鎂合金壓鑄知識(shí)

1、 鎂合金壓鑄技術(shù) （本資料內(nèi)容已選編入重慶鎂業(yè)主編的鎂合金及應(yīng)用） 作 者 簡(jiǎn) 介 黎前虎：男，1965年生，湖南人，1985 年畢業(yè)于湘潭大學(xué)機(jī)械系，高級(jí)工程師，原力勁集團(tuán)鎂合金發(fā)展部高級(jí)經(jīng)理、清華- 力勁壓鑄高新技術(shù)研究中心深圳基地主任、集團(tuán)市場(chǎng)推廣部經(jīng)理，現(xiàn)任伊之密精密壓鑄科技有限公司市場(chǎng)總監(jiān)，對(duì)鎂合金壓鑄技術(shù)及壓鑄品生產(chǎn)關(guān)聯(lián)技術(shù)有較為深入、綜合的研究，如鎂合金壓鑄工藝、設(shè)備、模具技術(shù)及安全作業(yè)要點(diǎn)，鎂合金的熔煉氣體保護(hù)技術(shù)，后理研究，鎂合金壓鑄生產(chǎn)線之設(shè)計(jì)、制造、安裝、調(diào)試量產(chǎn)，工廠總體規(guī)劃建設(shè)及制造成本之研究等。在清華- 力勁壓鑄高新技術(shù)研究中心深圳基地，帶領(lǐng)所屬技術(shù)人員配合集團(tuán)開(kāi)發(fā)

2、部門研發(fā)出達(dá)到世界先進(jìn)水平的高性能鎂合金壓鑄成套設(shè)備，該型鎂壓鑄機(jī)獲2000 年度香港工業(yè)獎(jiǎng)及 2001 年度國(guó)家級(jí)重點(diǎn)新產(chǎn)品；并致力于推動(dòng)鎂合金新材料的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用工作，帶領(lǐng)所屬技術(shù)人員已成功為中國(guó)一汽集團(tuán)、東風(fēng)汽車集團(tuán)、重慶隆鑫集團(tuán)、長(zhǎng)安汽車集團(tuán)、寧夏905 集團(tuán)、以色列 OPP 公司等建設(shè)了鎂合金壓鑄生產(chǎn)線，并完成了力勁集團(tuán)深圳鎂合金出口創(chuàng)匯基地的籌建工作，為我國(guó)之鎂合金新材料產(chǎn)業(yè)化推廣做出了積極的貢獻(xiàn)。 加工技術(shù)及制品之表面處 陳繼斌：1997 年畢業(yè)于沈陽(yáng)工業(yè)學(xué)院，高級(jí)工程師，原力勁集團(tuán)鎂合金項(xiàng)目技術(shù)支援主管、集團(tuán)市場(chǎng)部大客戶部主管，現(xiàn)任伊之密精密壓鑄科技有限公司技術(shù)支援部主管，曾先后

3、發(fā)表多篇專業(yè)性論文，對(duì)鎂合金壓鑄機(jī)、周邊設(shè)備、壓鑄工藝及模具具有相當(dāng)豐富的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。 2目 錄 1 、 壓鑄鎂合金材料 1.1鎂合金化元素 1.2鎂合金的鑄造性能 1.3壓鑄鎂合金的實(shí)際應(yīng)用 2 、 鎂合金防燃技術(shù) 2.1鎂合金熔體表面燃燒機(jī)制 2.2致密度系數(shù)的影響 2.3表面防燃技術(shù) 2.4現(xiàn)有防燃技術(shù)的比較 3 、 鎂合金壓鑄機(jī) 3.1、鎂合金熱室壓鑄機(jī) 3.2、鎂合金臥式冷室壓鑄機(jī) 4 、 鎂合金壓鑄周邊設(shè)備 4.1鎂合金熔煉爐 4.2模溫機(jī) 4.3取件機(jī)械手 4.4自動(dòng)噴霧機(jī) 4.5自動(dòng)壓送機(jī) 5 、 鎂合金壓鑄安全操作 6 、 劣質(zhì)鎂合金設(shè)備的危害 3鎂合金壓鑄技術(shù) 黎前虎 陳繼斌

4、 前言 目前，世界各國(guó)對(duì)鎂合金壓鑄件的應(yīng)用前景十分看好，特別是在汽車、航空、電信、交通運(yùn)輸和機(jī)械行業(yè)，采用鎂合金鑄件取代鋁合金或鋼鐵零部件可有效地減輕機(jī)械重量，從而顯著地節(jié)省能耗，減少環(huán)境污染。如汽車若每減輕100kg，則每公里耗油量可減少0.4L，所以現(xiàn)在美、日、歐等發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)始在汽車上擴(kuò)大鎂合金鑄件的應(yīng)用，如方向盤、儀表盤、座椅骨架、曲軸箱、變速箱殼體、輪轂等。使鎂合金鑄件以每年 20%30%的速度增長(zhǎng)，其中80%為壓鑄件。鎂合金壓鑄件在家電輕工和日用五金等行業(yè)的應(yīng)用同樣日益擴(kuò)大，如手提電腦殼、錄放機(jī)箱、移動(dòng)話機(jī)、電動(dòng)工具殼，照像機(jī)殼、室內(nèi)裝飾品、割草機(jī)殼等。這些零件采用鎂合金壓鑄件不但重

5、量大大減輕，尺寸精確穩(wěn)定，而且表面光潔，具有一系列突出的優(yōu)點(diǎn)。據(jù)國(guó)外統(tǒng)計(jì)，到2006年鎂合金壓鑄件的年產(chǎn)量將達(dá)20多萬(wàn)噸。因此，鎂合金壓鑄及鎂合金壓鑄機(jī)正成為當(dāng)今壓鑄行業(yè)重要發(fā)展項(xiàng)目之一。 1 、壓鑄鎂合金材料 鎂與鋁在化學(xué)、物理性質(zhì)上存在較大的差別，主要表現(xiàn)在化學(xué)反應(yīng)活性，金屬液表面氧化物質(zhì)密性，凝固過(guò)程中的熱效應(yīng)，抗電化學(xué)腐蝕能力等方面。 4鎂具有比鋁強(qiáng)的化學(xué)反應(yīng)活性且金屬液表面不能形成如鋁合金液一樣的致密的氧化物保護(hù)膜以阻至氧化反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行，因此鎂合金易燃燒甚至爆炸。鎂合金還易溶解其它金屬，包括嚴(yán)重降低鎂合金抗電化學(xué)腐蝕能力的鎳、銅等元素。另外，同樣體積的鋁合金及鎂合金液在凝固過(guò)程中，

6、鎂合金釋放的熱量顯著低于鋁合金液。 1.1 鎂合金化元素 純鎂的機(jī)械性能很差，不能滿足工業(yè)零件對(duì)屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度的要求。通過(guò)加入合金化元素能顯著提高鎂的機(jī)械性能，使鎂合金的強(qiáng)度重量比在各類合金中僅次于鈦合金而名列第二，為其工業(yè)應(yīng)用開(kāi)拓了廣闊前途。合金化元素的第二個(gè)作用是改善鎂合金的鑄造性能。純鎂的熔點(diǎn)高，流動(dòng)性差，收縮量大。通過(guò)合金化能降低液相溫度，增加流動(dòng)性，提高鎂合金的鑄造性能，減小收縮傾向。針對(duì)鎂合金在150 攝氏度以上溫度其強(qiáng)度顯著下降的特點(diǎn)，合金化的第三個(gè)作用是增強(qiáng)鎂合金的抗蠕變性能。 鎂合金常用的合金化元素是鋁和鋅。鋁的合金化能提高合金強(qiáng)度及鑄造性能。鋅也能提高合金的鑄造性能。為

