2022年镁合金产业化工程项目.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 镁合金产业化工程工程1工程提出的必要性与重要性由于镁价连续下滑,生产金属镁已无利可图,山西省广 灵化工总公司依靠生产高电位镁牺牲阳极和八个品牌的镁合金的 新技术优势,通过技术创新,进一步开发科技含量高、附加值大 的镁合金压铸件产品,追求产品的最大值,取得正确经济效益；高电位镁牺牲阳极及镁合金和镁压铸件的生产,为我国金属镁深 加工开创了一条新路,为镁业走出困境带来新转机,提高了我国 镁产品在国际市场上的竞争力,为国家创收外汇,也必将推动我国汽车2工业的发展；产品介绍镁合金产业化工程工程主要生产高电位镁牺牲阳极、镁 合金、镁合金压铸件；高电位镁牺牲

2、阳极是当今世界先进的防腐 工程材料,主要用于埋地管线、管网、船舶等钢铁构筑物的防腐 爱护,此种产品世界上仅有少数几家能生产,广灵化工总公司研 制生产的高电位镁牺牲阳极的化学成份及电化学性能均达到或超 过了国际标准,并被认定为国家级重点新产品；镁合金及镁压铸 件产品主要用于汽车上的转向轮、外表盘、座椅架等汽车上的部 件,以减轻汽车的自重、降低油耗、削减污染,因此,倍受汽车 制 造 业 的 青 睐；2000 吨,镁 依据市场调研,本工程确定生产高电位镁牺牲阳极 合金 3000 吨,镁合金压铸件 2000 吨,镁渣硅酸盐水泥 10 万吨1 / 40 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页

3、,共 40 页精选学习资料 - - - - - - - - - 的生产能力；3产品的市场预测与分析高电位镁牺牲阳极这种防腐材料已被越来越多地用于石 油、天燃气输送管道的防腐爱护,由于其生产技术难度大、科技 含量高,世界上仅有几家能生产,所以,市场上该产品供不应 求,据调查,仅北美年需求量就达二万吨,国内年需求量也在大 幅度的增加；据国际镁协会公布的资料,国际镁合金压铸件的需求将从 1997 年的 95 万吨猜测到2000 年增长到 18.2 万吨在我国每年仅在汽车上用镁合金压铸件的数量达 26 万吨,而且以16的速度递增；而在我国仅有上海乾通汽车附件公司、南京华宏（集团）有限公司等少数几家生产

4、,其产量也不足 2400 吨；所以此产品缺口较大,市场宽阔；6企业简况与工程进展情况山西省广灵化工总公司为中型一类企业,企业性质属集体全部制,有员工1800 多名,其中技术人员136 名,下辖 11 个分厂（公司）,主要生产铵梯炸药、乳化炸药、高电位镁牺牲阳极、镁合金、镁渣水泥、木器、雕塑等十多种产品；总公司总资产 9242 万元,其中固定资产净值4317 万元,企业资产负债率为56. 7 ,企业银行信誉等级为AA级； 1998 年实现利税1508 万元, 1999 年已实现利税2000 万元；是县域经济的龙头企业,大同市 15 户重点优势企业之一,省级先进企业、科技型企业和模 范纳税户；2

5、/ 40 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 40 页精选学习资料 - - - - - - - - - 镁合金市场趋势及工业应用前景访富来远东有限公司总经理黄奇德先生 以轻质和可回收使用为应用特点的镁合金,日益成为现代工业产 品的抱负材料；二十世纪九十岁月,其市场需求始终呈稳固增长 的趋势；现代科技和相关产业技术的进展,不仅排除了人们对使 用镁合金的疑虑,而且使其各项特殊优点更臻完善,应用范畴迅 速扩展,特殊是汽车零部件的大量应用,电讯产品向轻、薄、短、小方向进展,以及相关行业的亲密合作与技术整合,更使这 种 新 兴 材 料 的 市 场 发 展 呈 现 极 为 乐 观 的

