温度对镁合金压铸的影响

镁合金是最轻的金属结构材料，其密度为1.75～1.90g/cm3，其比强度高于铝合金和钢，略低于比强度最高的纤维增强塑料；其机加工性能优良，易加工且加工成本低，加工能量仅为铝合金的70%；其耐腐蚀性比低碳钢好得多，已超过压铸铝合金A380；其减振性、电磁屏蔽性远优于铝合金。另外，镁合金的低密度、低熔点、低动力学黏度低比热容、低相变潜热以及与铁的亲和力小等特点，使其具有熔化耗能少、充型速度快、凝固速度快、实际压铸周期短、模具使用寿命长等优势，极适合于采用现代压铸技术进行成形加工，直接制备出薄壁和复杂形状的零部件。而且镁合金压铸件的性能优良，在常规使用条件下替代钢、铝合金、塑料等制件的效果非常好。在实现产品轻量化的同时，还使产品具有优良的特殊功能，并且在镁合金压铸件报废后，还可以直接回收再利用，符合环保要求。AZ91D是一种室温下具有良好的塑韧性且具有一定强度和优良耐蚀性的压铸镁合金。

在浇注温度在660～685℃时，随着浇注温度的升高，AZ91D合金的抗拉强度和延伸率均升高；但明显浇注温度对延伸率的影响程度大；浇注温度高于685℃以后，随着浇注温度的升高，抗拉强度和延伸率都降低。在浇注温度为700℃时的延伸率值异常，但延伸率总的趋势是下降的。在浇注温度在660～680℃时，随着浇注温度的升高，压铸镁合金AZ91D的冲击韧性和硬度均小幅度升高；浇注温度在680～700℃时，随着温度的升高，其冲击韧性和硬度提升幅度较大；浇注温度高于700℃以后，随着温度的升高，其硬度急剧下降；而冲击韧性在700～710℃时达到其峰值，随着温度的继续升高，其冲击韧性极可能降低。

综合各个因素的影响，当压射比压为70MPa，压射速度为3.0m/s，铸型温度为200℃时，浇注温度对AZ91D合金力学性能的影响。发现浇注温度为685℃时，压铸试样力学性能最佳，抗拉强度可达263MPa，伸长率达225%；浇注温度过低不利于充型，易产生冷隔、充型不满等缺陷；浇注温度过高则易产生飞溅、毛刺及在镁合金压铸件内形成严重的缩孔、疏松缺陷，降低镁合金压铸件的力学性能，并加重对压铸型的热冲击。所以浇注温度为685℃较适宜。

在其它压铸工艺参数一定时，铸型温度对压铸镁合金AZ91D的各项力学性能的影响。压铸镁合金AZ91D的抗拉强度和硬度都是先随着铸型温度的升高而升高，当铸型温度超过200℃时，又随铸型温度的升高而降低，但是明显抗拉强度曲线比硬度曲线变化剧烈。抗拉强度和硬度达到最大值时的铸型温度分别为200℃和197℃。镁合金的延伸率虽然随着铸型温度的升高降低，但可以看出在180～210℃的范围内，其延伸率数值变化不大，这说明铸型温度对合金延伸率的影响较小。合金的冲击韧性在180～190℃范围内，变化很小，随后，合金的冲击韧性随温度的升高而升高，200～210℃时，其值又比较稳定。

综上所述，压铸型温度对AZ91D合金力学性能的影响规律与浇注温度基本相同。型温过低会使冷速过快，导致镁合金压铸件表面快速形成硬壳，不利于充型和凝固补缩易形成冷隔;型温过高则易造成粘型拉伤。试验及分析表明:压铸工艺温度参数对AZ91D合金压铸态力学性能的影响由强到弱依次是浇注温度，铸型温度；当压铸工艺参数(压射比压70MPa，压射速度3.0m/s，铸型温度200℃，浇注温度685℃)适宜时，压铸AZ91D合金力学性能可稳定地达到σb=263MPa，δ5=225%。

结论

（１）在温度对AZ91D合金组织性能的影响的因素中，影响最显著的是浇注温度，其次铸型温度；在适宜的压铸工艺参数(压射比压70MPa，铸型温度200℃，浇注温度685℃)下，压铸AZ91D合金的力学性能可稳定地达到σb=263MPa，δ5=225%。

（２）在严格控制镁合金冶金质量并在其他条件一定时，压铸镁合金AZ91D适宜的浇注温度为685℃；其适宜的铸型温度为200℃。