7、保證鑄造性能壓鑄鎂合金的鋁含量3%，鋅含量2%。否則容易產(chǎn)生裂紋?；贛g-An-Mn 系的合金AZ91（含鋅）和 AM60B（不含鋅）是室溫使用的主要壓鑄鎂合金。微量的稀土元素 Y，Nd,Sr對(duì)AZ91合金有明顯的細(xì)化作用，含 Sr 合金在晶界處存在粗大的Mg-Sr化合物及 Mg17A112相，易于發(fā)生沿晶斷裂，而含 Y，Nd合金由于晶體內(nèi)滑移帶及變晶的快速形成，主要發(fā)生穿晶斷裂。合金韌性進(jìn)一步得到提高。目前AZ及AM 這兩種系列合金占鎂汽車結(jié)構(gòu)件的90% ，但它們?cè)?150以上時(shí)其強(qiáng)度顯著下降。 為改善合金在150以上的抗蠕變能力，現(xiàn)已開(kāi)發(fā)了AS41A合金（4.3%Al,1% 硅，0.35

8、%錳），該含金的蠕變強(qiáng)度在 170范圍內(nèi)。同時(shí)具有較好的伸長(zhǎng)率，屈服強(qiáng)度和極限抗拉強(qiáng)度。由于含鋁量較低，AS41A要求較高的鑄造溫度。AS系列鎂合金由于Si 的引入，在組織中易形成硬的硅質(zhì)點(diǎn)，鈉和鍶能從根本上改善硅相的結(jié)構(gòu)起到很好的變質(zhì)效果。 利用稀土元素對(duì)Mg-Al 基合金強(qiáng)度及蠕變抗力的有利影響而開(kāi)發(fā)了Mg-Al-稀土合金。壓鑄AE42合金具有比Mg-Al-Si 合金更加的蠕變抗力，能在200-250 度下長(zhǎng)期使用。加拿大開(kāi)發(fā)了AC系列鎂合金。通過(guò)添加Ca改善了Mg-Si合金中Mg2Si 的相結(jié)構(gòu)并細(xì)化其晶粒，其蠕變抗力是AZ和AM 系列合金的 10倍左右。而拉伸及抗拉強(qiáng)度相當(dāng)。且具有良好

9、的鑄造性能。 目前得到工業(yè)應(yīng)用的壓鑄鎂合金主要有4 個(gè)系列，即 AZ系列（Mg-Al-Zn-Mn ）；AM 系列（Mg-Al-Mn）；AS系列（Mg-Al-Si ）；AE系列（Mg-Al-稀土）。表 1 中給出了它們中的常 5用合金的名義成分和性能。 表1 壓鑄鎂合金的成分及性能 元素組成% 室溫拉伸性能 合金 Al Zn Mn Si Fe Cu max Ni max Re 總量 抗拉強(qiáng)度 MPa 屈服強(qiáng)度 MPa 伸長(zhǎng)率% AZ91D 8.3-9.7 0.35-1.0 0.15-0.50 0.10max 0.005 0.030 0.002 - 230 160 3 AM60B 5.5-6.5

10、0.22max 0.24-0.6 0.10max 0.005 0.010 0.002 - 220 130 6-8 Am50A 4.4-5.4 0.22max 0.24-0.6 0.10max 0.004 0.010 0.002 220 120 6-10 AE42 3.4-4.6 0.22max 0.25 - 0.005 0.05 0.005 1.8-3.0 225 140 8-10 AS41B 3.5-5.0 0.12max 0.35-0.7 0.5-1.5 0.0035 0.02 0.002 - 215 140 6 1.2鎂合金的鑄造性能 1.2.1高速冷卻條件下對(duì)相圖的影響 在壓鑄條件下，

11、由于流速高，金屬型冷卻能力強(qiáng)，冷卻速度很快，二元系相圖中共晶點(diǎn)向熱穩(wěn)定組元方向推移。對(duì) Al 合金來(lái)說(shuō)是向Si 增加的方向推移，而對(duì) Mg合金來(lái)說(shuō)則是向Mg增加的方 a 向推移，這種推移可以使Al 部分亞共晶合金成為固溶液體單相合金，使部分Al 過(guò)共晶合金成為亞過(guò)晶合金。Mg合金則正好相反，部分固溶體合金成為亞共晶合金，部分亞共晶合金則成為實(shí)際上的過(guò)共晶合金。大致來(lái)說(shuō)高的冷卻速度增加Mg合金共晶體的含量，有利于鑄造。 另外，比較純鎂和純鋁的熔點(diǎn)與共晶溫度的差值也可以表明鎂合金易于鑄造，對(duì)鎂來(lái)說(shuō)其值為212，而鋁則是 73 。 1.2.2鎂合金的物理性質(zhì)對(duì)壓鑄性能的影響 1.2.2.1 熱焓 從

12、工作溫度到凝固溫度之間的熱量，決定了相同的導(dǎo)熱系數(shù)下，金屬液保持可鑄性的時(shí)間。因此這種熱量便作為最大可能充型時(shí)間的尺度。充型時(shí)間T 與從工作溫度至凝固溫度的熱焓的定性公式為： Tm;Ta=Qm/Qa 則：Tm=QmTa/Qa 比較CD=MgAl9Znl與GD-AlSi12(Cu)則Tm=130.5/275Tal=0.654Ta 即充填同一鑄型鎂合金所需時(shí)間公為鋁合金的65% 。 6表二 鋁鎂的熱焓 材料 Al Mg 比熱 卡/cm3 0.62 0.45 融化熱 卡/cm3 245 158 工作溫度 630 630 推出溫度 380 340 工作溫度到推出溫度熱焓 卡/cm3 400 288.5

13、 1.2.2.2 金屬液粘度與澆注速度對(duì)充型的影響 用雷諾數(shù)來(lái)表示性質(zhì)，它不僅考慮到流道的幾何形狀，而且也考慮到由于速度磨擦而產(chǎn)生的流動(dòng)阻力。也以GD-MgAl9Znl和GD-AlSi12(Cn)粘度作比較，定性地得出澆注速度。首先兩者的流動(dòng)特性相同，那么作為一個(gè)準(zhǔn)則兩者的雷諾言數(shù)必須相等。 Rea=Rem Re=WDh/V 或中 Re雷諾數(shù) W平均澆注速度 Dh液體流槽直徑 V澆注溫度時(shí)的粘度 已知:Va=5.3*10-6 m2/S Vm=6.65*10-6 m2/S 代入等式得：Wm=Wa*6.65/5.3 Wm=1.25Wa Wm：鋁合金平均澆注速度 Wa：鎂合金平均澆注速度 以上結(jié)論說(shuō)