6、前 景 ；杂志将一连四期拜访富来远东有限公司总经理黄奇 德先生,让读者全面明白镁合金产品市场对本港压铸工业的影电动压铸机；黄奇德先生于富来远东出任总经理职位多年,对镁 合金市场的演进,熟悉尤深；全球需求的增长趋势 镁在地壳和海水中含量丰富,其储量在全部元素中排行第八；二 十世纪六十岁月,镁金属第一在汽车工业市场上逐步为人们所注 目；但它作为可用性的工程材料,就在八十岁月之后；这主要是 由于高纯铸造镁合金的进展和在铸造车间免除了使用氯化物盐类 试剂,以及胜利开发镁合金的热室与冷室压铸设备；到九十年 代,在汽车工业出于经济考虑和政府法律要求致力于改善车辆燃3 / 40 名师归纳总结 - - - -

7、 - - -第 3 页,共 40 页精选学习资料 - - - - - - - - - 油效率的促使下,镁合金市场需求更出现稳步上升的趋势；及至九八年,全球镁市场交易额已达到 360,000 吨；以 镁 合 金 压 铸 件 为 例 , 根 据 国 际 镁 协 会 （ International Magnesium Association）和 Hydro Magnesium 的估 计 ,九 一年,在全球镁合金压铸件中,镁的应用已达到 24,000 吨；此后每年以 15-20 的速率稳步增长,及至九七年,已达 64,000 吨；估计 2000 年将突破 100,000 吨大关；到 2022 年,可能

8、增加到240,000 吨规模（见图1）,其中 80 是汽车工业的应用；从市场地域分布情形看,以 1997 年为例,当年全球镁市场成交总数 333,700 吨中,居第一位的北美洲占 59.5 ,西欧占 24.0 ,亚洲 / 大洋洲占12.9 ；而在应用领域的安排中,铝合金用镁占 43.2 ,其次就是镁压铸件,约占 28.7 ；九九年欧洲的用镁量,主要反映了该地区在汽车工业上的增长,这是由于闻名的 Ford ,Mercedes,Opel 和 Volkswagen/Audi 等牌子汽车全都增加了镁合金的应用量,而这一趋势至少将会连续到 2022 年；制造厂商和材料供货商的合作,也是镁市场增长的推动作

9、用；例如,九五年, Hydro Magnesium 与 General Motors 签署了直接供应 协 议 ； 同 年 , Volkswagen 购 置 了 在 以 色 列 的 Dead Sea Magnesium的 35 股份；九六年, Ford Motor 公司也承诺对澳洲进展一个新的镁生产厂供应财政支持；镁合金的性能优势多年来,镁合金的应用曾受到三种疑虑的影响,它们是：高成本 物料贵及回收再用费贵 ；高腐蚀性；以及高易燃性；4 / 40 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 40 页精选学习资料 - - - - - - - - - 事实上,熔化镁所消耗的能量虽大于熔化

10、锌,但小于熔化铝；而当今的无助剂熔镁技术和添加硫氟化物（SF6）技术,已掌握熔化镁时的耗损程度减至最低；同时,镁合金的良好切削性能和可 掌握的微小铸造误差,以及很高的压铸生产率,都使得镁的应用 成本大为下降；至于镁合金制件的腐蚀问题,亦已藉助添加垫片 等简易技术措施得以防止；而镁铸件并不像镁粉那样存在易燃问 题,对于熔融状态的镁合金件或在高速切削时的高燃烧性也早已 有了相应防护措施；因此,上述疑虑在当今技术条件下无需担 心；镁材料一系列的特殊优点：重量轻 下表列出了有关金属的比重：金属比重（ g/cm3）镁2.1铅铜黄铜钢锌钛铝11.3 8.9 8.5 7.9 7.1 4.5 2.8 1.8

11、在同等刚性条件下,一磅镁的牢固程度等同于1.8 磅的铝和磅的钢；同时,镁能制出与铝同样复杂的零件而重量就较后者轻 三分之一；上述特性对于现代一些手提类产品是至关重要的；而 对于车辆,这一特性将显著地削减其激活惯性,并节约燃料消 耗；吸震性能高 镁有极好的滞弹吸震性能,可吸取振动和噪音,这对于用作设备机壳减小噪音传递,和供应防冲击与防凹陷损坏 是重要的；5 / 40 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 40 页精选学习资料 - - - - - - - - - 尺寸稳固性 -这是镁的特点之一；当它从模具中取出时,产品 只有很小的残余铸造应力,因此,它无需退火和去应力处理的必 要

