溫度對(duì)鎂合金壓鑄的影響

鎂合金是最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，其密度為1.75～1.90g/cm3，其比強(qiáng)度高于鋁合金和鋼，略低于比強(qiáng)度最高的纖維增強(qiáng)塑料；其機(jī)加工性能優(yōu)良，易加工且加工成本低，加工能量?jī)H為鋁合金的70%；其耐腐蝕性比低碳鋼好得多，已超過(guò)壓鑄鋁合金A380；其減振性、電磁屏蔽性遠(yuǎn)優(yōu)于鋁合金。另外，鎂合金的低密度、低熔點(diǎn)、低動(dòng)力學(xué)黏度低比熱容、低相變潛熱以及與鐵的親和力小等特點(diǎn)，使其具有熔化耗能少、充型速度快、凝固速度快、實(shí)際壓鑄周期短、模具使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)，極適合于采用現(xiàn)代壓鑄技術(shù)進(jìn)行成形加工，直接制備出薄壁和復(fù)雜形狀的零部件。而且鎂合金壓鑄件的性能優(yōu)良，在常規(guī)使用條件下替代鋼、鋁合金、塑料等制件的效果非常好。在實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品輕量化的同時(shí)，還使產(chǎn)品具有優(yōu)良的特殊功能，并且在鎂合金壓鑄件報(bào)廢后，還可以直接回收再利用，符合環(huán)保要求。AZ91D是一種室溫下具有良好的塑韌性且具有一定強(qiáng)度和優(yōu)良耐蝕性的壓鑄鎂合金。

在澆注溫度在660～685℃時(shí)，隨著澆注溫度的升高，AZ91D合金的抗拉強(qiáng)度和延伸率均升高；但明顯澆注溫度對(duì)延伸率的影響程度大；澆注溫度高于685℃以后，隨著澆注溫度的升高，抗拉強(qiáng)度和延伸率都降低。在澆注溫度為700℃時(shí)的延伸率值異常，但延伸率總的趨勢(shì)是下降的。在澆注溫度在660～680℃時(shí)，隨著澆注溫度的升高，壓鑄鎂合金AZ91D的沖擊韌性和硬度均小幅度升高；澆注溫度在680～700℃時(shí)，隨著溫度的升高，其沖擊韌性和硬度提升幅度較大；澆注溫度高于700℃以后，隨著溫度的升高，其硬度急劇下降；而沖擊韌性在700～710℃時(shí)達(dá)到其峰值，隨著溫度的繼續(xù)升高，其沖擊韌性極可能降低。

綜合各個(gè)因素的影響，當(dāng)壓射比壓為70MPa，壓射速度為3.0m/s，鑄型溫度為200℃時(shí)，澆注溫度對(duì)AZ91D合金力學(xué)性能的影響。發(fā)現(xiàn)澆注溫度為685℃時(shí)，壓鑄試樣力學(xué)性能最佳，抗拉強(qiáng)度可達(dá)263MPa，伸長(zhǎng)率達(dá)225%；澆注溫度過(guò)低不利于充型，易產(chǎn)生冷隔、充型不滿等缺陷；澆注溫度過(guò)高則易產(chǎn)生飛濺、毛刺及在鎂合金壓鑄件內(nèi)形成嚴(yán)重的縮孔、疏松缺陷，降低鎂合金壓鑄件的力學(xué)性能，并加重對(duì)壓鑄型的熱沖擊。所以澆注溫度為685℃較適宜。

在其它壓鑄工藝參數(shù)一定時(shí)，鑄型溫度對(duì)壓鑄鎂合金AZ91D的各項(xiàng)力學(xué)性能的影響。壓鑄鎂合金AZ91D的抗拉強(qiáng)度和硬度都是先隨著鑄型溫度的升高而升高，當(dāng)鑄型溫度超過(guò)200℃時(shí)，又隨鑄型溫度的升高而降低，但是明顯抗拉強(qiáng)度曲線比硬度曲線變化劇烈?？估瓘?qiáng)度和硬度達(dá)到最大值時(shí)的鑄型溫度分別為200℃和197℃。鎂合金的延伸率雖然隨著鑄型溫度的升高降低，但可以看出在180～210℃的范圍內(nèi)，其延伸率數(shù)值變化不大，這說(shuō)明鑄型溫度對(duì)合金延伸率的影響較小。合金的沖擊韌性在180～190℃范圍內(nèi)，變化很小，隨后，合金的沖擊韌性隨溫度的升高而升高，200～210℃時(shí)，其值又比較穩(wěn)定。

綜上所述，壓鑄型溫度對(duì)AZ91D合金力學(xué)性能的影響規(guī)律與澆注溫度基本相同。型溫過(guò)低會(huì)使冷速過(guò)快，導(dǎo)致鎂合金壓鑄件表面快速形成硬殼，不利于充型和凝固補(bǔ)縮易形成冷隔;型溫過(guò)高則易造成粘型拉傷。試驗(yàn)及分析表明:壓鑄工藝溫度參數(shù)對(duì)AZ91D合金壓鑄態(tài)力學(xué)性能的影響由強(qiáng)到弱依次是澆注溫度，鑄型溫度；當(dāng)壓鑄工藝參數(shù)(壓射比壓70MPa，壓射速度3.0m/s，鑄型溫度200℃，澆注溫度685℃)適宜時(shí)，壓鑄AZ91D合金力學(xué)性能可穩(wěn)定地達(dá)到σb=263MPa，δ5=225%。

結(jié)論

（１）在溫度對(duì)AZ91D合金組織性能的影響的因素中，影響最顯著的是澆注溫度，其次鑄型溫度；在適宜的壓鑄工藝參數(shù)(壓射比壓70MPa，鑄型溫度200℃，澆注溫度685℃)下，壓鑄AZ91D合金的力學(xué)性能可穩(wěn)定地達(dá)到σb=263MPa，δ5=225%。

（２）在嚴(yán)格控制鎂合金冶金質(zhì)量并在其他條件一定時(shí)，壓鑄鎂合金AZ91D適宜的澆注溫度為685℃；其適宜的鑄型溫度為200℃。