14、明鎂合金充填型腔的平均速度約為鋁合金充填型腔時(shí)的1.25 倍。 1.2.2.3 氣體與氣孔 氣孔以各種方式存在于鑄件中，一種方式是由于冷卻過(guò)程中氣體從液體中析出，主要是H2，另一些是由于澆注而帶入了空氣。鎂溶解氫的能力很強(qiáng)，即使鑄錠上只有極少量的一點(diǎn)水分，也可能通過(guò)水的還原而吸收氫。然而氮地產(chǎn)生氮化物、氧產(chǎn)生氧化物。因此，大氣的影響較小，空氣的溫度與氣體含量有關(guān)，也就是鎂塊必須進(jìn)行徹底的烘干才能投爐熔化。 1.2.2.4 粘模傾向 7粘模傾向是指鑄造合金粘附在鑄型上的傾向。這種現(xiàn)象對(duì)壓鑄過(guò)程的影響很大。 （1 ） 合金對(duì)鑄型材料的熔解度。鎂合金在這方面有其優(yōu)越性，一般模具鋼的主要合金元素，除鎳

15、外，其它如鐵、鈷、錳、鋁、鈣都不溶解或僅有微量溶解于鎂合金，因此粘模不會(huì)產(chǎn)生。 （2 ） 鑄件在脫模溫度時(shí)的強(qiáng)度。約 300 時(shí)，鎂合金的強(qiáng)度公為鋁合金的一半左右，只要型腔表面沒(méi)有問(wèn)題，推出平衡，不產(chǎn)生剪切應(yīng)力，這樣的熱強(qiáng)度足以保證鑄件出模。 （3 ） 鑄件與型腔表面之間的粘附系數(shù)，當(dāng)磨擦副之間的粗糙度為30/um 和磨擦速度為0.1m/s 時(shí)，鋁一鋼之間的粘附系數(shù)為0.1，而鎂-鋼之間僅為0.05 。 由此可知，鎂合金有很大的優(yōu)點(diǎn)。因此鎂壓鑄件可以用最小的脫模斜度，并可獲得較高的精度。 1.3壓鑄鎂合金的實(shí)際應(yīng)用 AZ91D是最常用的鎂合金，具有優(yōu)良的耐蝕性、鑄造性能和良好的強(qiáng)度，主要用于汽

16、車、計(jì)算機(jī)零件和運(yùn)動(dòng)器具、殼、蓋、鏈、鋸、手動(dòng)工具和家用電器。 AM50、AM60 合金具有突出的韌性和吸能性，同時(shí)兼有良好的強(qiáng)度和機(jī)械性能，主要用于汽車座椅、方向盤、儀表板等。 AS41和AE42這些合金于150 時(shí)有良好的抗蠕變形能，應(yīng)于零件工作溫度較高的場(chǎng)合，如汽缸體、曲軸箱、制動(dòng)件等。 2 、鎂合金防燃技術(shù) 2.1鎂合金熔體表面燃燒機(jī)制 和氧及氧化物的反應(yīng) 8燃燒/ 氧化 2Mg+O2=2MgO2 液體鎂合金中的水分迅速汽化 Mg(液)+H2O （液）=H2O+Mg（小顆粒） 和水反應(yīng)/ 氫氣爆炸 Mg+H2O=MgO+H2O 2H2O+O2=2H2O 和氧化硅的反應(yīng) 2Mg+SiO2

17、=2MgO+Si 2.2 致密度系數(shù)的影響 金屬液抗氧化能力的強(qiáng)弱由其表現(xiàn)膜阻礙反應(yīng)物質(zhì)通過(guò)的難易來(lái)反應(yīng)。 G=V1/V2 V1：金屬氧化物體積 V2：金屬體積 G：致密度系數(shù) Mg 的致密度系數(shù)是 0.79 。Al 的致密度系數(shù)是 1.28 。Al 液的表面是一層致密的氧化物保護(hù)膜，隔絕了金屬與空氣的接觸。而鎂液表面則是多孔性的疏松組織。應(yīng)力狀態(tài)呈張應(yīng)力，鎂易于蒸發(fā)。并且與空氣接觸氧化燃燒。起始合金液表面只有菜花狀的氧化物，散發(fā)出紅色江芒，隨氧化反應(yīng)的加劇，釋放出大量的熱量。溫度最高可達(dá)3000 度。最終導(dǎo)致散發(fā)出耀眼的亮光，并出現(xiàn)鎂蒸氣燃燒產(chǎn)生的白煙，原料成廢渣。 鎂合金防燃的方法有兩個(gè)途

18、徑。一是改善合金液表面的致密度系數(shù)；二是采用覆蓋劑或惰性氣體阻礙反應(yīng)的進(jìn)行。具體的方法大致如下： 以鹽類溶劑覆蓋于融體上； 以惰性氣體下處理溶體； 以抑制元素添加在溶體上作為覆蓋層； 在反應(yīng)性氣分下處理溶體，再其上行成薄的保護(hù)層。 2.3 表面防燃技術(shù) 2.3.1鹽類熔劑 鹽類溶劑以400 的溫度，在熔融狀態(tài)下覆蓋于鎂熔體表面，切斷鎂液與空氣接觸，阻礙鎂氧化反應(yīng)的發(fā)生，鹽類以光鹵石為基礎(chǔ)，加上由MgCl2、KCl 所組成的低熔點(diǎn)共晶混合物， 9添加高融點(diǎn)瑩石粉（CaF2）約20% ，除可作為覆蓋物外，還可以對(duì)熔體起凈化作用。覆蓋鹽所起的防護(hù)作用可以維持在800以上。 鹽類熔劑的缺點(diǎn)是在與潮濕的

19、空氣接觸時(shí)產(chǎn)生腐蝕性的氯化物以及形成鹽酸性氣體，對(duì)機(jī)器設(shè)備和工作環(huán)境有很大的不利影響。另外，鹽類熔劑很容易在鑄件中形成夾雜，損害鑄件質(zhì)量。 2.3.2 惰性氣體 目前在工業(yè)上大量應(yīng)用的氮?dú)夂蜌鍤舛伎梢杂脕?lái)作鎂熔體保護(hù)，目的是斷絕氧氣的來(lái)源，氮?dú)饽茏柚谷紵?，與Mg緩慢反應(yīng)，產(chǎn)生粉末狀Mg3N2膜，其所提供的防護(hù)溫度在 650 以下，Ar氣不會(huì)與Mg 發(fā)生反應(yīng)，但同樣存在 Mg蒸發(fā)問(wèn)題。 2.3.3 抑制性元素 起抑制性作用的元素有Be、Ca、Zn。 Be在熔體鎂中有高的擴(kuò)散速度，所產(chǎn)生的BeO 有高的熱力學(xué)穩(wěn)定性，且揮發(fā)傾向性小，BeO在熔體表面形成壓應(yīng)力，在熔體上覆蓋有足夠BeO ，致密度系數(shù)