12、；某些金属长期暴露在较高温度环境下,即是不加载荷也会产生尺寸结构的变化；而使用AM类镁铸造合金就不会显现这类现象；而在加载情形下,这种金属也能出现很好的抗蠕变特性；例如,压铸件在超过120条件下承担100 小时,只有0.1 至 0.5 的总伸长；其它一些新进展的镁合金仍可供应更大的抗蠕变强度；自动化生产才能和高的模具寿命由于熔融的镁不会与钢起反应,这使得它更易于实现在热室压铸机中进行自动生产操作,同 时也延长了钢制模具的寿命；与铝的压铸相比,镁铸造时模具寿命可比前者高出2-3 倍,通常可维护20 万次以上的压铸操作；良好的铸造性能在保持良好的结构条件下,镁答应铸件壁厚小至 0.6mm；这是塑料

13、制品在相同强度下,无法达到的壁厚；至 于铝合金也要在 1.2-1.5mm 范畴下,才可以和镁相比；高的模铸 生产率与铝相比,镁有更低的单位体积热含量,这意味着它 在模具内能更快凝固；一般说来,其生产率比铝压铸高出 40-50 ,最高时可达到压铸铝的两倍； 镁比铝和锌有更好的加工及切削特性,这促 良好的切削性能 使镁成为最易切削加工的金属材料；下表列出了有关金属的切削 能量消耗指数比较：有关金属切削能量消耗指数：6 / 40 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 40 页精选学习资料 - - - - - - - - - 镍合金中碳钢铸铁黄铜铝镁10.0 6.3 3.5 2.3

14、1.3 1.0 镁的良好切削性能表现在：答应较高的切削速度；削减切削加工 时间；比其它金属有高出几倍的刀具寿命（极少停机换刀并节约 了操作时间与刀具成本）；有优良的表面光滑度,并一次切削获 得；极少显现积屑瘤；有良好的断屑特性及温度传导性,可免除 使用冷却液或润滑液；可回收再用废旧镁合金铸件可再熔化,并作为AZ91D,AM50或 AM60 的二次材料进行铸造；由于压铸件的需求不断增长,可 回收再用的才能是特别重要的；这符合环保的要求,使得镁合金 比很多塑料材料更加吸引；高散热性 镁合金有高散热性能,适合现今设计密集的电子产 品；高电磁干扰屏帐镁合金有良好的阻隔电磁波功能,适合现今发出电磁干扰的

15、电子产品；其它特性 除上述主要特性外,镁合金仍具有长期使用条件下 的良好抗疲惫,以及低的裂纹倾向,和无毒、无磁性等一些特 点；富来远东有限公司总经理黄奇德先生指出,制造镁合金产品 需要多方面技术协作；目前,镁合金主要用于高档电子产品及汽 车零件,精度要求较高,电子产品多要求薄壁件,而汽车零件就 要求精密性高；因此除需要高刚性、高射速的压铸机外,更需要 尺寸精密,流道设计合理的先进模具协作；而本港压铸产品主要7 / 40 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 40 页精选学习资料 - - - - - - - - - 是精度要求较低的铸件,一般均再经人手打磨拋光,而且在国内 治理

16、模式亦较为落后；反观,台湾压铸有较多为电子零件及汽车 零件,这些产品对生产治理、模具、压铸技术要求较高,因此,在进展镁合金压铸方面,明显有肯定的优势；台湾的另一个有利 条件是工业发达,工业股份公司在市场集资简单；而整个镁合金 压铸配套所需投资亦较大,工业集团可作规模性投资；近年手提 电脑风行全球,镁合金较高强度特点恰好正是抱负的超薄型笔记 运算机的外壳材料；由于台湾已把握肯定基础的压铸技术,而且 本身亦是全球笔记型运算机的生产基地,自然便成为日本以外,制造超薄笔记型运算机外壳的王国；挑选合适的冷室或热室压铸机近年流行的镁合金外壳产品是本港压铸厂商梦寐以求的新兴市场；很惋惜本港压铸厂商对这门技术

