鎂合金壓鑄工藝安全操作要點(diǎn)及劣質(zhì)鎂合金壓鑄設(shè)備的危害

1、 專業(yè)技術(shù)文件 / Technical documentation 編號(hào)： 鎂合金壓鑄工藝安全操作要點(diǎn)及劣質(zhì)鎂合金壓鑄設(shè)備的危害Through the process agreement to achieve a unified action policy for different people, so as to coordinate action, reduce blindness, and make the work orderly.編制：_日期：_鎂合金壓鑄工藝安全操作要點(diǎn)及劣質(zhì)鎂合金壓鑄設(shè)備的危害溫馨提示：該文件為本公司員工進(jìn)行生產(chǎn)和各項(xiàng)管理工作共同的技術(shù)依據(jù)，通過對(duì)具體的工作環(huán)節(jié)

2、進(jìn)行規(guī)范、約束，以確保生產(chǎn)、管理活動(dòng)的正常、有序、優(yōu)質(zhì)進(jìn)行。本文檔可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行修改和使用。 隨著鎂合金壓鑄的興起與發(fā)展, 對(duì)鎂合金的壓鑄工藝特點(diǎn)及安全操作要點(diǎn)進(jìn)行探討, 有利于安全、優(yōu)質(zhì)地生產(chǎn)。針對(duì)鎂合金的不同特點(diǎn), 應(yīng)該有特別的防護(hù)措施及設(shè)備。有的工廠仍用傳統(tǒng)的普通冷室壓鑄機(jī)進(jìn)行鎂合金壓鑄件的生產(chǎn), 在生產(chǎn)中存在著潛在的危險(xiǎn)及隱患。1、 壓鑄工藝鎂合金的壓鑄工藝同其他合金的壓鑄工藝相似, 但是由于鎂合金的不同特性, 在壓力、速度、溫度及涂料的應(yīng)用上又有著不同的地方。1.1壓力鎂合金壓鑄分熱室和冷室兩種形式,壓鑄時(shí)壓力也不同,熱室機(jī)的壓射比壓在40MPa左右,冷室機(jī)的比壓要高于熱室機(jī),通

3、常的比壓在40-70MPa.另外重要的一點(diǎn)是增壓建壓時(shí)間,由于鎂合金的凝固潛熱低,鎂合金在模具內(nèi)的凝固時(shí)間要比鋁合金的短的多,如果增壓時(shí)間太晚的話,澆口和型腔的金屬液已經(jīng)凝固,增壓也就失去意義.所以建壓時(shí)間是衡量鎂合金壓鑄機(jī)性能的一個(gè)重要因素,大部分壓鑄機(jī)的增壓建壓時(shí)間都在60ms以上,這時(shí)澆口的鎂合金已經(jīng)凝固,增壓的壓力無法傳到模具型腔里面,優(yōu)秀的壓射系統(tǒng)建壓時(shí)間通常在20ms以內(nèi).1.2速度鎂合金由于密度小(只有鋁合金的2/3),因而慣性小。同時(shí), 由于鎂合金的凝固也很快, 要在金屬凝固前充填整個(gè)型腔, 因此, 鎂合金的壓射速度要快。熱室鎂合金的壓射速度可達(dá)6m/s, 冷室壓鑄機(jī)的速度要更

4、高一些, 達(dá)到8 m/s。高的壓射速度也產(chǎn)生高的澆口速度。舉例來說, 鋅合金和鋁合金的壓鑄模澆口速度大約在40 m/s至60 m/s之間, 否則可能出現(xiàn)模具燒蝕現(xiàn)象, 薄壁鎂合金鑄件的澆口速度很多要超過80m/s, 由于鎂合金的低熱性和對(duì)模具鋼的低焊合性, 對(duì)壓鑄模具的燒蝕也沒有鋁合金般嚴(yán)重。1.3溫度溫度是壓鑄過程的熱因素,為了提供良好的充填條件, 保證壓鑄件的成型質(zhì)量, 控制和保持熱穩(wěn)定性, 必須選用相應(yīng)的溫度規(guī)范, 主要是指合金的澆注溫度的模具溫度。熱室壓鑄機(jī)的料壺在熔爐里面,壓射時(shí)的熱量損失小,因此,熱室機(jī)壓鑄是鎂合金的溫度要低一些,通常在640左右。冷室壓鑄機(jī)的溫度要高一些, 一般在

