鎂合金是一種能夠滿足各種行業需求、發展前景極為可觀的輕質合金材料。與目前的主流材料相比密度小、比強度高、減振性和機械加工性好、良好（hǎo）的鑄造性和再（zài）生性、高電磁屏障等優點（diǎn）。

      我國鎂合金壓鑄的產業（yè）化剛剛起步。進人90年代以來，我國在汽車、計算機、通訊等領域有了極大的發展。汽車輕量化、高速、節能等問題也（yě）日益突出。促使了鎂合金的發展。國（guó）內各主（zhǔ）要汽車廠家（jiā）對（duì）鎂合金在汽車上的（de）應用表現出強勁需求，其中一些廠家已開始將鎂合金開發應（yīng）用提上重（chóng）要議程。

      鎂合金加工成型技術簡介

      鎂合金成為重要的工程材料除了本身的優異性能外，還可以方便的加工成所需要的（de）外形。鎂合金成型（xíng）主（zhǔ）要通過塑性變形和（hé）鑄造兩（liǎng）種方式但是用塑性變形法加工鎂（měi）合金存（cún）在著許多不利因索，當前鎂合（hé）金（jīn）的成型主要依（yī）賴鑄造的方法。鎂合金鑄造大（dà）致分為（wéi）：重（chóng）力澆注、低壓澆注、半固（gù）態（tài）壓鑄、觸變注射成型、高壓鑄（zhù）造。由於鎂合金熱（rè）流動性好，所以很適合（hé）薄壁件的壓鑄生產。現（xiàn）在90％左右的（de）鎂合金工程結構件（jiàn）是通過壓鑄（zhù）方法製造的。壓力鑄（zhù）造的原理是液體金屬在高壓作用下壓入精密加工（gōng）的鋼壓鑄模內，並完全填充壓鑄模，從而獲得輪廓清晰的、與壓鑄模型（xíng）腔相符的壓鑄件。　

      壓鑄的填充過程

      壓鑄的填充過程是複雜的，早期的填充理論的一些觀點都是在特定（dìng）的試驗條件下獲得的。有很大的（de）局（jú）限性，直接用來分析（xī）一些實（shí）際問題雖然有一定的意義，但還存在不（bú）足（zú）之處，這在生產實踐中已（yǐ）得到（dào）證實。早期（qī）較為典型的三種填充方式如下：　

      噴射填充。金屬液從內澆口處噴射至型腔最遠端（duān），撞擊該處型壁後，部分金屬聚積並產生渦流，另一部（bù）分金屬則向所有方向噴濺，並沿型壁自遠端向內澆口（kǒu）返回。金屬流的速度由內澆口截麵積與型腔截麵積之比的大小（xiǎo）來控製。

      全（quán）壁厚（hòu）填充。金屬流從內（nèi）澆口處開始（shǐ），由後向前（qián）充滿型腔的整（zhěng）個厚度流動，流動時不（bú）產生渦流。無論內澆口截麵積與型腔截麵積之（zhī）比的大小如何，流動形（xíng）態不受影響。

      三階段填充。填充過程大致分為三個階段：第一階段是金（jīn）屬進入型腔後，首先衝擊列麵型壁，並沿（yán）型腔表麵向各方（fāng）向擴展，在型壁（bì）上生成表層，這個（gè）表（biǎo）層即為鑄件的外殼，又稱（chēng）為薄殼層；第二階段是隨後進（jìn）入的金屬繼續沉積，在薄（báo）殼層（céng）內的空間，直至填滿；第三階段是（shì）在壓力的（de）作用下（xià），型腔（qiāng）內的金屬得到壓實。　

      鎂合金主要物理和化學性能對壓（yā）鏞性（xìng）能的影響

      熱焓對充型性能的（de）影響，金屬熔體從工作溫度到凝固溫度釋（shì）放的（de）熱（rè）量（liàng），決定了其在相同（tóng）熱導率（lǜ）下保持可鑄性的時間（jiān），因此這（zhè）種熱量便作為判斷其最大可充型時間的尺度。　　

      金屬液粘度對充型（xíng）性能的影響。金屬液粘度顯著影響充型流動狀態，用雷諾數來表示（shì）這種性質，它同時考慮到流道的幾何形狀（zhuàng）和金屬液內摩擦產生的流動阻力。以GD—MgA19Znl與GD-AiSil2Cu的粘度作（zuò）比較，定性得出澆注（zhù）速度。兩者充（chōng）型時的流動特征應相同，故兩者流動時雷（léi）諾（nuò）數（shù）相等。鎂合金液平均充填型腔（qiāng）速度約為鋁合金（jīn）的1.25倍。根據鎂合金的比熱容，充型時（shí）間要短；根據鎂合金的粘度，充型速度要快。這兩者的一致性，表明鎂合（hé）金是一種非常適宜壓鑄的合金。

      壓力對鎂合金熱物性值的影響壓鑄時的（de）高壓會影響金屬的某些熱物性值。根據Clausius-Clapeyron方程，當鎂合金體收縮為3.8％及鋁合金體（tǐ）收縮為6％-3％時，熔點升高率為0.006℃/0.1MPa，當充型壓力為50MPa時，鎂合金的熔點可升高3℃，這對壓鑄件質量幾乎沒有影響（xiǎng）。