17、熟悉不深,而且投资不菲,导致他们裹足不前；其实这门技术不难,只是存在小部份技巧而已；今期产品开发篇继上期剖析亚洲镁合金市场后,富来远东总经理黄奇德先生对挑选合适的镁合金压铸机作出一点建议；镁 合 金 铸 造 方 法 镁 合 金 铸 造 方 法 大 致 可 分 为 ： （ 1 ） 重 力 浇 注 Gravity Die casting 、（ 2）低压铸造 Low pressure die casting 、（ 3）半固态压铸 Thixcasting 、（ 4）半熔注塑法 Thixomolding 及（5 压铸 High pressure die casting；半熔注塑法和半固态压铸为较新之生产

18、技术；半熔注塑原理接近注塑机,第一把镁锭加工切 8 / 40 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 40 页精选学习资料 - - - - - - - - - 削成细料状,原料由进料筒定量进入螺杆,在加热区通过螺杆转动挤 压推动,使其变成半熔状态并高速高压射入模腔,由于无需完全熔 化,此法较节约能源,亦较为安全,无需爱护气体或掩盖盐,内在气 泡较少,表面质量亦较高；但同时亦存在很多问题有待解决,例如：原料较贵 设备昂贵生产速度慢技术尚未稳固,其中参数如定 量掌握,各温度区的精确掌握均有难度,因此成品率不高；所以此法 目前用家不多半固态压铸半固态压铸使用实时掌握之超高压冷室压铸机

19、；第一生产晶粒结构细致匀称之棒料 多由电磁感应搅拌生产 切成适当长度,通过特殊控制之电感加热器将棒料加热至半固态,再用机械人放入冷室机射料腔 内,进行实时多速高压挤入模腔,此法主要用于高强度要求厚壁安全 件,压铸后可进行热处理；此工艺成本更高,目前仍处于研发阶段；冷室及热室压铸工艺较为流行较为一般的是压铸工艺,镁合金可用热室或冷室压铸；过去由于热室 机型所限,一公斤以上镁件要使用冷室机之说；现时德国富来已有930 吨之热室镁合金机,最高铸重量可达6.4公斤,有多台在使用中；正确来说,应以铸件的壁厚来打算所使用的工艺；薄壁件采纳热 室法,厚壁件使用冷室法,主要缘由是镁合金流淌性高,同时会快速 凝

20、固,能于合金进入模腔并固化前维护其内热,它的液态高流淌性有 助其及早填满模腔；在这方面热室比冷室法优越；同时,镁合金铸件 所需比压较铝合金低,热室机比压可满意要求,因而镁合金热室机最9 / 40 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 40 页精选学习资料 - - - - - - - - - 适合生产薄壁件；冷室压铸一适合厚壁件设备包括冷室压铸机、镁合金定量炉、镁锭预热及自动进料器、模温机、爱护气体混合装置、取件机器人等；挑选冷室机时有以下特殊考虑的因素：由于镁合金的比压要求 约 300-400 bar 较铝合金低 约 600-700 bar 需要较小的射料力才可达至较佳较果,

21、因此挑选机型时要留意射料部份,最好可配上不同射料力；由于镁合金极易凝固,因此要求大流量短填充时间,实际射速每秒6-7M 或以上并不罕见；空速度要求就更高；运算器器能量时需参考其 PQ 2 图；由于液态的镁合金为易燃物及高流淌性,为安全 计,电线及油喉应尽量内藏；机器夹缝应尽量遮盖以防止镁合金流 入；外露之电线及油喉必需特殊爱护；由于射速极高,为削减飞边,冲头最好有急剎功 能；由于镁合金压铸工艺较难掌握,机器的稳固性及 参数可控性要求较高,最好有监控图表,生产数据显示,生产统计表 等；如机器有压射参数自动运算,有助挑选适合数据；有些机器生产商更换标准机设计,如于射料腔加 热,或更换射料部份设计,

22、以缩短合金进入模型的时间,会增加成本 或影响机器刚性或耐用性,易损件寿命等,成效亦有待考查；10 / 40 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 40 页精选学习资料 - - - - - - - - - 熔炉方面亦有所不同：由于镁合金溶液与空气接触的易燃性,故需要保护气体掩盖表面,爱护气体一般为0.2%SO 2 或 SF6和干燥空气氮气二氧化碳熔炉是封闭式设计,过去使用的含硫掩盖盐虽然亦可防止燃 烧,但令合金杂质增加,不利质量掌握,亦增加环境污染性；爱护气体混合装置供应精确的混合成分 上述 给 镁液表面；气体分布要匀称,炉盖密封性要好,防止漏气,过量的保 护气体不仅令用量增

