我司有半固態(tài)鎂合金壓鑄機(jī)資源
300T設(shè)備2臺(tái)
400T設(shè)備1臺(tái)
600T設(shè)備1臺(tái)
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1、鎂合金簡介
鎂是一種銀白色輕金屬,密度僅為1.74g/cm3,小于鋁的2/3,并且強(qiáng)度很高。早在二戰(zhàn)之前,它就成為最輕的高質(zhì)量金屬結(jié)構(gòu)材料,因?yàn)樗m用于各種結(jié)構(gòu),如飛機(jī)結(jié)構(gòu)。鎂在自然界中含量豐富,僅次于地殼中的鋁和鐵,是第三豐富的結(jié)構(gòu)金屬。目前,世界范圍內(nèi)鎂主要從菱鎂礦、白云石、鹽湖鹵水和海水中提取。我國菱鎂礦資源總量53億噸,白云石探明儲(chǔ)量40億噸以上。青海鹽湖有67.3億M3晶間鹵水,是我國重要的鎂冶煉資源。中國鎂資源蘊(yùn)藏量居世界首位。鎂合金主要用作合金添加劑,其次是鑄造和變形鎂合金,適用于結(jié)構(gòu)件,最后用于鋼鐵的脫硫?,F(xiàn)在,世界上幾乎一半的鎂消耗是通過熔煉鋁合金消耗的。鎂合金由于成本原因,除了在航空航天領(lǐng)域外,一直沒有得到廣泛的應(yīng)用。近年來,為了降低能耗,保護(hù)環(huán)境,汽車工業(yè)一直關(guān)注輕質(zhì)鎂合金。鎂合金具有與鋁合金和鋼相近的高比強(qiáng)度和剛度,可降低車輛重量和燃料消耗。鎂合金具有良好的鑄造性能和尺寸穩(wěn)定性,加工容易,廢品率低,抗沖擊性能和阻尼性能好,在降噪、減振、安全和舒適性方面優(yōu)于鋁和鑄鐵。在汽車工業(yè)的帶動(dòng)下,壓鑄鎂合金市場(chǎng)在過去十年中以15%的平均年增長率不斷擴(kuò)大。此外,鎂合金零件已廣泛應(yīng)用于手機(jī)外殼、筆記本電腦、先進(jìn)的視聽設(shè)備和數(shù)碼相機(jī)外殼中,充分發(fā)揮了鎂合金的輕量化、耐久性、減振、屏蔽、無磁等功能。目前,鎂合金生產(chǎn)和應(yīng)用的領(lǐng)域和應(yīng)用在不斷擴(kuò)大,方興未艾。
2、鎂合金流變成形技術(shù)
流變成形技術(shù)始于20世紀(jì)70年代,最初是由美國麻省理工學(xué)院的弗萊明斯教授領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組提出的。流變成形的基本原理是在凝固過程中攪拌熔體,從而改變凝固過程中的形核和生長規(guī)律。將攪拌熔體引入到成形設(shè)備中,得到的鑄件組織為細(xì)小均勻的等軸晶,而不是常規(guī)鑄造中的粗大枝晶。適用于流變成形的成形方法多種多樣,如連鑄、壓鑄、擠壓、鍛造、軋制等。隨著鎂合金壓鑄工業(yè)的快速發(fā)展,流變壓鑄技術(shù)顯示出良好的應(yīng)用前景。傳統(tǒng)的液態(tài)壓鑄件經(jīng)常存在氣孔,導(dǎo)致生產(chǎn)率低,零件不能通過熱處理提高其性能。流變壓鑄可以避免鑄件氣孔的形成,改善鑄件的性能,顯著提高生產(chǎn)效率。
3、雙螺旋流變成形技術(shù)
雙螺旋流制漿技術(shù)由布魯內(nèi)爾大學(xué)的Z.Fan發(fā)明,并申請(qǐng)多項(xiàng)國際專利。北京有色金屬研究總院與發(fā)明家合作,二次開發(fā)和應(yīng)用該技術(shù)。雙螺旋流制漿設(shè)備通過一對(duì)高速旋轉(zhuǎn)螺桿將高剪切速率的熔體混合。熔體經(jīng)攪拌處理后,通過壓鑄、擠壓和軋制直接加工。雙螺旋攪拌技術(shù)適用于多種鎂、鋁合金。具有連續(xù)熔融處理的能力。是目前流變成形中最成功的熔體處理技術(shù)。
4、半固態(tài)觸變成型鎂合金組織性能分析