5、680左右。對(duì)于鎂合金壓鑄有一點(diǎn)值得注意, 就是如果產(chǎn)品的成型不太理想, 可以從其它方面, 比如壓射速度、模具溫度等方面改善, 不可一味提高合金澆注溫度, 因?yàn)楝F(xiàn)在鎂合金熔爐用的保護(hù)氣體, 在溫度過高（超過710時(shí)）會(huì)失去效用。不合適的模具溫度會(huì)導(dǎo)致鑄件尺寸不穩(wěn)定, 并可能會(huì)產(chǎn)生粘型、變型、欠型等缺陷。為了加熱模具, 有的壓鑄廠常用火槍加熱的辦法。這種方法對(duì)鎂合金是不太適用的, 因?yàn)檫@樣很難使模具的溫度均勻, 模具的壽命也會(huì)因?yàn)槭艿竭^冷過熱的沖擊而容易產(chǎn)生裂紋。而且由于鎂合金的潛熱低, 在生產(chǎn)中, 特別是薄壁件的生產(chǎn)中, 為了保持較好的充填條件和穩(wěn)定生產(chǎn), 通常要對(duì)模具持續(xù)地加熱以維持模具溫度

6、的平衡。在鎂合金的壓鑄中, 最理想的加熱方式是用模溫機(jī)通過熱油對(duì)模具進(jìn)行加熱, 熱油不間斷地通過模具內(nèi)的管道, 從內(nèi)部對(duì)模具進(jìn)行加熱, 使模具達(dá)到穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。由于導(dǎo)熱油不但能加熱, 也可以象水一樣對(duì)模具進(jìn)行冷卻, 功能象熱交換器, 使模具溫度保持在一定范圍內(nèi)。這種加熱方式, 模具的溫度穩(wěn)定而均勻, 能有效地延長(zhǎng)模具壽命, 提高產(chǎn)品質(zhì)量, 而且使生產(chǎn)節(jié)拍穩(wěn)定。鎂合金壓鑄過程中模具的溫度一般保持在180-280之間。1.4涂料涂料的作用是為壓鑄合金和模具之間提供有效的隔離保護(hù)層,避免金屬液直接沖刷型腔,保持金屬液的流動(dòng)性,還可以冷卻模具,降低粘模傾向。鎂合金同鋁合金相比, 和模具和焊合性要比鋁

7、合金輕, 但是由于鎂合金的壓射速度要高于鋁合金, 當(dāng)熱金屬高速?zèng)_擊模具的某些部件時(shí), 可能產(chǎn)生焊合現(xiàn)象。使用合適的模具涂料可以減少這種趨勢(shì)。最常用的是基于水的潤(rùn)滑劑, 由于鎂合金的熱容小, 因此不需要把潤(rùn)滑劑用于冷卻媒介, 并且使用時(shí)間應(yīng)盡可能的短, 一般為鋁合金的50%。為減少水的含量, 通常使用較高濃度的涂料。2、 安全操作由于鎂的易燃易爆性, 在生產(chǎn)中必須要對(duì)安全有足夠的重視, 以下是個(gè)人防護(hù)、設(shè)備安全防護(hù)、事故處理要點(diǎn)。21個(gè)人防護(hù)個(gè)人防護(hù)是從事鎂合金作業(yè)的基本條件, 一般情況下, 下面的防護(hù)裝備是鎂合金壓鑄人員的基本保護(hù)用品：（1） 工作服（2） 安全帽（3） 防護(hù)面罩（4） 隔熱石

8、棉手套（5） 防火衣褲（耐熱700以上）（6） 安全鞋操作人員在進(jìn)行作業(yè)以前, 一定要按上述要求穿戴防護(hù)用品, 未穿戴防護(hù)用品的人員不要靠近作業(yè)區(qū)域, 不能進(jìn)行操作。2.2設(shè)備安全防護(hù)鎂合金熔爐不能使用含鎳的不銹鋼, 同樣熔煉工具也不可使用含鎳的不銹鋼。爐體最好有雙層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì), 當(dāng)內(nèi)層坩鍋破裂時(shí), 鎂液可流到內(nèi)外層之間的夾層中, 同時(shí)報(bào)警停止加熱, 使熔化的鎂液不至流到外面造成危險(xiǎn)。要經(jīng)常檢查爐子有無銹蝕, 如有銹蝕應(yīng)及時(shí)清理鎂合金壓鑄生產(chǎn)過程中, 最重要的是保持現(xiàn)場(chǎng)的干燥、干凈。每次開機(jī)前應(yīng)將模具預(yù)熱到150以上, 噴涂時(shí)不要噴涂過多的涂料, 以免型腔內(nèi)積水, 引起危險(xiǎn)。另外沖頭及模具的冷