23、加,亦令坩埚加速腐蚀；不足够就令液面氧化；爱护气体比例及用量必需定时监察；应选用电热炉,由于温度掌握较易,坩埚加热比 较匀称；没有明火亦提高操作安全性；坩埚为特殊低镍防锈钢材；专用镁合金熔化保温定量炉,一般为双重设计（熔化及保温室）镁料由保温室之定量泵通过管道直接抽入射料腔；现有的加料方法有 螺旋量泵和气压掌握定量泵两种,均称可精确掌握误差,传统的人手 或机械匀料会简单冷却亦不利安全操作；低硅含量隔热材料,无出口炉身,防止坩埚破裂时 熔料流出,产生危急；镁锭预热及自动进料器 镁熔液绝不行与湿气接触,因此镁锭在放入熔炉 前必需预热起码 150 oC,此举不但驱除湿气,亦有利于熔化室温度变 化不致

24、太大,自动镁锭进料可保持液面高度的稳固,削减炉壁过度腐11 / 40 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 40 页精选学习资料 - - - - - - - - - 蚀；模具恒温机上段已经提过,在镁合金压铸流淌过程中保持其内热量,是质量掌握的关键因素,高温热油机为镁合金压铸模具之必需外围设备,它亦掌握模具表面温度的重要手段,选用的热油机最高要在 300 oC 以上；此外,必需运算适当的热油管道位置、直径度及热量等；铸造温度场仿真有助于这方面的设计；清洁工具及及盛器镁合金炉的清洁工具要用不锈铬钢,在使用前更要充分预热,防止有湿气,机旁要预备好有盖金属容器,以盛载炉渣；扒出之炉

25、渣放入熔器后,要快速洒上掩盖盐或放入爱护气体并盖上,以防止氧化燃烧；镁合金冷室压铸有以下优点：比 压 较 大,适 合 厚 件 生 产 最大的冷室机超过三、四千吨锁模力,远超过热室机最大的 930吨,可 生 产 大 型 镁 合 金 件更 换 易 损 件 较 为 容 易 只需更换定量炉,机器可用于压铸铝或其它合金；热室压铸一适合薄壁件外围设备方面与冷室机相同,但无需定量炉；挑选压铸机时有以下考虑因素：镁合金热室机与一般热室机不同之处在于热炉和射料部份；熔炉方面与冷室机同熔炉要求一样,需要密封,爱护12 / 40 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 40 页精选学习资料 - -

26、 - - - - - - - 气体,电热,特殊坩埚,双室炉设计等；除选用标准石油气加热射咀及鹅颈外,使用中频电感加热 无需水冷,削减发生危急 可精确掌握射咀分段温度,削减射咀过热或变形,保证熔料流回鹅颈,削减废气污染,不会像石油气加 热令机器其它部份升温,由于镁压铸简单塞咀,机身设计应易于修理 射咀部份；由于镁合金熔之点比镁合金高,受热忱形较 一般热室机严峻,亦导至机器设计及用料上的差异；虽然热室机的射料速度不需要如冷室机高,一般实际射速亦要每秒或两M以上；最好可达3-4M；其它考虑包括外露油喉及电线爱护,内藏油 路及电线,喷雾器爱护,机器稳固性及监控性等；相对于冷室机热室机有以下优点： 可使

27、用较小吨位压铸机 气泡卷入较小 可用较小比压 投资额较小 生产周期较短 定量较准,目前冷室机定量炉仍 在不断改善中 外界对料温影响较小,温度较稳 定 炉温较低,减低氧化及坩埚腐蚀投资镁合金压铸应留意的事项 余料比例较小削减回收比率 没有冲头润滑剂,铸件较清洁； 冲击行程较短,有利缩短填充时 间 机器使用率较冷室机高 综合生产成本较低要有充分的技术人员,包括模具设计,压铸生产及车间管理等技术人员；13 / 40 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 40 页精选学习资料 - - - - - - - - - 必需有充裕资金；举例来说,压铸镁合金运算机外壳,需要用 350 吨以上

