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汽车新型压铸零部件的铸造工艺

发表时间：2021/5/6 来源：《中国科技信息》2021年6月作者：张绍军陈周张俊

[导读] 伴随着我国经济进入新常态，压铸生产企业面临诸多挑战。其一，压铸行业产值不断提升，但利润却持续走低；其二，质量要求不断提升，但产品价格却依旧低迷；其三，交货期更加严格，产品种类繁多；其四，人工、原材料等成本日益增长，压铸生产企业经营压力巨大。

广东鸿图武汉压铸有限公司张绍军陈周张俊

摘要: 伴随着我国经济进入新常态，压铸生产企业面临诸多挑战。其一，压铸行业产值不断提升，但利润却持续走低；其二，质量要求不断提升，但产品价格却依旧低迷；其三，交货期更加严格，产品种类繁多；其四，人工、原材料等成本日益增长，压铸生产企业经营压力巨大。对 Mg-9Al-1Zn-0. 5Ce 汽车新型压铸零部件试样进行了压铸成型，并进行了力学性能和耐腐蚀性能的测试和分析。
关键词: Mg-9Al-1Zn-0. 5Ce 合金；压铸零部件；浇注温度；压射速度；力学性能
        一、试验
        研究对象为 Mg-9Al-1Zn-0. 5Ce 汽车新型压铸零部件，Mg-9Al-1Zn-0. 5Ce 合金的原材料选用纯度为 99%以上的纯镁锭、铝锭、锌锭、铈粉、细锰粉。
        熔炼在坩埚电阻炉内进行，首先预热坩埚，待坩埚呈现暗红色后将 RJ-2 熔剂撒在坩埚底部和四周，分批次加入镁锭、细锰粉、铈粉、铝锭、锌锭，待所有成分都熔化后进行扒渣、精炼，静置 10 min 后，将合金液浇入 1 250 kN 卧式冷室压铸机的模腔内，在 1 250 kN 卧式冷室压铸机上进行压铸试验。压铸过程中，保持模具预热温度 250 ℃、压射比压 90 MPa 不变，改变浇注温度和压射速度。
        二、试验结果及讨论
        2.1不同浇注温度下试样的力学性能测试
        Mg-9Al-1Zn-0. 5Ce 汽车新型压铸零部件试样于3 m/s 恒定压射速度下，经不同的浇注温度制备下的力学性能测试结果见图 2。可以看出: 浇注温度越低，强度越小，浇注温度的升高能够有效增强试样的抗拉强度和屈服强度，断后伸长率相对略有减小。620、635、650、675、700 ℃浇注温度下的抗拉强度分别为 237、253、268、257、242 MPa，屈服强度分别为 143、165、177、169、154 MPa，断后伸长率则分别为 8. 9%、8. 2%、7. 9%、8. 1%、8. 4%。由此可见: 620 ℃浇注温度下试样的抗拉强度与屈服强度均最小，断后伸长率则最大，此时试样的力学性能最差; 650 ℃浇注温度压铸时，试样的抗拉强度和屈服强度最大，分别较 620 ℃ 压铸时增大了 13. 08%、23. 78%，断后伸长率仅减小了 1%，此时力学性能最佳。当浇注温度继续升高，试样的强度下降，断后伸长率减小，力学性能又开始下降。

2.2不同压射速度下试样的力学性能测试
Mg-9Al-1Zn-0. 5Ce 汽车新型压铸零部件试样于650 ℃恒定浇注温度下，经不同的压射速度制备下的力学性能测试结果见图 3。

        由图 3 可以看出: 压射速度越慢，强度越小，压射速度的加快能够有效增强试样的抗拉强度和屈服强度，断后伸长率相对略有减小。1、2、3、4、5 m/s压射速度下的抗拉强度分别为 241、255、268、259、244 MPa，屈服强度分别为 152、164、177、168、153MPa，断后伸长率则分别为 8. 7%、8. 4%、7. 9%、8. 2%、8. 5%。由此可见: 1 m/s 压射速度下试样的抗拉强度与屈服强度均最小，断后伸长率则最大，此时试样的力学性能最差; 3 m/s 速度压铸时，试样的抗拉强度和屈服强度最大，分别较 1 m/s 压铸时增大了 11. 20%、16. 45%，断后伸长率仅减小了 0. 8%，此时力学性能最佳。当压射速度继续增加，试样的强度下降，断后伸长率减小，力学性能又开始下降。
        2.3试样的拉伸断口形貌
        Mg-9Al-1Zn-0. 5Ce 汽车新型压铸零部件试样分别经 620、650 ℃ 浇注温度压铸时的拉伸断口图片。可看出: 两种浇注温度压铸时，试样的拉伸断口处均呈现出典型的韧性断裂特征。620 ℃压铸时试样的撕裂棱粗大，韧窝不规则，具有较差的韧性;650 ℃压铸时试样的韧窝显著减小，形状较为圆润，分布较规则、均匀，韧性极大提升，力学性能最佳。综合不同浇注温度下的 Mg-9Al-1Zn-0. 5Ce 汽车新型压铸零部件试样的强度和伸长率的测试结果可以得知，从优化 Mg-9Al-1Zn-0. 5Ce 汽车新型压铸零部件试样的力学性能考虑，优选 650 ℃浇注温度。
        2.4不同浇注温度下试样的耐腐蚀性能
        Mg-9Al-1Zn-0. 5Ce 汽车新型压铸零部件试样于3 m/s 恒定压射速度下，经不同的浇注温度制备下的耐腐蚀性能测试。可以看出浇注温度的升高能够使试样的腐蚀电位显著正移，耐腐蚀性能得以提升。随浇注温度从 620 ℃升高到 650 ℃，试样的耐腐蚀性能先提升后下降。620、635、650、675、700 ℃ 浇注温度下的腐蚀电位分别为 - 0. 924、-0. 913、-0. 881、- 0. 893、- 0. 908 V。由此可见，620 ℃浇注温度下试样的腐蚀电位最负，此时试样的耐腐蚀性能最差; 650 ℃浇注温度压铸时，试样的腐蚀电位最正，较 620 ℃压铸时正移了 43 mV，此时耐腐蚀性能最佳。当浇注温度继续升高，试样的腐蚀电位开始负移，耐腐蚀性能又开始下降。
        3结论
        总的来说，在市场竞争日趋激烈下，压铸生产企业要敢于推动生产方式的变革，改进生产及质量管理模式，建立起一个不断提升产品质量、实现标准化、目视化的质量管理体系，最终实现企业利润的提升。采用不同的浇注温度和压射速度对 Mg-9Al-1Zn-0. 5Ce 汽车新型压铸零部件试样进行了压铸成型，并进行了力学性能和耐腐蚀性能的测试和分析。随浇注温度的升高和压射速度的加快，试样的抗拉强度、屈服强度先增大后减小，腐蚀电位正移后逐渐负移，伸长率变化幅度较小，力学性能与耐腐蚀性能均先提升后下降。650 ℃ 浇注温度、3 m/s压射速度下 Mg-9Al-1Zn-0. 5Ce 汽车新型压铸零部件试样的抗拉强度、屈服强度最大，断后伸长率最小，腐蚀电位最正，力学性能和耐腐蚀性能最佳。
参考文献：
[1]一汽联铸二厂压铸增能项目竣工[J].   特种铸造及有色合金. 2020(09)
[2]松裕兴压铸：更大的压铸机，冀望更大的发展[J].   中国铸造装备与技术. 2020(06)
[3]文灿天津压铸基地试产成功[J].   特种铸造及有色合金. 2016(11)