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4、镁合金压铸周边设备
 
   镁合金压铸由于在一些方面不同于铝合金压铸，除了压铸主机在一些方面有所特殊要求外，在周边设备上也有一些不同，比如镁合金的熔炉和普通的铝合金熔炉不同，镁合金压铸在大多数情况下要使用模温机，等等。取件机械手、喷雾机械手的配套和使用，可以降低操作者的劳动强度，改善工作环境、提高工作效率。周边设备的使用，也为压铸的自动化生产的实现提供了条件，可以提高压铸生产的自动化生产水平，降低人为因素对压铸工艺的影响。
 
4.1镁合金熔炼炉
由于镁合金的熔炼过程中不但要防止氧化，还要具备避免燃烧、爆炸等安全措施，镁合金的熔炼必须在保护的气氛下进行，因此，镁合金压铸需要配备特殊的熔炉，熔炼也是镁合金压铸中的关键环节。对于热室机来说，除了要满足比锌合金温度高的要求外，还要具备输入保护气体的通道以及熔炉的密封机构；冷室机要具备定量供料系统。
 
4.1.1气体保护装置：
如前所述,镁合金的熔炼防燃技术有盐类熔剂、抑制性元素、惰性气体等，但现代压铸主要是以反应性气氛为主，这也是镁合金压铸的主流和发展方向。
4.1.2气体保护机理：
镁化学性质极其活泼，在空气中很容易被氧化，表面生成MgO，其致密度系数为0.79，这种疏松的氧化膜不能阻止反应继续进行。当温度超过熔点650℃时，氧化迅速转变为燃烧，并放出大量的热，所以镁合金的保护要点就是隔离镁与氧气的接触，纯净的N2及Ar、Ne等气体虽然能对镁熔体起到一定的阻燃烧作用，但均不能完成隔绝镁液与周围环境的接触，所以起不到良好的保护效果。
N2与镁发生如下反应：
3Mg+N2=Mg3N2
生成的Mg3N2系粉状化合物，结构疏松，不能进行反应继续进行。Ar、Ne等惰性气体虽然不与镁液反应，但不能阻止镁的蒸发，形成一定蒸汽压的镁遇到冷壁会发生反应，所以也不是理想的保护气体。
生产中，常用的是CO2、SO2、SF6三种气体均能起到良好的保护效果，而尤以SF6与其他气体按一定比例混合保护效果最佳。
CO2与镁在高温下发生如下反应：
Mg+1/2CO2=MgO+1/2C（无定型）
镁液在干燥、纯净的CO2中，其氧化速度很低，这与表面膜中出现了无定型碳密切有关，这种无定型碳存在于氧化膜的空隙处，提高了镁表面膜的致密度系数，使ɑ=1.03~1.15。带正电荷的无定型碳，还能强烈地抑制镁离子透过表面膜的扩散运动，故也能抑制镁的氧化。
镁与SO2的反应如下：
3Mg+SO2=2MgO+MgS
在镁熔体表面生成很薄较致密的带有金属光泽的MgS、MgO复合表面膜，可抑制镁的氧化。
镁与含SF6的混合气体发生如下反应：
2Mg(L)+O2=2MgO(S)
2Mg(L)+O2+SF6=2MgF2(S)+SO2F2(S)
2MgO(S)+SF6=2MgF2(S)+SO2F2
其中主要产物是MgO，也含有少量MgF2。MgF2的致密系数为1.6，由MgO+MgF2组成的混合膜变为连续、致密的膜，因而含SF6的气氛有防止镁合金熔体氧化燃烧的作用。
综上所述，保护气体的阻燃机理主要是气体与镁液反应，在熔体表面生成不同防护作用的表面膜，这些膜致密度大，能够阻止反应继续进行，也能够阻止镁液的蒸发。其次，这些气体密度大于空气，在一定程度上隔绝镁与氧的反应

