于后者。為了能夠更為確切的驗證原材料流動性對于鎂合金欠鑄缺陷所產(chǎn)生的實質(zhì)性影響，分別于不同批次，取成品合金錠與回爐料進行生產(chǎn)，不改變其余工藝參數(shù)，經(jīng)統(tǒng)計得知，回爐料欠鑄廢品率為23.4%，成品合金錠則為19.0%，由此得知，運用成品合金錠作為原料，相比于回爐料，在合金流動性方面要好于后者，能夠降低欠鑄比例。

4.2 提升合金液溫度

為對合金液溫度對鎂合廢品率所產(chǎn)生的影響進行驗證，將合金液的溫度維持在690℃，保持其他工藝參數(shù)不變，分用合金錠與回爐料，然后進行生產(chǎn)。經(jīng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計得知，回爐料廢品率16.2%，成品合金錠廢品率為13.4%。經(jīng)比較可知，當合金液的溫度維持在66℃時，對欠鑄廢品率進行通解可知，當升高合金液的溫度，無論是成品合金錠還是回爐料，均會使得欠鑄廢品率顯著下降。其中成品合金錠具有最好的工件質(zhì)量，且具有最低的廢品率。

4.3 提高模具溫度

因合金液溫度會嚴重影響模具溫度，將模溫機溫度分別設置為240℃與280℃，然后將合金液的溫度分設為660℃與690℃，分4次現(xiàn)場監(jiān)控模具溫度，結(jié)果見表1。

從表1得知，當提高合金液的溫度后（30℃），模具溫度也會隨之而得到提升（20℃左右），但提升模溫機40℃后，此時的模具溫度僅提了5℃左右。經(jīng)深入分析得知，可能是模具加熱流道在設計上存有問題，將模溫機原定溫度提高，難以將模具溫度提高。

5 結(jié)語

總而言之，當提高模具溫度及合金液溫度之后，便會增加合金液的流動性，還可大幅提升充型能力，顯著降低欠鑄廢品率。運用成品合金錠進行生產(chǎn)，能夠降低廢品率，但幅度并不大，可通過改善壓鑄工藝條件，將廢品率高及回爐料流動性差的問題予以解決。

參考文獻

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