20、處于1.68 ，起到甚佳的防護(hù)作用。 Zn也可以做為合金元素在鎂熔體上構(gòu)成致密的覆蓋層，取 Zn的上限成分約 1.5%，否則鑄件傾向。 不量Ca，小于 0.1%，可以延緩鎂的燃燒反應(yīng)，但超過(guò) 0.8%的Ca時(shí)有強(qiáng)烈的熱裂及粘膜傾向。 2.3.4反應(yīng)性氣氛 SO2 與SF6 都可以作為反應(yīng)性氣體用于鎂熔體防護(hù)，使用溫度最高可達(dá) 740 。SO2 的消耗量在大氣下只占到總體積的確良% ，在鑄造車間作為防護(hù)性氣體成本最低，但有如下缺點(diǎn)： 在與空氣接觸時(shí)反應(yīng)生成H2SO4 ，形成氣體狀的SO3 ，對(duì)機(jī)器及周邊設(shè)備起到促進(jìn)腐蝕作用。 所有設(shè)備附件及管道都要采用優(yōu)質(zhì)的鋼材。 SO2 及SO3 存在毒性及刺

21、激性氣味，對(duì)人體健康有害。 SO2 及SO3 一樣，在很低的濃度下，也有良好的防護(hù)效果，并且SF6 無(wú)毒，SF6 與鎂熔體接觸時(shí)共同構(gòu)成一種MgF2的致密的防護(hù)層。 2.4現(xiàn)有防燃技術(shù)的對(duì)比 （1 ） 鹽類熔劑：金屬熔體中帶有氯化物造成的污染以及鹽類蒸氣對(duì)周圍環(huán)境造成的破壞作用，不適合現(xiàn)代化大量生產(chǎn)的壓鑄作業(yè)。 10（2 ） 對(duì)于改善氧化狀態(tài)而言，加入 Be、Ca、Zn等元素，能改變鎂合金的鑄造性能，對(duì)力學(xué)性能也有一定的影響，3 個(gè)元素中以 Be的效果最好，不影響材料的切削加工性能。 （3 ） 當(dāng)前，SF6 是基本的，不可缺的防護(hù)氣體，但應(yīng)在密閉爐上加入效果好，唯一的缺點(diǎn)是SF6 氣體產(chǎn)生溫室

22、效應(yīng)。 （4 ） 以 SO2 作防護(hù)氣體，簡(jiǎn)單實(shí)用，可與SF6 混合使用。 （5 ） 惰性氣體 Ar、He、N2等單獨(dú)使用在大氣下并不能抑制Mg的蒸發(fā)，但是在全封閉功能的爐型中，還是能發(fā)揮其主導(dǎo)作用。 3 、鎂合金壓鑄設(shè)備 在鎂合金的成形技術(shù)中，其中很大部份是以壓鑄法成型，所以壓鑄設(shè)備對(duì)于鎂合金產(chǎn)業(yè)有著重要的意義。由于國(guó)內(nèi)的鎂合金壓鑄產(chǎn)業(yè)的滯后，很多企業(yè)仍用普通的壓鑄機(jī)來(lái)從事 11鎂合金壓鑄，不但生產(chǎn)的壓鑄件品質(zhì)存在問(wèn)題，還極易誘發(fā)事故。香港力勁集團(tuán)率先研制并生產(chǎn)了鎂合金專用壓鑄機(jī)，推動(dòng)了國(guó)內(nèi)鎂合金產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 3.1、鎂合金熱室壓鑄機(jī) 如圖所示為力勁機(jī)械廠有限公司生產(chǎn)的DC160M鎂合金熱室

23、壓鑄機(jī)。由于鎂合金是從液面以下經(jīng)封閉的鵝頸噴嘴等直接進(jìn)入壓鑄型（模）的型腔中，澆注過(guò)程無(wú)氧化和浮渣，溫度損失少，因此熱室壓鑄機(jī)更適于薄壁復(fù)雜件的壓鑄（最小壁厚可達(dá)0.5mm）。又由于其生產(chǎn)率高，易于自動(dòng)化，也便于鎂合金液的防護(hù)，所以被廣泛用于家電、計(jì)算機(jī)、通信、日用五金和許多載荷不特別大的鎂壓鑄件的生產(chǎn)。一般的中小型鎂合金壓鑄件特別是壁薄而外觀要求較高的零件，大都采用熱室壓鑄機(jī)生產(chǎn)。 鎂合金熱室壓鑄機(jī)與普通熱室機(jī)的不同，主要在于前者具有更高的壓射速度，一般空壓射速度要求大于6m/s，并要求壓射終止時(shí)液壓沖擊小、保溫坩堝爐的工作溫度高，且要求溫度控制較嚴(yán)格，保溫坩堝爐應(yīng)考慮合金液氧化保護(hù)。 力勁

24、機(jī)械廠有限公司生產(chǎn)的鎂合金熱室壓鑄機(jī)基本參數(shù)見(jiàn)表3-1。 表3-1 鎂合金熱室壓鑄機(jī)基本參數(shù) 12 DC160M鎂合金熱室壓鑄機(jī) 3.2、鎂合金臥式冷室壓鑄機(jī) 1、鎂合金臥式冷室壓鑄機(jī)應(yīng)具備的條件 大多數(shù)大型受力和有特殊要求的鎂合金壓鑄件是用冷室壓鑄機(jī)來(lái)生產(chǎn)的，如許多重要的汽車零件等。但普通冷室壓鑄機(jī)必須對(duì)壓射部分進(jìn)行如下改進(jìn)才能適應(yīng)鎂合金壓鑄生產(chǎn)的需要： 1）快壓射速度由45m/s提高到610m/s 。 2）減少增壓建壓時(shí)間。 3）提高壓射速度和壓射力的控制程度。 4）配置有保護(hù)氣體裝置的專用熔爐。 2、力勁機(jī)械廠有限公司生產(chǎn)的 DCC630M 臥式冷室壓鑄機(jī)的特性 如圖所示為力勁機(jī)械廠有限

25、公司生產(chǎn)的DCC630M臥式冷室壓鑄機(jī)，此機(jī)器既可用于鎂合金壓鑄，也適用于鋁合金的壓鑄，其主要工作特性如下：1）壓射系統(tǒng)的性能：空壓射速度可達(dá)9m/s以上，鑄造壓力可達(dá)150MPa以上；建壓時(shí)間16ms。 2）壓射系統(tǒng)通過(guò)壓力傳感器、流量控制閥、比例邏輯閥，實(shí)現(xiàn)三級(jí)壓連續(xù)可調(diào)，適合不同型（模）具，完成精密壓鑄生產(chǎn)。 3）容模量為350900mm，拉杠內(nèi)尺寸為750mm × 750mm，液壓自動(dòng)調(diào)型（模）。 4）中央潤(rùn)滑系統(tǒng)及遠(yuǎn)端欠壓保護(hù)裝置，確保機(jī)器潤(rùn)滑效果良好。 5）配備4組抽芯裝置，多種抽芯模式供選擇。 6）可調(diào)壓及緩沖式氣動(dòng)門安全聯(lián)鎖裝置，確保安全可靠、運(yùn)行速度平穩(wěn)。 7）采用