28、的压铸机,此机种的每台金额是三百万以上；加上接口设备,全新厂房布局和后加工设备,厂商必需备有充裕资金,才可投资此技术；后工序应在独立镁合金加工车间进行；缘由是镁合金需要高速切削,所以厂房和机房应 备有良好通风系统和抽风设备,防止镁粉积聚；并需保持机床、厂房 干净,防止积存金属屑；用冷却液加工会较安全；金属屑的处理需要 有系统的安全治理；至于除模锋打磨,就可用振磨、喷砂或人手打 磨；事实上,二次加工车间的厂房安全治理的要求比压铸车间更 高；镁合金对模具设计要求极高；除了产品 要求高外,高速射料亦令模腔内较易困气,不合理的流道设计会令冷 纹恶化；因此,现时很多镁合金模具开发,均利用 CAE流道软件

29、；镁合金是活跃金属,简单产生腐蚀,导致表面处 理 比 较 困难 , 特殊 是 处 理外 观 件时 , 更 要面 对 不少 技 术 问题；镁合金比塑肢优胜的一个因素,是镁合金可回收 再用；目前日本和台湾的大部份厂商均没有使用回炉材料,而余料就 可作一级料退回材料供货商,因此,厂商需作储存废料的支配；现 500Kg,不适 时,市场上虽有一级料重熔设备,但熔量最少为每小时 合一般用户使用；余料回收是掌握成本的重要手段；目前台湾正加强 讨论回收技术,或于区内设立集中回收,以减低成本；镁合金压铸对亚洲厂商来说仍是新技术,因此,厂商需克服不少技术 难题,另一方面,亦可从国外引进技术,以尽快达致顺当生产成效

30、；14 / 40 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 40 页精选学习资料 - - - - - - - - - 附图为在德国生产之镁合金压铸实例挑选合适的冷室或热室压铸机近年流行的镁合金外壳产品是本港压铸厂商梦寐以求的新兴市场；很惋惜本港压铸厂商对这门技术熟悉不深,而且投资不菲,导致他们裹足不前；其实这门技术不难,只是存在小部份技巧而已；今期产品开发篇继上期剖析亚洲镁合金市场后,富来远东总经理黄奇德先生对挑选合适的镁合金压铸机作出一点建议；镁 合 金 铸 造 方 法镁 合 金 铸 造 方 法 大 致 可 分 为 ： （ 1 ） 重 力 浇 注 Gravity Die ca

31、sting 、（ 2）低压铸造 Low pressure die casting 、（ 3）半固态压铸 Thixcasting 、（ 4）半熔注塑法 Thixomolding 及（5 压铸 High pressure die casting；半熔注塑法和半固态压铸为较新之生产技术；半熔注塑原理接近注塑机,第一把镁锭加工切 削成细料状,原料由进料筒定量进入螺杆,在加热区通过螺杆转动挤 压推动,使其变成半熔状态并高速高压射入模腔,由于无需完全熔 化,此法较节约能源,亦较为安全,无需爱护气体或掩盖盐,内在气 泡较少,表面质量亦较高；但同时亦存在很多问题有待解决,例如：原料较贵 设备昂贵 生产速度慢

32、技术尚未稳固,其中参数如定量掌握,各温 度区的精确掌握均有难度,因此成品率不高；所以此法目前用家不多15 / 40 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 40 页精选学习资料 - - - - - - - - - 半固态压铸半固态压铸使用实时掌握之超高压冷室压铸机；第一生产晶粒结构细致匀称之棒料 多由电磁感应搅拌生产 切成适当长度,通过特殊控制之电感加热器将棒料加热至半固态,再用机械人放入冷室机射料腔 内,进行实时多速高压挤入模腔,此法主要用于高强度要求厚壁安全 件,压铸后可进行热处理；此工艺成本更高,目前仍处于研发阶段；冷室及热室压铸工艺较为流行较为一般的是压铸工艺,镁合金