4.1.3混气装置
在实际生产中，SF6常和其他气体混合在一起通入到熔炉，常用的混合方式有：air/SF6、SF6/N2，air/CO2/SF6，混气装置的作用就是将这些气体精确地按一定比例混合后送入熔炉。
SF6是一种无色、无味、无毒气体，比空气重4倍，具有化学惰性结构，在常温下极稳定，通常将SF6气体加高压后变成液态，贮存于专用的高压钢瓶中。
实验表明，0.01%的SF6浓度即可有效保护镁液，但实际采用的浓度要大，这主要是因为SF6会与镁液反应和泄漏损失，随着输入浓度含量的增加，液面上方SF6浓度也增加，但与输入浓度相比，消耗量呈增大趋势。所以镁合金熔炉装置必须有效密封，这样SF6控制到一定浓度才成为可能。一般SF6浓度不宜超过1%，这时不仅抗氧化效果下降，而且气氛对设备具有严重腐蚀作用。所以保护气体的供应优化是系统设计和操作时的重要任务。混气装置应能精确配比和混合气体成分，保护气体的浓度和数量必须适应熔液表面条件，达到耗气量少，同时做到环保、安全、经济。下图为Rauch公司镁合金熔炉保护气混气、供气。
SF6和N2通过减压阀和一个流量控制阀，即混合在一起，混合气通过一个流量计分别独立地供应泵室和熔室，泵室和熔室的气体流量可以分别独立调节，还可以通过PLC对泵室的流量在各个阶段进行控制，比如在注料阶段可加大气体流量，从而更经济、安全地保证气体供应。保护气体在进入熔炉时采用多管道多出口分配，尽量接近液面且分配均匀。现实生产中，这种供气已较为成熟，且SF6耗量也较低，下面为Rauch的几种熔炉的保护气耗量：

4.1.4存在问题
SF6在镁合金压铸生产中应用较为普遍，但也存在着一些问题，比如安全、环保等方面，如何解决这些问题，也是镁合金产业面临着的一个课题。
保护气体可能与设备发生反应，如SF6与坩锅反应形成孔状FeF3和Fe2O3,SF6浓度过高会使坩埚起皮增加，起皮会进一步与镁液发生剧烈反应。
3Mg+Fe2O3=3MgO+2Fe
3Mg+2FeF3=3MgF2+2Fe
此外，反应还可能生成SO2和SO2F2，它们会与水蒸气发生反应，然后被起皮吸收，进一步腐蚀坩埚。温度升高和SF6浓度增加会使腐蚀加剧，因而应避免纯净的SF6气体通入坩埚。
SF6气体虽然无毒，但密度大，如果在车间沉积过多，有可能引起缺氧，产生窒息，所以车间必须注意通风。
SF6具有很强的吸收长波能力，而且在空气中的滞留时间长，其温室效应较为显著。SO2气体的使用由于其特性（毒性气体）而受到限制，国外在使用SF6已开发出一种回收设备，但由于成本昂贵，推广受到一定了限制。因此，开发一种替代SF6的保护气体也是镁合金产业亟待解决的问题。
 
4.2熔化装置
镁合金的熔炉一般采用不含镍（或镍含量很低）的不锈钢焊接或整体铸出，因为镍熔解于镁合金液中，将导致镁合金铸件的抗腐蚀能力大幅降低，坩埚最好有双室设计，把熔室和泵室分开，以免镁液的温度有大的波动，影响产品质量。设计熔炉时，要使镁液表面和与体积比最小，坩埚和盖子之间要很好的配合与密封。
 
4.3定量浇注系统
由于镁合金的熔炼是在密闭的条件进行，对于热室机来说，料壶和打料系统也是浸在镁液中，可以实现供料及打料的自动化，对于冷室机来说，则需要定量浇注系统从熔炉中向压铸机压室浇注。目前，已经开发应用的镁合金定量浇注系统有叶轮式、气压式、活塞式等几种。
4.3.1叶轮式
通过叶轮的转动提升镁液，通过输料管定量浇注到压铸机压室，可以改变叶轮的转速及运转时间来实现浇注量的改变。这种镁液泵的定量精度可以达到±2%，生产中，还应控制镁液面的稳定，以免引起供料量的波动。这种泵结构简洁实用，操作/保养也比较容易，故障率也较低，奥地利劳和公司的镁合金熔炉即采用此种定量泵。

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