26、優(yōu)質(zhì)PLC控制機(jī)器的整個(gè)動(dòng)作程序。 8）具有屏幕報(bào)警內(nèi)容顯示功能，可快速排除故障。 9）超大型（模）具記憶功能，可存儲(chǔ)多達(dá)32組型（模）具參數(shù)。 10）對(duì)重要參數(shù)提供密碼層面，確保生產(chǎn)和數(shù)據(jù)的安全性,全機(jī)符合CE要求。 1311）屏幕顯示數(shù)據(jù)，方便操作。 12）采用電器、液壓安全鎖，確保機(jī)器和操作者安全。 13）配置油位、油溫、入油過(guò)濾器及油壓超壓保護(hù)裝置。 14）開(kāi)機(jī)時(shí)蓄能器自動(dòng)充油至設(shè)定壓力，停機(jī)時(shí)會(huì)自動(dòng)放油保證安全。 15）配備自動(dòng)給湯（澆注） 、取件、噴霧（噴脫模劑）機(jī)械手（任選），提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。 力勁DCC630M臥式冷室鎂合金壓鑄機(jī) 力勁機(jī)械廠有限公司生產(chǎn)的鎂合金臥式冷室

27、壓鑄機(jī)基本參數(shù)見(jiàn)表3-2。 14IMPRESS-M系列技術(shù)參數(shù) 項(xiàng)目 單位 DCC400 DCC630 DCC800 DCC1000 DCC1250 DCC1600 DCC2000 鎖模力 KN 4000 6300 8000 10000 12500 16000 20000 鎖模行程 mm 550 650 760 880 1000 1200 1400 模具厚度(最小-最大) mm 300-750 350-900 400-950 450-1150 450-1180 500-1400 650-1600 模板尺寸(水平×垂直) mm 970×960 1200×1200 1

28、400×1395 1620×1620 1730×1740 2010×1960 2150×2150哥林柱內(nèi)距 mm 620×620 750×750 910×910 1030×1030 1100×1100 1180×1180 1350×1350哥林柱直徑 mm 130 160 180 200 230 250 280 壓射力（增壓） KN 405 610 665 865 1075 1285 1500 射料行程 mm 500 600 760 800 880 930 960 沖頭直徑

29、mm 60,70,80 70,80,90 80,90,100 90,100,110,120 100-140 110-150 130-170 射料量(Mg) KY 1.9,2.55,3.35 2.9,3.7,4.8 4.9,6.3,7.8 6.8,8.4,10.2,12.2 9.3-18.2 11.9-22.1 17.1-29.4 鑄造壓力(增壓) Mpa 144.4,106.1,81.2 158.7,121.5,96132.8,104.9,85136,110,91,76.5 70-137 73-137 66-113 鑄造大面積 cm 275,375,490 395,515,655 600,76

30、0,940 730,905,1095,1305 910-1785 1165-2190 1769-3030 最大鑄造面積(40MPa) cm2 1000 1575 2000 2500 3125 4000 5000 壓射位置 mm 0,-175 0,-250 0,-250 0,-300 -160,-320 -175,-350 -175,-3 50 沖頭推出距離 mm 200 250 297 300 320 360 400 壓室法蘭直徑 mm 130 165 200 240 240 260 260 壓室法蘭出定板高度 mm 12 15 20 20 25 25 30 頂出力 KN 180 315 31

31、5 500 570 570 650 頂出行程 mm 125 150 180 200 200 250 300 系統(tǒng)工作壓力 Mpa 14 14 14 16 14 14 16 電機(jī)功率 KW 22 37 37 45 2×37 2×45 2×55 油箱容積 L 800 1000 1200 1500 2500 2600 2800 機(jī)器重量 KY 16000 31500 43000 70000 90000 105000 135000 機(jī)器尺寸(長(zhǎng)×寬×高) mm 6820×1650×2810 8200×1900×2

32、880 9000×2170×3170 10560×3500×3800 10800×3250×4200 11500×4000×4200 12710×4370×4380 154、鎂合金壓鑄周邊設(shè)備 鎂合金壓鑄由于在一些方面不同于鋁合金壓鑄，除了壓鑄主機(jī)在一些方面有所特殊要求外，在周邊設(shè)備上也有一些不同，比如鎂合金的熔爐和普通的鋁合金熔爐不同，鎂合金壓鑄在大多數(shù)情況下要使用模溫機(jī)，等等。取件機(jī)械手、噴霧機(jī)械手的配套和使用，可以降低操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工作環(huán)境、提高工作效率。周邊設(shè)備的使用，也為壓鑄的

33、自動(dòng)化生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)提供了條件，可以提高壓鑄生產(chǎn)的自動(dòng)化生產(chǎn)水平，降低人為因素對(duì)壓鑄工藝的影響。 4.1 鎂合金熔煉爐 由于鎂合金的熔煉過(guò)程中不但要防止氧化，還要具備避免燃燒、爆炸等安全措施，鎂合金的熔煉必須在保護(hù)的氣氛下進(jìn)行，因此，鎂合金壓鑄需要配備特殊的熔爐，熔煉也是鎂合金壓鑄中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。對(duì)于熱室機(jī)來(lái)說(shuō)，除了要滿足比鋅合金溫度高的要求外，還要具備輸入保護(hù)氣體的通道以及熔爐的密封機(jī)構(gòu)；冷室機(jī)要具備定量供料系統(tǒng)。 熱室壓鑄機(jī)用鎂合金熔爐 冷室壓鑄機(jī)用鎂合金熔爐 4.1.1氣體保護(hù)裝置： 如前所述, 鎂合金的熔煉防燃技術(shù)有鹽類熔劑、抑制性元素、惰性氣體等，但現(xiàn)代壓鑄主要是以反應(yīng)性氣氛為主，這也是鎂

34、合金壓鑄的主流和發(fā)展方向。4.1.2氣體保護(hù)機(jī)理： 在空氣中很容易被氧化，表面生成 MgO，其致密度系數(shù)為 0.79 ，這種疏松的氧化膜不能阻止反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。當(dāng)溫度超過(guò)熔點(diǎn)65 氧化迅速轉(zhuǎn)變?yōu)槿紵?，并放出大量的熱，所以鎂合金的保護(hù)要點(diǎn)就是隔離鎂與氧氣的接觸，純凈的N2及Ar、Ne 鎂化學(xué)性質(zhì)極其活潑，0 時(shí)， 16等氣體雖然能對(duì)鎂熔體起到一定的阻燃燒作用，但均不能完成隔絕鎂液與周圍環(huán)境的接觸，所以起不到良好的保護(hù)效果。 N2與鎂發(fā)生如下反應(yīng)： 3Mg+N2=Mg3N2 生成的Mg3N2系粉狀化合物，結(jié)構(gòu)疏松，不能進(jìn)行反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。Ar、Ne等惰性氣體雖SO2 、SF6 三種氣體均能起到良好的保

35、護(hù)效果，而尤以 SF6 與其他速度很低，這與表面膜中出現(xiàn)了無(wú)定型碳密切有關(guān)，致密的帶有金屬光澤的MgS 、MgO復(fù)合表面膜，可抑制鎂的氧化含SF6 的混合氣體發(fā)生如下反應(yīng)： 2(S)+SO2F2(S) MgF2。MgF2的致密系數(shù)為 1.6，由 MgO+MgF2組成的的表然不與鎂液反應(yīng)，但不能阻止鎂的蒸發(fā)，形成一定蒸汽壓的鎂遇到冷壁會(huì)發(fā)生反應(yīng)，所以也不是理想的保護(hù)氣體。 生產(chǎn)中，常用的是 CO2 、氣體按一定比例混合保護(hù)效果最佳。 CO2 與鎂在高溫下發(fā)生如下反應(yīng)： Mg+1/2CO2=MgO+1/2C（無(wú)定型） 鎂液在干燥、純凈的CO2 中，其氧化這種無(wú)定型碳存在于氧化膜的空隙處，提高了鎂表

