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        镁合金概述
        2014-12-16

        二.镁合金轮毂电磁泵低压铸造

        除了原材料的价格因素外,成形工艺的优劣直接关系到轮毂的质量,同时制造成本的高低也决定了轮毂产品的价格。因此,高质量、低成本的镁合金轮毂的成形技术的开发将是镁合金轮毂大量应用的关键。目前有报导的生产镁合金轮毂的方法有重力浇铸(6)、真空压铸(7)、充氧压铸(8)、低压铸造(9)等方法。此外,也可以采用锻造法。与前述几种方法相比,电磁泵电磁泵低压铸造具有特殊的优势。

        目前在国际上比较流行的Cosworth工艺(10)应用于生产一级方程式赛车发动机,可以得到非常高质量的铸件,其关键技术之一就是采用了电磁泵充型低压铸造技术。传统的低压铸造方法主要采用压缩空气充型、保压来完成铸造过程。电磁泵是一种输送导电流体的设备,它的基本原理(如图1):通以电流的液态金属在磁场中受到洛伦兹力的作用而产生定向移动。其主要参数是电磁铁磁场间隙的磁感应强度B (单位T) 、流过液态金属的电流密度j (单位A/mm2) 以及处于磁隙间升液方向上的金属液体长度L。它们与电磁泵的主要技术性能指标——压头(ΔP) 间存在如下关系(11)当电流和磁场足够大时,产生的力可以满足一般低压铸造的要求。图2为电磁泵低压铸造工艺的示意图。首先将经过精炼净化的金属液倒入保温炉内,如有必要再进行二次精炼。当金属液达到浇注温度时,即可在计算机控制下进行充型,充型时金属液流量是根据铸件不同截面处体积不同进行流量控制的,这样可以保证不同截面处液面平稳上升,从而达到平稳充型目的。当金属液充满铸型,经过一定结壳时间后,即可进行升压保压,这样可以确保铸件质量。

        电磁泵低压铸造镁合金轮毂具有以下优点:

        ①电磁泵充型由于不是在完全密封的环境下充型,故可对保温炉内镁液进行细化、净化等处理。充型过程中由于电、磁都可以按预先设计的工艺方案执行,可保证充型过程的平稳进行。

        ②相对于气压式低压铸造系统来说,电磁泵在铸件升压和保压过程中,只是在升液管中受压,坩埚不受任何压力,因此,大大提高了镁合金低压铸造的****系数。

        ③保温炉只是需要相对密封,这样有利于采用气体;。而普通低压铸造设备必须要求良好的密封条件,操作时必须采用惰性气体或熔剂;,提高了生产成本和降低了工作效率。

        ④采用电磁泵可以实现设备的连续工作,不会因中间加料而中断操作,采用气压式低压铸造时在加料过程中必须中断操作。

        已有研究表明,电磁泵低压铸造装置生产铝合金摩托车轮毂,所得轮毂的性能优于传统低压铸造(12)。但是,镁合金有其独特的合金性能,因此在开发适合镁合金成形的工艺时,需要注意模具设计、参数设定等特殊的地方:

        ① 由于镁合金的比热较小、凝固潜热较小,所以合金液的冷却速度快,镁合金溶液很快在模具型腔中凝固,所以要求充型时间很短,才能保证铸件没有冷隔、欠铸或成型不良等铸造缺陷(13)。

        ② 由于镁合金与铁的亲和性较低,加之优良的热收缩特性,因此可以采用较小的拔模斜度,有时甚至可以采用零起模斜度。

        ③ 镁合金同铝合金相比,对模具温度的要求更为严格,因此为获得优质的铸件,****采用模温控制器。

        ④ 为避免铸造裂纹,应采取以下一些措施:细化晶粒,提高合金的抗裂性能;严格控制铸型各部位涂料材料和涂料厚度,防止各部位冷速不均而造成应力集中;提高铸型的预热温度等。

        三.结束语

        镁合金轮毂用于汽车、摩托车、自行车有其独到的优点,因此镁合金轮毂在车辆工业的应用量必然会迅猛增长。研究开发适合镁合金轮毂的成形工艺势在必行。电磁泵低压铸造技术以其特有的优势,可以预计将在镁合金轮毂的生产中发挥重要作用。

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