9、卻盡量不要用水冷。沖頭的冷卻可用風(fēng)冷, 模具的加熱及冷卻一般用耐高溫油。鎂合金壓鑄沖頭速度也比鋁合金壓鑄的高, 為避免飛料傷人, 有時(shí)在模具上分型面部位加裝飛料擋板。2.3鎂合金事故處理用于鎂合金的滅火劑有干沙、覆蓋劑、D級(jí)滅火器, 這些滅火器材應(yīng)放置在醒目的地方且便于現(xiàn)場(chǎng)緊急使用, 干沙及覆蓋劑要存放在容器內(nèi)預(yù)防潮濕, 并要經(jīng)常檢查。對(duì)于少量的鎂的燃燒, 可以3、劣質(zhì)鎂合金壓鑄設(shè)備可能造成的災(zāi)害事故及安全質(zhì)量問題鎂合金由于易燃易爆, 在壓射時(shí)又是高壓高速, 因此對(duì)壓鑄設(shè)備的要求較高, 劣質(zhì)的壓鑄設(shè)備存在著潛在的危險(xiǎn)。壓鑄作業(yè)需將熔化的鎂液以70100米/秒的速度（澆口處）射入模腔成型。由于熔

10、化的鎂液易燃易爆, 遇氧氣劇烈燃燒, 遇水爆炸, 遇鐵銹、含水份的混凝士、含硅的耐火材料等均會(huì)起劇烈的反應(yīng), 且火災(zāi)時(shí)難以撲滅?；馂?zāi)一大不能撲救, 故對(duì)其壓鑄成套裝備的性能、可靠性、安全性要求極高, 劣質(zhì)的設(shè)備是極易造成災(zāi)害事故的。在摸索應(yīng)用的過程中, 國(guó)內(nèi)外均發(fā)生過很多因設(shè)備問題造成的重大安全事故。舉例如下：1998年12月, 日本兵庫縣一壓鑄工場(chǎng)發(fā)生鎂熔爐坩堝破裂泄漏事故, 大量鎂液流出到機(jī)器床身和地面, 繼而發(fā)生大火, 工場(chǎng)全部燒毀, 多人傷亡。1999年3月, 日本三重縣一工場(chǎng)發(fā)生熔融鎂液泄漏起火事故, 鎂液由坩堝腐蝕孔中流出, 與爐內(nèi)隔熱耐火材料反應(yīng)起火, 車間燒毀。1996年至20

11、01年間, 陜西西北林機(jī)廠采用老式普通冷室壓鑄機(jī)和土法簡(jiǎn)易熔爐生產(chǎn)鎂合金殼體, 多次發(fā)生重大安全事故。一次高溫鎂液射入模腔時(shí)突發(fā)爆炸, 炸開鎖模機(jī)構(gòu), 火球沖出, 使當(dāng)時(shí)正在現(xiàn)場(chǎng)的該廠總工藝師等人受傷；一次熔爐坩堝腐蝕穿孔泄漏起火, 白光耀眼, 火勢(shì)迅速擴(kuò)散, 該廠緊急用卡車調(diào)運(yùn)細(xì)砂, 將機(jī)器熔爐全部堆覆, 才使火勢(shì)得到初步控制。一般情況下, 鎂液初始的、小面積的起火尚能采取一些措施撲救, 一旦發(fā)生大火或蔓延、爆炸, 則是無法控制撲救的, 將會(huì)造成巨大的人員、財(cái)產(chǎn)傷亡損失。為了保證安全的生產(chǎn)與長(zhǎng)期生產(chǎn)使用及惡劣使用條件下的可靠性, 對(duì)鎂合金全壓鑄設(shè)備的質(zhì)量要求是極高的, 與普通機(jī)械設(shè)備不同,