36、面膜的致密度系數(shù)，使=1.031.15 。帶正電荷的無(wú)定型碳，還能強(qiáng)烈地抑制鎂離子透過(guò)表面膜的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，故也能抑制鎂的氧化。 鎂與SO2 的反應(yīng)如下： 3Mg+SO2=2MgO+MgS 在鎂熔體表面生成很薄較。 鎂與2Mg(L)+O2=2MgO(S) 2Mg(L)+O2+SF6=2MgF2MgO(S)+SF6=2MgF2(S)+SO2F2 其中主要產(chǎn)物是MgO，也含有少量混合膜變?yōu)檫B續(xù)、致密的膜，因而含SF6 的氣氛有防止鎂合金熔體氧化燃燒的作用。 綜上所述，保護(hù)氣體的阻燃機(jī)理主要是氣體與鎂液反應(yīng)，在熔體表面生成不同防護(hù)作用面膜，這些膜致密度大，能夠阻止反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，也能夠阻止鎂液的蒸發(fā)。其次

37、，這些氣體密度大于空氣，在一定程度上隔絕鎂與氧的反應(yīng)，如下圖所示： 17 4.1.3混氣裝置 在實(shí)際生產(chǎn)中，SF6 常和其他氣體混合在一起通入到熔爐，常用的混合方式有：air/SF6 、SF6/N2，air/CO2/SF6，混氣裝置的作用就是將這些氣體精確地按一定比例混合后送入熔爐。 SF6 是一種無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒氣體，比空氣重 4 倍，具有化學(xué)惰性結(jié)構(gòu)，在常溫下極穩(wěn)定，通常將SF6 氣體加高壓后變成液態(tài)，貯存于專用的高壓鋼瓶中。 實(shí)驗(yàn)表明，0.01% 的SF6 濃度即可有效保護(hù)鎂液，但實(shí)際采用的濃度要大，這主要是因?yàn)镾F6 會(huì)與鎂液反應(yīng)和泄漏損失，隨著輸入濃度含量的增加，液面上方SF6 濃度

38、也增加，但與輸入濃度相比，消耗量呈增大趨勢(shì)。所以鎂合金熔爐裝置必須有效密封，這樣SF6 控制到一定濃度才成為可能。一般 SF6 濃度不宜超過(guò) 1%，這時(shí)不僅抗氧化效果下降，而且氣氛對(duì)設(shè)備具有嚴(yán)重腐蝕作用。所以保護(hù)氣體的供應(yīng)優(yōu)化是系統(tǒng)設(shè)計(jì)和操作時(shí)的重要任務(wù)?；鞖庋b置應(yīng)能精確配比和混合氣體成分，保護(hù)氣體的濃度和數(shù)量必須適應(yīng)熔液表面條件，達(dá)到耗氣量少，同時(shí)做到環(huán)保、安全、經(jīng)濟(jì)。下圖為Rauch 公司鎂合金熔爐保護(hù)氣混氣、供氣示意圖： 18 SF6 和N2通過(guò)減壓閥和一個(gè)流量控制閥，即混合在一起，混合氣通過(guò)一個(gè)流量計(jì)分別獨(dú)立地供應(yīng)泵室和熔室，泵室和熔室的氣體流量可以分別獨(dú)立調(diào)節(jié)，還可以通過(guò)PLC 對(duì)泵

39、室的流量在各個(gè)階段進(jìn)行控制，比如在注料階段可加大氣體流量，從而更經(jīng)濟(jì)、安全地保證氣體供應(yīng)。保護(hù)氣體在進(jìn)入熔爐時(shí)采用多管道多出口分配，盡量接近液面且分配均勻?，F(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中，這種供氣已較為成熟，且SF6 耗量也較低，下面為Rauch 的幾種熔爐的保護(hù)氣耗量： 定量爐 N2耗量約 Nl/h SF6 耗量約 Vo l % 耗量 克/ 噸鎂液 MDO 70 400 0.16-0.25 22 MDO 250 700 0.16-0.25 18 MDO 500 800 0.16-0.25 12 MDO 700 1000 0.16-0.25 9 4.1.4存在問(wèn)題 SF6 在鎂合金壓鑄生產(chǎn)中應(yīng)用較為普遍，但也存在

40、著一些問(wèn)題，比如安全、環(huán)保等方面，如何解決這些問(wèn)題，也是鎂合金產(chǎn)業(yè)面臨著的一個(gè)課題。 19保護(hù)氣體可能與設(shè)備發(fā)生反應(yīng)，如 SF6 與坩鍋反應(yīng)形成孔狀FeF3和Fe2O3,SF6 濃度過(guò)高會(huì)使坩堝起皮增加，起皮會(huì)進(jìn)一步與鎂液發(fā)生劇烈反應(yīng)。 3Mg+Fe2O3=3MgO+2Fe 3Mg+2FeF3=3MgF2+2Fe 此外，反應(yīng)還可能生成SO2 和SO2F2 ，它們會(huì)與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)，然后被起皮吸收，進(jìn)一步腐蝕坩堝。溫度升高和SF6 濃度增加會(huì)使腐蝕加劇，因而應(yīng)避免純凈的SF6 氣體通入坩堝。 SF6 氣體雖然無(wú)毒，但密度大，如果在車間沉積過(guò)多，有可能引起缺氧，產(chǎn)生窒息，所以車間必須注意通風(fēng)。 S

41、F6 具有很強(qiáng)的吸收長(zhǎng)波能力，而且在空氣中的滯留時(shí)間長(zhǎng)，其溫室效應(yīng)較為顯著。SO2氣體的使用由于其特性（毒性氣體）而受到限制，國(guó)外在使用 SF6 已開(kāi)發(fā)出一種回收設(shè)備，但由于成本昂貴，推廣受到一定了限制。因此，開(kāi)發(fā)一種替代SF6 的保護(hù)氣體也是鎂合金產(chǎn)業(yè)亟待解決的問(wèn)題。 4.2 熔化裝置 鎂合金的熔爐一般采用不含鎳（或鎳含量很低）的不銹鋼焊接或整體鑄出，因?yàn)殒嚾劢庥阪V合金液中，將導(dǎo)致鎂合金鑄件的抗腐蝕能力大幅降低，坩堝最好有雙室設(shè)計(jì)，把熔室和泵室分開(kāi)，以免鎂液的溫度有大的波動(dòng)，影響產(chǎn)品質(zhì)量。設(shè)計(jì)熔爐時(shí)，要使鎂液表面和與體積比最小，坩堝和蓋子之間要很好的配合與密封。 4.3 定量澆注系統(tǒng) 由于鎂