33、可用热室或冷室压铸；过去由于热室 机型所限,一公斤以上镁件要使用冷室机之说；现时德国富来已有930 吨之热室镁合金机,最高铸重量可达6.4公斤,有多台在使用中；正确来说,应以铸件的壁厚来打算所使用的工艺；薄壁件采纳热 室法,厚壁件使用冷室法,主要缘由是镁合金流淌性高,同时会快速 凝固,能于合金进入模腔并固化前维护其内热,它的液态高流淌性有 助其及早填满模腔；在这方面热室比冷室法优越；同时,镁合金铸件 所需比压较铝合金低,热室机比压可满意要求,因而镁合金热室机最 适合生产薄壁件；冷室压铸一适合厚壁件设备包括冷室压铸机、镁合金定量炉、镁锭预热及自动进料器、模温 机、爱护气体混合装置、取件机器人等；

34、挑选冷室机时有以下特殊考虑的因素：由于镁合金的比压要求 约 300-400 bar 较铝合金低 约 600-700 bar 需要较小的射料力才可达至较佳较果,因此16 / 40 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 40 页精选学习资料 - - - - - - - - - 挑选机型时要留意射料部份,最好可配上不同射料力；由于镁合金极易凝固,因此要求大流量短填充时间,实际射速每秒6-7M 或以上并不罕见；空速度要求就更高；运算器器能量时需参考其 PQ 2 图；由于液态的镁合金为易燃物及高流淌性,为安全 计,电线及油喉应尽量内藏；机器夹缝应尽量遮盖以防止镁合金流 入；外露之电线

35、及油喉必需特殊爱护；由于射速极高,为削减飞边,冲头最好有急剎功 能；由于镁合金压铸工艺较难掌握,机器的稳固性及 参数可控性要求较高,最好有监控图表,生产数据显示,生产统计表 等；如机器有压射参数自动运算,有助挑选适合数据；有些机器生产商更换标准机设计,如于射料腔加 热,或更换射料部份设计,以缩短合金进入模型的时间,会增加成本 或影响机器刚性或耐用性,易损件寿命等,成效亦有待考查；熔炉方面亦有所不同：由于镁合金溶液与空气接触的易燃性,故需要保护气体掩盖表面,爱护气体一般为0.2%SO 2 或 SF6和干燥空气氮气二氧化碳熔炉是封闭式设计,过去使用的含硫掩盖盐虽然亦可防止燃 烧,但令合金杂质增加,

36、不利质量掌握,亦增加环境污染性；爱护气体混合装置供应精确的混合成分 上述 给 镁液表面；气体分布要匀称,炉盖密封性要好,防止漏气,过量的保17 / 40 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页,共 40 页精选学习资料 - - - - - - - - - 护气体不仅令用量增加,亦令坩埚加速腐蚀；不足够就令液面氧化；爱护气体比例及用量必需定时监察；应选用电热炉,由于温度掌握较易,坩埚加热比 较匀称；没有明火亦提高操作安全性；坩埚为特殊低镍防锈钢材；专用镁合金熔化保温定量炉,一般为双重设计（熔化及保温室）镁料由保温室之定量泵通过管道直接抽入射料腔；现有的加料方法有 螺旋量泵和气压掌握

37、定量泵两种,均称可精确掌握误差,传统的人手 或机械匀料会简单冷却亦不利安全操作；低硅含量隔热材料,无出口炉身,防止坩埚破裂时 熔料流出,产生危急；镁锭预热及自动进料器 镁熔液绝不行与湿气接触,因此镁锭在放入熔炉 前必需预热起码 150 oC,此举不但驱除湿气,亦有利于熔化室温度变 化不致太大,自动镁锭进料可保持液面高度的稳固,削减炉壁过度腐 蚀；模具恒温机 上段已经提过,在镁合金压铸流淌过程中保持 其内热量,是质量掌握的关键因素,高温热油机为镁合金压铸模具之 必需外围设备,它亦掌握模具表面温度的重要手段,选用的热油机最 oC 以上；此外,必需运算适当的热油管道位置、直径度及 高要在 300 热

