杜健

摘 要：镁合金无论是相变潜热还是比热容均低于铝合金，压铸时，由于流动性差且冷却快，易出现缺肉、欠铸等缺陷。文章通过提高模具温度及镁合金的加热温度，以此实现压射速度的增加，进而大幅降低废品率。

关键词：镁合金；压铸工艺；改善

为满足投影机光学系统的强度、散热等要求，其结构零件通常使用的是压铸镁合金或压铸铝合金。而压铸镁合金的相关性能虽然优于压铸铝合金，但由于光学结构件的复杂性，导致其压铸的生产性较差，良品率不高。随着镁合金压铸技术的不断改进与提升，可逐渐实现压铸镁合金对压铸铝合金的替代。

1 产品概况

某产品壁厚4.4mm，轮廓尺寸91mm×93mm×60mm，净质量113g，材料AZ91D，乃为常见型镁合金压铸件。此产品具有复杂结构，模具在上下左右方向各有1侧滑块。介于产品功能，零件原先诸多部位具有过小的圆角，这对零件成形不利。

2 废品分析

依据相关数据统计得知，此产品废品率高达24%。通过深入分析259373件废品，发现250378件为欠铸（96.53%）；缺肉为8995件（3.47%）。

3 欠铸分析

（1）合金液被氧化过于严重，流动性下降。因存在溢流及浇注系统，外加产品不合格，在持续压铸中，通常会产生>50%的回炉料。因镁合金材料在进行熔炼过程中具有非常高的防护性要求，工厂中并无符合此要求的熔化炉，精炼条件并不满足，在现实生产中，回炉料被直接送至保温炉，操作者仅仅简单化处理了合金液表面所漂浮的渣料。與精炼的成品合金锭相比，回炉料具有十分严重的被氧化情况，另外，流动性也比较差，此乃造成产品欠铸的关键因素。（2）具有过低的模具温度及合金浇注温度。压铸过程中温度把控乃是关键性工艺参数，为较好满足充型条件，获取更佳成形质量，需运用更为适宜的模具温度与合金浇注温度。设定保温炉温度为670℃，采用便携式测温仪，对加料前及加料后浇注腔当中合金的温度进行测量，数值：加料之前为662℃，加料30s后为661℃，加料3分钟之后为647℃，加料后温度呈现显著降低。压铸镁合金过程中，采用模温机经热油加热模具，乃为最为理想方式，热油持续流经模具内管道，自内部加热模具，促使模具达到并维持所需温度。此种加热方式，模具会始终具有稳定温度，可使产品质量显著提升，另外，还可达到延长模具寿命的目的，使生产具有稳定节律。压铸镁合金时，模具中温度通常维持在180～280℃。设定模温机温度为240℃，采用红外测温仪，对持续生产中的模具温度进行测量，得知静模为170～180℃，动模190～200℃，静模具有偏低的温度。由数据得知，模具及合金液具有较低温度，在压铸时，易出现冷隔及欠铸等缺陷。

4 对策及验证

4.1 成品合金锭与回炉料分作原料对比

由于镁元素具有较为活泼的化学特性，易被氧化，在精炼与特殊除渣工艺缺乏状况下，压铸过程中，将回炉料作为原料时，镁合金液流动性较之成本，要低于后者。为了能够更为确切的验证原材料流动性对于镁合金欠铸缺陷所产生的实质性影响，分别于不同批次，取成品合金锭与回炉料进行生产，不改变其余工艺参数，经统计得知，回炉料欠铸废品率为23.4%，成品合金锭则为19.0%，由此得知，运用成品合金锭作为原料，相比于回炉料，在合金流动性方面要好于后者，能够降低欠铸比例。

4.2 提升合金液温度

为对合金液温度对镁合废品率所产生的影响进行验证，将合金液的温度维持在690℃，保持其他工艺参数不变，分用合金锭与回炉料，然后进行生产。经数据统计得知，回炉料废品率16.2%，成品合金锭废品率为13.4%。经比较可知，当合金液的温度维持在66℃时，对欠铸废品率进行通解可知，当升高合金液的温度，无论是成品合金锭还是回炉料，均会使得欠铸废品率显著下降。其中成品合金锭具有最好的工件质量，且具有最低的废品率。

4.3 提高模具温度

因合金液温度会严重影响模具温度，将模温机温度分别设置为240℃与280℃，然后将合金液的温度分设为660℃与690℃，分4次现场监控模具温度，结果见表1。

从表1得知，当提高合金液的温度后（30℃），模具温度也会随之而得到提升（20℃左右），但提升模温机40℃后，此时的模具温度仅提了5℃左右。经深入分析得知，可能是模具加热流道在设计上存有问题，将模温机原定温度提高，难以将模具温度提高。

5 结语

总而言之，当提高模具温度及合金液温度之后，便会增加合金液的流动性，还可大幅提升充型能力，显著降低欠铸废品率。运用成品合金锭进行生产，能够降低废品率，但幅度并不大，可通过改善压铸工艺条件，将废品率高及回炉料流动性差的问题予以解决。

参考文献

[1]于彦东，蒋海燕，雷黎，等.镁合金压铸工艺的数值模拟[J].中南大学学报（自然科学版），2006，37（5）：867-873.

[2]吴有伍，刘放军.ZA85镁合金压铸工艺的研究[J].铸造，2006，55（4）：350-354.

（作者单位：中国华录集团有限公司）