42、合金的熔煉是在密閉的條件進(jìn)行，對(duì)于熱室機(jī)來(lái)說(shuō)，料壺和打料系統(tǒng)也是浸在鎂液中，可以實(shí)現(xiàn)供料及打料的自動(dòng)化，對(duì)于冷室機(jī)來(lái)說(shuō)，則需要定量澆注系統(tǒng)從熔爐中向壓鑄機(jī)壓室澆注。目前，已經(jīng)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的鎂合金定量澆注系統(tǒng)有葉輪式、氣壓式、活塞式等幾種。 4.3.1葉輪式 通過(guò)葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)提升鎂液，通過(guò)輸料管定量澆注到壓鑄機(jī)壓室，可以改變?nèi)~輪的轉(zhuǎn)速及運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)澆注量的改變。這種鎂液泵的定量精度可以達(dá)到±2%，生產(chǎn)中，還應(yīng)控制鎂液面的穩(wěn)定，以免引起供料量的波動(dòng)。這種泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔實(shí)用，操作/ 保養(yǎng)也比較容易，故障率也較低，奧地利勞和公司的鎂合金熔爐即采用此種定量泵。 204.3.2活塞式 活塞式定量泵的原理

43、如下圖所示，鎂液的注料量可以通過(guò)調(diào)節(jié)活塞的行程來(lái)調(diào)節(jié)。這種泵在理論上可以達(dá)到較高的精度，但是由于浸在鎂液中的部分過(guò)多，長(zhǎng)期在高溫鎂液的浸泡下，維修保養(yǎng)不很方便。 圖1 啟動(dòng) 圖2 吸入準(zhǔn)備 圖3 吸入 圖4 射料準(zhǔn)備 圖5 射料 4.3.3電磁泵 上圖為電磁泵的工作原理圖。電磁泵是利用導(dǎo)電流體中的電流和磁場(chǎng)的作用，把電磁推動(dòng)力直接作用在金屬液體上，使之發(fā)生定向移動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)符合左手定則。電磁泵的流量大小與升液電流、磁感應(yīng)強(qiáng)度等有關(guān)。 電磁泵的特點(diǎn)是沒(méi)有機(jī)械磨損，控制也較為方便。 4.3.4氣壓泵 21氣壓泵原理如上圖所示，主要結(jié)構(gòu)為一密封泵室，注料時(shí)加壓的氬氣通過(guò)一管子進(jìn)入泵室，泵室下方和熔爐連

44、通的單向閥關(guān)閉，氣體排開(kāi)同樣體積的鎂液進(jìn)行注料。這種泵的特點(diǎn)是沒(méi)有機(jī)械磨損，故障率低，清理維護(hù)簡(jiǎn)單，在澆注量較大時(shí)定量精度較好。 4.4. 其他 （ 三維定位、喂料系統(tǒng)、料壺） 鎂合金熔爐為了便于和壓鑄機(jī)連接方式便于生產(chǎn)，還需要一些其他裝置，比如用于冷室壓鑄機(jī)的熔爐的三維定位裝置，可以實(shí)現(xiàn)熔爐的旋轉(zhuǎn)、平移、升降，以方便與壓鑄機(jī)的配套與日常維護(hù)、保養(yǎng)。 另外對(duì)于鎂合金熱室壓鑄機(jī)，料壺、鋼呤等熱作件也是重要的一點(diǎn)，鎂合金熱室壓鑄溫度一般在630-650 之間，溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鋅合金。熱作件工作在高溫的鎂合金液中，不但要具有良好的高溫強(qiáng)度，而且要有耐鎂合金液的腐蝕性能。由于工作條件非常惡劣，對(duì)所用材料有

45、特殊的要求。鎂合金本身化學(xué)性質(zhì)活潑，對(duì)熱作件材料有腐蝕作用，在生產(chǎn)中又有保護(hù)氣體的腐蝕，另外其工作溫度高，壓射速度快等，對(duì)熱作件材料的高溫性能有更高的要求。壓鑄鎂合金熔爐熱作件材料的研究成為影響壓鑄鎂合金發(fā)展的重要因素之一。之前我國(guó)鎂合金用熱作件材料全部依賴進(jìn)口，價(jià)格昂貴，而且國(guó)外廠商對(duì)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行嚴(yán)密封鎖，目前，已由清華- 力勁壓鑄高新技術(shù)研究中心成功開(kāi)發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的耐熱、耐蝕熱作鋼，具有優(yōu)異的高溫耐磨性，經(jīng)過(guò)實(shí)用，顯示出很好的使用性能，性能和壽命達(dá)到并超過(guò)國(guó)外同類產(chǎn)品的水平，價(jià)格遠(yuǎn)低于國(guó)外同類產(chǎn)品，使我國(guó)的鎂合金用熱作件材料生產(chǎn)立足于國(guó)內(nèi)，對(duì)我國(guó)鎂合金產(chǎn)品的發(fā)展有著重要意義。 鎂錠

46、在加入熔爐以前，一定要預(yù)熱到 150以上，以去除鎂錠中的水氣，以免加入熔爐時(shí)引起爆炸的危險(xiǎn)，鎂錠預(yù)熱以后加入還可以避免引起鎂液溫度大的波動(dòng)，增加熔化爐的熔化效率，因此，鎂合金熔爐要配置保溫爐式自動(dòng)預(yù)熱裝置，還可以連接自動(dòng)喂料裝置，將預(yù)熱后的鎂錠自動(dòng)加入熔爐中。 224.2 模溫機(jī) 在壓鑄生產(chǎn)中維持模具溫度的穩(wěn)定有利于生產(chǎn)節(jié)奏的恒定和獲得優(yōu)質(zhì)的鑄件，也有利于延長(zhǎng)模具壽命。和鋁合金相比，鎂合金的熱容較小，所以和鋁合金壓鑄中大多數(shù)壓鑄模常常需要水冷不同，鎂合金的模具常常需要加熱才能滿足正常生產(chǎn)，特別是在生產(chǎn)一些薄壁件時(shí)，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@

47、樣很難使模具的溫度均勻，模具的壽命與會(huì)因?yàn)槭艿竭^(guò)冷過(guò)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)薄壁件時(shí)，為了保持好的充填條件和穩(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)來(lái)對(duì)模具進(jìn)行加熱。 模溫機(jī)利用高導(dǎo)熱性的導(dǎo)熱媒質(zhì)，可以在很短的時(shí)間內(nèi)將熱量傳遞給模具。常用的模溫機(jī)有兩類，一類為熱水模溫機(jī)，一類為熱油模溫機(jī)，由于水的沸點(diǎn)所限，在密封加熱的情況下，熱水模溫機(jī)的加熱溫度最高使用溫度也只能達(dá)到 140-160 之間，由于鎂液遇水會(huì)發(fā)生激烈的反應(yīng)引起爆炸，高壓冷卻水在模具內(nèi)泄漏有引起爆炸的危險(xiǎn)，而且鎂合金壓鑄時(shí)模具的溫度通常要保持在1

