1、压铸镁合金材料

镁与铝在化学、物理性质上存在较大的差别，主要表现在化学反应活性，金属液表面氧化物质密性，凝固过程中的热效应，抗电化学腐蚀能力等方面。

镁具有比铝强的化学反应活性且金属液表面不能形成如铝合金液一样的致密的氧化物保护膜以阻至氧化反应的继续进行，因此镁合金易燃烧甚至爆炸。镁合金还易溶解其它金属，包括严重降低镁合金抗电化学腐蚀能力的镍、铜等元素。另外，同样体积的铝合金及镁合金液在凝固过程中，镁合金释放的热量显著低于铝合金液。

1.1       镁合金化元素

纯镁的机械性能很差，不能满足工业零件对屈服强度和抗拉强度的要求。通过加入合金化元素能显著提高镁的机械性能，使镁合金的强度重量比在各类合金中仅次于钛合金而名列第二，为其工业应用开拓了广阔前途。合金化元素的第二个作用是改善镁合金的铸造性能。纯镁的熔点高，流动性差，收缩量大。通过合金化能降低液相温度，增加流动性，提高镁合金的铸造性能，减小收缩倾向。针对镁合金在150摄氏度以上温度其强度显著下降的特点，合金化的第三个作用是增强镁合金的抗蠕变性能。

镁合金常用的合金化元素是铝和锌。铝的合金化能提高合金强度及铸造性能。锌也能提高合金的铸造性能。为保证铸造性能压铸镁合金的铝含量＞3%，锌含量＜2%。否则容易产生裂纹。基于Mg-An-Mn 系的合金AZ91（含锌）和AM60B（不含锌）是室温使用的主要压铸镁合金。微量的稀土元素Y，Nd,Sr对AZ91合金有明显的细化作用，含Sr合金在晶界处存在粗大的Mg-Sr化合物及Mg17A112相，易于发生沿晶断裂，而含Y，Nd合金由于晶体内滑移带及变晶的快速形成，主要发生穿晶断裂。合金韧性进一步得到提高。目前AZ及AM这两种系列合金占镁汽车结构件的90%，但它们在150℃以上时其强度显著下降。

为改善合金在150℃以上的抗蠕变能力，现已开发了AS41A合金（4.3%Al,1%硅，0.35%锰），该含金的蠕变强度在170℃范围内。同时具有较好的伸长率，屈服强度和极限抗拉强度。由于含铝量较低，AS41A要求较高的铸造温度。AS系列镁合金由于Si的引入，在组织中易形成硬的硅质点，钠和锶能从根本上改善硅相的结构起到很好的变质效果。

利用稀土元素对Mg-Al基合金强度及蠕变抗力的有利影响而开发了Mg-Al-稀土合金。压铸AE42合金具有比Mg-Al-Si合金更加的蠕变抗力，能在200-250度下长期使用。加拿大开发了AC系列镁合金。通过添加Ca改善了Mg-Si合金中Mg2Si的相结构并细化其晶粒，其蠕变抗力是AZ和AM系列合金的10倍左右。而拉伸及抗拉强度相当。且具有良好的铸造性能。

目前得到工业应用的压铸镁合金主要有4个系列，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中给出了它们中的常用合金的名义成分和性能。

1.2镁合金的铸造性能

1.2.1高速冷却条件下对相图的影响

在压铸条件下，由于流速高，金属型冷却能力强，冷却速度很快，二元系相图中共晶点向热稳定组元方向推移。对Al合金来说是向Si增加的方向推移，而对Mg合金来说则是向Mg增加的方a向推移，这种推移可以使Al部分亚共晶合金成为固溶液体单相合金，使部分Al过共晶合金成为亚过晶合金。Mg合金则正好相反，部分固溶体合金成为亚共晶合金，部分亚共晶合金则成为实际上的过共晶合金。大致来说高的冷却速度增加Mg合金共晶体的含量，有利于铸造。

另外，比较纯镁和纯铝的熔点与共晶温度的差值也可以表明镁合金易于铸造，对镁来说其值为212℃，而铝则是73℃。

1.2.2镁合金的物理性质对压铸性能的影响

1.2.2.1热焓

从工作温度到凝固温度之间的热量，决定了相同的导热系数下，金属液保持可铸性的时间。因此这种热量便作为最大可能充型时间的尺度。充型时间T与从工作温度至凝固温度的热焓的定性公式为：

