鎂合金在高壓鑄造中成形缺陷的構(gòu)成
摘要
鎂合金提供的近乎完美的鑄造性能和成型性能使高壓鑄造成型的鎂合金元件越來(lái)越多的在世界范圍內(nèi)被使用。由于鎂合金溶液比較完美的流動(dòng)性使得其特別適合用于高壓鑄造模具生產(chǎn)薄壁元件。在汽車上運(yùn)用典型的薄壁鑄造的組件包括儀表盤，轉(zhuǎn)向輪轂以及車門和坐椅的結(jié)構(gòu)組件。這些運(yùn)用需要合金極好的品質(zhì)和鑄造性能?，F(xiàn)在發(fā)現(xiàn)在一定鑄造條件下的鎂合金薄壁的壓鑄成型中氣孔的分離與連接是受鑄件的表面的平行度影響的。這種形式的缺陷的出現(xiàn)對(duì)零件的機(jī)械性能產(chǎn)生重大的影響。該論文研究了不同的鑄造條件對(duì)鑄造完整性和一些氣孔的出現(xiàn)的影響。這個(gè)關(guān)于這些缺陷的來(lái)源的原理與凝固的形式、兩相區(qū)的流變學(xué)性能和去除掉兩相區(qū)的鑄件輪廓的填充有關(guān)?？刂茪饪兹毕莸某霈F(xiàn)的工藝參數(shù)的選擇方式，高壓壓鑄的鎂合金零件的質(zhì)量的優(yōu)化方式也就出現(xiàn)了。
關(guān)鍵詞：剪切缺陷 高壓模具鑄造 多孔區(qū)域 鎂合金 固溶物

1. 介紹
目前關(guān)于鎂零件的應(yīng)用已經(jīng)在全球范圍引起了興趣，從建筑到電子產(chǎn)品，如手機(jī)，而最主要的應(yīng)用是汽車工業(yè)。鎂的高比強(qiáng)度和鎂合金熔體優(yōu)良的流動(dòng)性使得它們適合薄壁部位的壓注成型。
在汽車工業(yè)，鎂合金在零部件上有了新的應(yīng)用，比如儀表盤，轉(zhuǎn)向盤，變速箱殼體，門和座位的框架等。但是，這些使用范圍的擴(kuò)大對(duì)鑄件的性能和質(zhì)量，以及對(duì)壓鑄工藝的理解提出了更高的要求。目前歸于高壓壓鑄的微觀結(jié)構(gòu)的發(fā)展非常有限，而且目前關(guān)于高壓壓鑄工藝的末端流動(dòng)和凝固速率使得凝固理論不再適合使用了。此外，鎂合金高壓模具中的鑄造參數(shù)，組織里的微細(xì)構(gòu)造和材料的機(jī)械特性之間的關(guān)系還不是很明確。高壓鑄造過程的特征是一個(gè)很高的切變速率在充型和極端的冷卻速率，在充型過程和重要的凝固出現(xiàn)在最初的幾毫秒之內(nèi)，并導(dǎo)致了一個(gè)不平衡條件和非常不同于在其他鑄造過程下觀察到的微觀結(jié)構(gòu)。
在鎂合金高壓鑄造的模腔內(nèi)微觀組織的結(jié)構(gòu)的形成在早期的研究中發(fā)現(xiàn)有2個(gè)步驟。第一在壓注設(shè)備中中主要的鎂合金樹枝狀結(jié)晶會(huì)增長(zhǎng)在熔液被注射到模具中之前。因此實(shí)際上注入的物質(zhì)上由于凝固因素會(huì)部分凝固到達(dá)近似20%。這在微觀結(jié)構(gòu)鑄造的發(fā)展是中一個(gè)非常重要的影響。在一定的鎂合金高壓薄壁鑄造條件下在多孔的表面或者界面偏聚隨著與鑄件表面輪廓平行。這些缺點(diǎn)對(duì)機(jī)械的性能有重要的影響。一套理論最近被發(fā)展去解釋在一定條件下的高速剪切微觀下的機(jī)械結(jié)構(gòu)。這些表面缺陷的出現(xiàn)和機(jī)械結(jié)構(gòu)能在本文中被用與提供一個(gè)原理去解釋這些缺陷的來(lái)源。這些概念上的結(jié)構(gòu)與凝固行為，一些鑄造上的多孔的區(qū)域流變學(xué)的道具和聯(lián)合剪切的有著多孔區(qū)域充型模型有關(guān)?？刂票砻嫒毕莸漠a(chǎn)生的方法是優(yōu)化過程參數(shù)并且因此優(yōu)化鎂合金高壓鑄造模具的零組件。