48、80 -280 之間，因此，熱水模溫機(jī)在鎂合金壓鑄中很少采用。鎂合金壓鑄時(shí)常用的是熱油模溫機(jī)，導(dǎo)熱油的沸點(diǎn)較高，使用溫度也遠(yuǎn)高于水，對(duì)模具的加熱也更均勻恒定，熱油模溫機(jī)的使用溫度可以達(dá)到300以上。 234.3 取件機(jī)械手 取件機(jī)械手又稱自動(dòng)取出機(jī)，當(dāng)壓鑄機(jī)壓鑄完成，開(kāi)模到位后，通過(guò)取件機(jī)械手進(jìn)行鑄件的自動(dòng)化取出并放置在規(guī)定的位置上。通過(guò)取件機(jī)械手與壓鑄機(jī)的聯(lián)機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)壓鑄生產(chǎn)的自動(dòng)化，減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少輔助時(shí)間，維持生產(chǎn)節(jié)拍的穩(wěn)定，并可以與切邊機(jī)等組合，直接將取出壓鑄件放置在切邊機(jī)上，進(jìn)行切邊等作業(yè)，大大提高生產(chǎn)效率。 取件機(jī)械手常用的有兩種形式，一種是可以稱為工業(yè)機(jī)器人，如下圖所

49、示： 這種機(jī)械手的特點(diǎn)是運(yùn)轉(zhuǎn)靈活、活動(dòng)范圍大，可以通過(guò)編程來(lái)控制機(jī)械手的動(dòng)作，可以實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜的動(dòng)作，并可以實(shí)現(xiàn)冷卻、切邊等復(fù)雜動(dòng)作。定位精度高，重復(fù)性好。在一些機(jī)型上可以實(shí)現(xiàn)取件、噴霧機(jī)械手合而為一，簡(jiǎn)化操作、節(jié)省時(shí)間，但價(jià)格也較貴。 另外一種機(jī)械手如下圖所示： 24 這種取件機(jī)械手結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，有如下特點(diǎn)： 1 ） 特殊驅(qū)動(dòng)機(jī)械，手臂動(dòng)作平衡、快速。 2 ） 手臂旋回90% ，機(jī)械體固定于座板側(cè)面，不影響裝拆模具空間。 3 ） 夾臂特殊構(gòu)造，取出位置點(diǎn)準(zhǔn)確，夾徑直徑可隨鑄件實(shí)際大小調(diào)整，三點(diǎn)夾爪夾持穩(wěn)定可靠，經(jīng)久耐用。 4 ） 具有防水、防塵、防噴濺設(shè)計(jì)，使用壽命長(zhǎng)。 5 ） 采用空

50、氣驅(qū)動(dòng)，可作高速運(yùn)轉(zhuǎn)，保養(yǎng)簡(jiǎn)便。 6 ） 制品取出確認(rèn)檢知數(shù)，可用開(kāi)關(guān)選擇設(shè)定。 4.4 自動(dòng)噴霧機(jī) 自動(dòng)噴霧機(jī)是借助于壓縮空氣將離型劑（又稱脫模劑）以霧狀方式噴射至壓鑄模型腔的裝置。下圖為兩種自動(dòng)噴霧機(jī)的外觀圖，它具體有如下特點(diǎn)： 1 ）噴霧量由時(shí)間和流量閥控制，霧化均勻，調(diào)整容易。 2 ）壓鑄型（模）動(dòng)模噴霧量可個(gè)別調(diào)整。 3 ）銅管式設(shè)計(jì)，可自由設(shè)定方向，任何復(fù)雜型（模）具均可使用。 4 ）銅管座更換容易，銅管數(shù)量可隨意增減。 5 ）設(shè)有單獨(dú)吹氣銅管，可吹干殘留離型劑。 6 ）旋回角度為 90o。 7 ）當(dāng)空氣源停止時(shí)，上升限位置可自動(dòng)鎖定。 尚富工業(yè)股份有限公司生產(chǎn)的自動(dòng)噴霧機(jī)采用的是

51、水性離型劑，使用更安全。 25 自動(dòng)噴霧機(jī)外觀圖 自動(dòng)噴霧機(jī)外觀圖 自動(dòng)噴霧機(jī)SS系列規(guī)格表 4.5自動(dòng)壓送機(jī) 自動(dòng)壓送機(jī)具有將離型（脫模）劑快速稀釋后自動(dòng)壓送到一臺(tái)或多臺(tái)噴霧機(jī)的功能，其稀釋倍率和壓送壓力可在一定范圍內(nèi)自由設(shè)定。如圖所示為尚富工業(yè)股份有限公司生產(chǎn)的自動(dòng)壓送機(jī)外觀圖，它具體有如下特點(diǎn)： 1）全自動(dòng)操作，節(jié)省人力。 2）稀釋快速，壓送量大，壓力平穩(wěn)。 3）稀釋倍率容易設(shè)定。 264）壓送壓力（25）x105Pa，可自由設(shè)定。 5）壓力達(dá)到后立即停機(jī)，節(jié)省能源，壽命長(zhǎng)。 6）本體采用不銹鋼容器，永不生銹。 7）內(nèi)部加裝漏電斷路器，防止漏電危險(xiǎn)。 8）離型劑補(bǔ)充警示燈，避免空打。 尚

52、富工業(yè)股份有限公司生產(chǎn)的自動(dòng)壓送機(jī)主要規(guī)格如下表所示。 自動(dòng)壓送機(jī) 尚富工業(yè)股份有限公司生產(chǎn)的自動(dòng)壓送機(jī)主要規(guī)格 275、設(shè)備安全操作 5.1、鎂合金壓鑄過(guò)程中的安全涉及個(gè)人防護(hù)、熔煉安全、壓鑄安全。作業(yè)者的個(gè)人防護(hù)是從事鎂合金壓鑄的基本條件，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。 5.2、鎂合金的熔煉是生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，也是鎂合金

53、壓鑄中安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。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(wú)銹蝕，如有銹蝕應(yīng)及時(shí)清理坩鍋使用前必須經(jīng)過(guò)煤油滲透及X 射線檢驗(yàn)，證明沒(méi)有缺陷才能使用。坩鍋每半年至少要吊出爐外全面檢查一次，當(dāng)壁厚為原來(lái)一半時(shí)，停止使用。小的孔洞及銹蝕可以清理后補(bǔ)焊使用，不過(guò)一定要經(jīng)過(guò)檢查。鎂壓鑄時(shí)熔爐鎂液面隨加料周期少量升降，液面與坩鍋壁面的交界上方受到高溫鎂液和SF6 保護(hù)氣體的輪番浸蝕腐蝕，易于發(fā)生腐蝕斑坑，應(yīng)注意定期檢查并及時(shí)清理補(bǔ)焊；操作中還要注意控制好SF6 的濃度，濃度過(guò)高會(huì)使坩鍋迅速腐蝕。鎂錠在投入熔爐前，一定要預(yù)熱到 150以上, 以便去除濕氣，使用的料勺等工具，也要預(yù)熱到150以上。熔爐旁要備一有蓋的裝渣箱，從熔爐里面舀出來(lái)的料渣。要放到容器內(nèi)，并馬上蓋上密封。熔化現(xiàn)場(chǎng)一般要始終保持有一瓶混和保護(hù)氣，以備突然停電或其它突發(fā)事件時(shí)急用。 5.3、鎂合金壓鑄生產(chǎn)過(guò)程中，最重要的是保持現(xiàn)場(chǎng)的干燥、干凈。每次開(kāi)機(jī)前應(yīng)將模具預(yù)熱到150以上，噴涂時(shí)不要噴涂過(guò)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卻盡量不要用水冷。沖頭的