12、不具備強(qiáng)大綜合技術(shù)實(shí)力的廠家生產(chǎn)的劣質(zhì)設(shè)備, 極易造成重大的災(zāi)害事故。列舉如下：生產(chǎn), 外層易迅速氧化, 內(nèi)層因鎂液的腐蝕和SF6保護(hù)氣體的腐蝕也會(huì)迅速浸蝕深入, 穿孔后熔化的鎂液流出起火爆炸將造成重大災(zāi)害事故, 用傳統(tǒng)土法的蓋劑保護(hù)更會(huì)加劇腐蝕進(jìn)程。優(yōu)質(zhì)設(shè)備的坩堝采用特殊研制的復(fù)合材料制成, 內(nèi)層耐腐蝕, 外層耐熱、耐高溫氧化, 可避免嚴(yán)重的穿孔事故。2) 優(yōu)質(zhì)壓鑄設(shè)備的保護(hù)氣體控制精確、穩(wěn)定, 氣體成份、流量穩(wěn)定均有足夠保障, 并具有在突發(fā)停電、突發(fā)事故等情況下的特殊自動(dòng)保護(hù)裝置, 安全性極高。劣質(zhì)設(shè)備氣體成份、流量控制不準(zhǔn)確, 極易因濃度、流量過低造成熔爐起火或因濃度、流量過高造成熔爐迅

13、速腐蝕、鎂液泄漏起火爆炸, 并缺少特別情況下的可靠的自動(dòng)保護(hù)措施。3) 優(yōu)質(zhì)設(shè)備采用特殊研制的耐火材料, 不與鎂液反應(yīng), 劣質(zhì)材料采用普通耐火材料, 在發(fā)生鎂液泄漏時(shí)易與之發(fā)生劇烈反應(yīng)起火爆炸。4) 優(yōu)質(zhì)設(shè)備采用特殊研制的德國(guó)進(jìn)口熱作鋼材, 能耐高溫鎂合金的腐蝕, 并能在6507000C高溫下保持良好的高溫性能如硬度、抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、韌性、抗蠕變性能和抗回火穩(wěn)定性。劣質(zhì)設(shè)備采用普通熱作鋼材, 不能耐高溫鎂合金液的腐蝕并難以保持良好的高溫性能, 變形、破裂或泄漏后極易造成在高壓（400800kgf/cm2）、高速（70100m/s）下高溫鎂合金液的飛濺傷人或爆炸起火事故。5) 優(yōu)質(zhì)設(shè)備對(duì)壓射

14、系統(tǒng)的控制精確、科學(xué)、可靠, 劣質(zhì)設(shè)備設(shè)計(jì)不成熟, 采用元件、材料質(zhì)量低、不可靠, 易于發(fā)生安全及壓鑄產(chǎn)品質(zhì)量事故。優(yōu)質(zhì)設(shè)備采用優(yōu)質(zhì)國(guó)際名牌液壓元件, 工作極為可靠且不漏油。劣質(zhì)設(shè)備采用劣質(zhì)液壓元件, 工作不可靠且絕大部分漏油, 泄漏的油污與脫模劑噴灑的水分混合形成油水積聚在機(jī)器周邊, 一旦與高溫鎂液接觸即易發(fā)生爆炸。在設(shè)備的綜合性能、質(zhì)量方面, 二者更是有著顯著的差距。坩堝材質(zhì)不良、保護(hù)氣體成份不穩(wěn)定均會(huì)影響合金的成份和性能, 造成壓鑄件的內(nèi)在質(zhì)量下降, 例如冷、熱裂傾向的迅速增加, 綜合機(jī)械性能下降, 耐蝕性達(dá)不到要求等。壓射系統(tǒng)的性能不穩(wěn)定也會(huì)造成鑄件內(nèi)部組織疏松、壓鑄產(chǎn)品機(jī)械性能不穩(wěn)定及其它各種壓鑄缺陷。劣質(zhì)的設(shè)備生產(chǎn)出的劣質(zhì)的、不穩(wěn)定的鎂合金產(chǎn)品, 將會(huì)造成鎂合金最終用戶的信心缺失, 斷送我們行業(yè)關(guān)聯(lián)各界同仁艱辛培育起來的剛剛啟動(dòng)的鎂合金應(yīng)用市場(chǎng), 將我國(guó)剛剛?cè)〉眠M(jìn)展的具有極強(qiáng)的國(guó)際性比較優(yōu)勢(shì)的大好前途的鎂合金深加工產(chǎn)業(yè)拖入低質(zhì)量、低價(jià)格惡性竟?fàn)幍睦下? 最終將降底行業(yè)技術(shù)質(zhì)量水平, 同時(shí)也將先去國(guó)際市場(chǎng)用戶的信賴, 失去國(guó)際竟?fàn)幜Α?、結(jié)語：鎂合金壓鑄件在汽車制