Tm;Ta=Qm/Qa      则：Tm=QmTa/Qa

比较CD=MgAl9Znl与GD-AlSi12(Cu)则Tm=130.5/275Tal=0.654Ta

即充填同一铸型镁合金所需时间公为铝合金的65%。

表二  铝镁的热焓

1.2.2.2

金属液粘度与浇注速度对充型的影响

用雷诺数来表示性质，它不仅考虑到流道的几何形状，而且也考虑到由于速度磨擦而产生的流动阻力。也以GD-MgAl9Znl和GD-AlSi12(Cn)粘度作比较，定性地得出浇注速度。首先两者的流动特性相同，那么作为一个准则两者的雷诺言数必须相等。

Rea=Rem            Re=WDh/V或中

Re——雷诺数

W——平均浇注速度

Dh——液体流槽直径

V——浇注温度时的粘度

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：铝合金平均浇注速度

Wa：镁合金平均浇注速度

以上结论说明镁合金充填型腔的平均速度约为铝合金充填型腔时的1.25倍。

1.2.2.3气体与气孔

气孔以各种方式存在于铸件中，一种方式是由于冷却过程中气体从液体中析出，主要是H2，另一些是由于浇注而带入了空气。镁溶解氢的能力很强，即使铸锭上只有极少量的一点水分，也可能通过水的还原而吸收氢。然而氮地产生氮化物、氧产生氧化物。因此，大气的影响较小，空气的温度与气体含量有关，也就是镁块必须进行彻底的烘干才能投炉熔化。

1.2.2.4粘模倾向

粘模倾向是指铸造合金粘附在铸型上的倾向。这种现象对压铸过程的影响很大。

（1）       合金对铸型材料的熔解度。镁合金在这方面有其优越性，一般模具钢的主要合金元素，除镍外，其它如铁、钴、锰、铝、钙都不溶解或仅有微量溶解于镁合金，因此粘模不会产生。

（2）       铸件在脱模温度时的强度。约300℃时，镁合金的强度公为铝合金的一半左右，只要型腔表面没有问题，推出平衡，不产生剪切应力，这样的热强度足以保证铸件出模。

（3）       铸件与型腔表面之间的粘附系数，当磨擦副之间的粗糙度为30/um和磨擦速度为0.1m/s时，铝一钢之间的粘附系数为0.1，而镁-钢之间仅为0.05。

由此可知，镁合金有很大的优点。因此镁压铸件可以用最小的脱模斜度，并可获得较高的精度。

1.3压铸镁合金的实际应用

AZ91D是最常用的镁合金，具有优良的耐蚀性、铸造性能和良好的强度，主要用于汽车、计算机零件和运动器具、壳、盖、链、锯、手动工具和家用电器。

AM50、AM60合金具有突出的韧性和吸能性，同时兼有良好的强度和机械性能，主要用于汽车座椅、方向盘、仪表板等。

AS41和AE42这些合金于150℃时有良好的抗蠕变形能，应于零件工作温度较高的场合，如汽缸体、曲轴箱、制动件等。

东莞市乐发精密五金制品有限公司

专注多年从事精密锌合金压铸，铝合金压铸，镁合金压铸，铜压铸生产加工及锌合金压铸模具，铝合金压铸模具，镁合金模具压铸，铜压铸模具设计与开发。

拥有各种主要精密压铸加工设备具备多名高素质的工程人员

我司产品主要运用领域：电子，电器，机械，数码，光学，新能源汽车，充电桩，动车组，摩托车，电瓶车，LED配件，家具，卫浴，工艺品等行业，产品质量优势：压铸成品密度均匀，產品不易断裂、变形、重量稳定、表面均匀光滑,CNC加工、鑚孔攻牙、孔内研磨、振动研磨以及手工拋光研磨、各种色泽电镀、阳极处理、奈米烤漆、电镀、非铬酸皮膜处理(符合ROHS、WEEE环保要求，產品耐腐蚀及中性盐雾测试最高可达120小时)表面可电镀。

欢迎来电咨询！
业务咨询：QQ：1556039810  微信/手机：13686609610
技术交流：QQ：740389501     微信/手机：13829212466
公司官网：http://www.yf5188.com/