分析了半固態(tài)觸變注射成形鎂合金AZ91D的組織與性能。結(jié)果表明,用該方法生產(chǎn)的鎂合金制品的顯微組織和力學(xué)性能優(yōu)于壓鑄產(chǎn)品,從而為半固態(tài)觸變成形法生產(chǎn)鎂合金汽車零部件奠定了基礎(chǔ)。
5、觸變注射成型鎂合金組織力學(xué)性能
隨著人們對(duì)綠色環(huán)保要求的提高,鎂合金以其重量輕、比強(qiáng)度高、比剛度高、減震性能好、抗電磁屏蔽、易回收等優(yōu)點(diǎn)在眾多金屬材料中脫穎而出。廣泛應(yīng)用于航空、航天、電子、汽車等行業(yè)。目前,鎂合金應(yīng)用的兩個(gè)熱點(diǎn)產(chǎn)業(yè)是電子工業(yè)和汽車工業(yè)。一方面,用于“3C”(計(jì)算機(jī)、通信、消費(fèi)電子產(chǎn)品)產(chǎn)品的外殼趨向于逐漸取代可回收性差的塑料外殼;另一方面,鎂合金作為實(shí)際應(yīng)用中最輕的結(jié)構(gòu)金屬,能夠滿足日益增長的需求。交通行業(yè)的節(jié)能減排要求,從而生產(chǎn)出重量輕、燃料消耗少、環(huán)保的新一代汽車。
壓鑄在國內(nèi)外鎂合金成形中有著廣泛的應(yīng)用。壓鑄鎂合金制品具有尺寸穩(wěn)定性好、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn),但也存在夾雜物多、孔隙多、成形后熱處理困難、近凈形差等缺點(diǎn)。難以滿足“3C”產(chǎn)品中廣泛使用的薄壁殼體零件和汽車工業(yè)用高性能鎂合金零件的要求。
與壓鑄法相比,半固態(tài)法具有鑄造缺陷少、力學(xué)性能高、尺寸精度高、表面和內(nèi)在質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。此外,它具有節(jié)能、安全性好、近凈成形性好等優(yōu)點(diǎn)。目前,鎂合金的半固態(tài)成形技術(shù)是觸變注射成形技術(shù),已在世界范圍內(nèi)成功工業(yè)化。
6、半固態(tài)觸變注射成型技術(shù)的原理及工藝過程。
6.1:半固態(tài)觸變注射成型技術(shù)的原理
在普通鑄造過程中,初生晶體由枝晶生長。當(dāng)固相比達(dá)到0.2左右時(shí),枝晶形成連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)骨架,失去宏觀流動(dòng)性。半固態(tài)成形是液態(tài)金屬從液相到固相的強(qiáng)烈攪拌冷卻過程,它打破了在普通鑄件中容易形成的枝晶網(wǎng)絡(luò)骨架,并保持了分散的顆粒形態(tài),懸浮在剩余的液相中。當(dāng)固相含量達(dá)到0.5-0.6時(shí),這種顆粒狀非枝晶微結(jié)構(gòu)仍具有一定的流變性能,因此可以通過壓鑄、擠壓、模鍛等常規(guī)成形工藝實(shí)現(xiàn)金屬成形[2-4]。半固態(tài)觸變注射成型是近年來發(fā)展起來的一種新工藝。它起源于美國DOW化學(xué)公司,由美國THIXOMAT公司商業(yè)化。該工藝將塑料注射成形原理與半固態(tài)金屬成形工藝相結(jié)合,將半固態(tài)金屬漿料的制備、運(yùn)輸和成形一體化。該方法解決了半固態(tài)金屬漿料的保存、運(yùn)輸和成形控制問題。
6.2:半固態(tài)觸變注射成型技術(shù)的工藝過程
注塑成型的主要工藝是:從料斗中加入鎂合金原料(由枝晶鎂合金錠制成,其結(jié)構(gòu)仍為枝晶),通過電加熱使套筒中的鎂合金原料轉(zhuǎn)變?yōu)榘牍虘B(tài);套管中的半固態(tài)金屬漿料用螺釘剪切。在注射缸的作用下,以注塑機(jī)速度的10倍將近球形的固體顆粒注射到模具中。