      鎂合金（jīn）汽車零件壓鑄（zhù）模具的加工成型技術    

      鎂舍金（jīn）汽車零件，壓鑄模具設計關鍵技術壓（yā）鑄機選（xuǎn）擇。鎂合金可以在冷（lěng）室壓鑄機中壓鑄，也（yě）可以在效率（lǜ）更高的熱室（shì）壓鑄機（jī）中（zhōng）壓鑄（zhù）。采用何種形式的壓鑄機進行生（shēng）產（chǎn）主要取決於鑄件的壁厚。Roland Fink在對（duì）“鎂合金壓鑄工藝的優化”問題進行研究（jiū）的過程中，通（tōng）過對鎂合金壓鑄經濟性、冷室壓鑄和熱（rè）室壓鑄過程分析提出：一般情況下，小於1kg的鑄件需要（yào）采用熱（rè）室壓鑄機，以保證薄壁件（jiàn）的充滿；大件則推薦采用冷室壓（yā）鑄機。

      工藝參數。在壓鑄生產過程中，選擇合適（shì）的工藝參數是獲得優質鑄件（jiàn），發（fā）揮（huī）壓（yā）鑄機最大生產率的（de）先決條件，是正確設計壓鑄模的依據。壓鑄時，影響合金液充填成型的因素很多，其中主要有壓射壓力、壓射速度、充填時間和壓鑄模溫度等等。這些因素互相影響、互（hù）為製約，調整一個因素會引起相應的工藝因素變化，因此正確選擇各（gè）工（gōng）藝參數十分重要。

      澆注係統設計（jì）。澆注（zhù）係統（tǒng）對金屬液（yè）流動的方向、排氣溢流（liú）條件、模具的（de）溫度分布、壓力的傳遞、充填時間（jiān）的長短及金屬液（yè）通過澆道處的速度和流動狀態等各個方麵（miàn），起（qǐ）著重要的控製與調節（jiē）作用。良好的澆（jiāo）注係統設計是模具成功與否的關鍵之一，不合理的澆注係統設計可能導致諸如縮孔、流痕、冷隔以及表麵質量不理想等各種缺陷。內澆道形狀（zhuàng）尺寸，以及排溢係統對於能否壓鑄出合格產（chǎn）品至關重要，模具設計中必須注（zhù）意考慮鎂合金的壓鑄特性（xìng）。

      計算機數（shù）值模擬

      目前，數值模擬軟件（jiàn）被廣泛認（rèn）為是優化汽車零件壓鑄模具（jù）工藝設計的必備（bèi）工具。美國（guó）、日本、德國等（děng）國（guó）的鎂合金壓鑄企業十分重視鎂合（hé）金CAD／CAE技術在產品生（shēng）產工藝設計上的應用，並取得了一定成果。我國在鋁、鋅合金壓鑄模的數值模擬方麵已經開（kāi）展了大量的工作（zuò），但在鎂壓鑄模方麵的研究還剛剛起步，對鎂壓鑄過程的充型規（guī）律、充型性能與壓鑄工藝（yì）參數的關係尚（shàng）缺（quē）乏（fá）深入係統的研究。因此，應當抓住當前市場發展的有利時機，投人人力物力，在鎂合（hé）金CAD／CAE研究領域（yù）迎（yíng）頭趕上。采用熱室壓鑄（zhù）機對鎂（měi）合金手機外殼進行生產，利用計（jì）算機輔助設計和模擬分析一體化技術(CAD／CAE)，通過計算機展示鎂合金（jīn）液充型、凝固的全過程，並（bìng）分析缺陷成因（yīn），改進不合理的澆注係（xì）統工藝設計方案，有效地保證了產品質量。采用數值模擬方法可以大大縮（suō）短新產（chǎn）品試製周期、降低工（gōng）藝（yì）改進費用，將缺陷降低到（dào）最低限度（dù），特別是在設（shè）計早期階（jiē）段采用（yòng）模擬軟件，預測缺陷的產生（shēng），優化澆注係統設計，可以有效避免（miǎn）由於結構、工藝和（hé）模具的不合理（lǐ）設計所（suǒ）造成的損失。美（měi）國芝加哥White Metal鑄造公司采（cǎi）用CAE軟件獲取（qǔ）薄壁家電產品機殼流場、溫度場的各種信息（xī），據（jù）此進行澆道、溢流槽和冷卻係統優化設計。利用模擬（nǐ）結果繪製PQ2圖（tú），綜合考慮多種因素的（de）影響，最終確定生產（chǎn）工藝中采用的最佳工藝參數值。數（shù）值模擬軟件在汽（qì）車鎂壓鑄件中（zhōng）應用（yòng）最為普遍，德國的（de）一些汽車行業已經成功地模擬了座椅架（jià）、觸變成型燃油泵（bèng）、奧迪5倍速（sù）變速（sù）箱、車輪、4缸發動機缸體等汽車用鎂合金壓鑄件，有效地縮短了產品開發周期，極大（dà）增強了（le）企業市（shì）場競爭能力。

      結束語

      鎂合金汽車（chē）零件壓鑄模具的加工成型技術首先要運用先進的工具軟件建立模具標準件數據庫和壓（yā）鑄模具設計，並進行計算機數值模擬（nǐ），並且模擬充型（xíng）和溫度（dù）場過程基礎上（shàng）尋求模具（jù）的優化設（shè）計才是中國鎂合金汽車零件的長遠出路。