38、量等；铸造温度场仿真有助于这方面的设计；18 / 40 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页,共 40 页精选学习资料 - - - - - - - - - 清洁工具及及盛器镁合金炉的清洁工具要用不锈铬钢,在使用前更要充分预热,防止有湿气,机旁要预备好有盖金属容器,以盛载炉渣；扒出之炉渣放入熔器后,要快速洒上掩盖盐或放入爱护气体并盖上,以防止氧化燃烧；镁合金冷室压铸有以下优点：比 压 较 大,适 合 厚 件 生 产 最大的冷室机超过三、四千吨锁模力,远超过热室机最大的 930吨,可 生 产 大 型 镁 合 金 件更 换 易 损 件 较 为 容 易 只需更换定量炉,机器可用于压铸铝

39、或其它合金；热室压铸一适合薄壁件外围设备方面与冷室机相同,但无需定量炉；挑选压铸机时有以下考虑因素：镁合金热室机与一般热室机不同之处在于热炉和射料部份；熔炉方面与冷室机同熔炉要求一样,需要密封,爱护气体,电热,特殊坩埚,双室炉设计等；除选用标准石油气加热射咀及鹅颈外,使用中频电感加热 无需水冷,削减发生危急 可精确掌握射咀分段温度,削减射咀过热或变形,保证熔料流回鹅颈,削减废气污染,不会 像石油气加热令机器其它部份升温,由于镁压铸简单塞咀,机身设计 应易于修理射咀部份；由于镁合金熔之点比镁合金高,受热忱形较19 / 40 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页,共 40 页精选学

40、习资料 - - - - - - - - - 一般热室机严峻,亦导至机器设计及用料上的差异；虽然热室机的射料速度不需要如冷室机高,一般实际射速亦要每秒或两M以上；最好可达3-4M；其它考虑包括外露油喉及电线爱护,内藏油路及电线,喷雾器爱护,机器稳固性及监控性等；相对于冷室机热室机有以下优点： 可使用较小吨位压铸机 气泡卷入较小 可用较小比压 投资额较小 生产周期较短 定量较准,目前冷室机定量炉仍 在不断改善中 外界对料温影响较小,温度较稳 定 炉温较低,减低氧化及坩埚腐蚀投资镁合金压铸应留意的事项 余料比例较小削减回收比率 没有冲头润滑剂,铸件较清洁； 冲击行程较短,有利缩短填充时 间 机器使用

41、率较冷室机高 综合生产成本较低要有充分的技术人员,包括模具设计,压铸生产及车间管理等技术人员；必需有充裕资金；举例来说,压铸镁合金运算机外壳,需要用 350 吨以上的压铸机,此机种的每台金额是三百万以上；加上接口设备,全新厂房布局和后加工设备,厂商必需备有充裕资金,才可投资此技术；后工序应在独立镁合金加工车间进行；缘由是镁合金需要高速切削,所以厂房和机房应 备有良好通风系统和抽风设备,防止镁粉积聚；并需保持机床、厂房 干净,防止积存金属屑；用冷却液加工会较安全；金属屑的处理需要20 / 40 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页,共 40 页精选学习资料 - - - - - -

42、 - - - 有系统的安全治理；至于除模锋打磨,就可用振磨、喷砂或人手打 磨；事实上,二次加工车间的厂房安全治理的要求比压铸车间更 高；镁合金对模具设计要求极高；除了产品 要求高外,高速射料亦令模腔内较易困气,不合理的流道设计会令冷 纹恶化；因此,现时很多镁合金模具开发,均利用 CAE流道软件；镁合金是活跃金属,简单产生腐蚀,导致表面处 理 比 较 困难 , 特殊 是 处 理外 观 件时 , 更 要面 对 不少 技 术 问题；镁合金比塑肢优胜的一个因素,是镁合金可回收 再用；目前日本和台湾的大部份厂商均没有使用回炉材料,而余料就 可作一级料退回材料供货商,因此,厂商需作储存废料的支配；现 时,市场上虽有一级料重熔设备,但熔量最少为每小时 500Kg,不适 合一般用户使用；余料回收是掌握成本的重要手段；目前台湾正加强 讨论回收技术,或于区内设立集中回收,以减低成本；镁合金压铸对亚洲厂商来说仍是新技术,因此,厂商需克服不少技术 难题,另一方面,亦可从国外引进技术,以尽快达致顺当生产成效；附图为在德国生产之镁合金压铸实例 异军突起的镁合金压铸（摘自特种铸造及有色合金2000 年第 6 期