2.3　鎂合金的壓鑄技術

2.3.1　鎂合金壓力鑄造的基本概念

壓力鑄造是將液態(tài)或半固態(tài)金屬在高壓下瞬間填充鑄型并在短時間內凝固成鑄件的一種方法。近年來鎂合金在汽車輕量化方面發(fā)揮了積極的作用。為了適應鎂合金快速發(fā)展的需求，鎂合金的鑄造技術，尤其是壓鑄技術得到了長足的發(fā)展。劉正在傳統(tǒng)鑄造工藝的基礎上介紹了幾種鎂合金鑄造工藝的新進展，主要包括鎂合金真空低壓消失模鑄造新技術、鎂合金液態(tài)壓鑄鍛造雙控成形技術、充氧壓鑄技術、真空壓鑄技術、半固態(tài)壓鑄技術、鎂合金雙輥連續(xù)鑄軋技術及鎂合金電磁連續(xù)鑄造技術。壓力鑄造壓力在幾兆帕到幾十兆帕范圍。鑄型通常采用優(yōu)質鋼制成，充型速度在0.5～70m/s范圍。充型時最小件只需幾毫秒，而大件約需半秒。鑄型的溫度約150℃，要比金屬凝固溫度低得多，因此鑄件凝固極快。在凝固時需保持高壓，以保證鑄件表面質量高，同時也保證金屬液能充填到復雜型腔中。按照盛液室類型不同，可將壓鑄機分成熱室壓鑄機和冷室壓鑄機。今后鎂合金鑄造生產(chǎn)發(fā)展可能以壓鑄為主，以使之能大量用于電子、通信、家電、汽車領域等。雖然中國鎂合金壓鑄已有幾十年的歷史，但技術發(fā)展還有許多瓶頸。但總體講，鎂合金壓鑄發(fā)展較快，勢頭很好。

目前得到工業(yè)應用的壓鑄鎂合金主要有4個系列：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）。中國傳統(tǒng)壓鑄合金的牌號為ZM-5。表2-47列出了壓鑄鎂合金的主要元素的作用。表2-48列出了國外常用壓鑄合金規(guī)格。

2.3.2　壓力鑄造鎂合金的基本特點

表2-49為壓鑄鎂的化學性能及其他使用性能。近年來，正是由于鎂合金的如上特點，即鎂合金優(yōu)秀的壓鑄特性、良好的完整性、薄壁壓鑄時的精密性使得鎂合金壓鑄件的生產(chǎn)數(shù)量逐漸增多，很多產(chǎn)品由于使用了鎂合金件而使其性能得到提高，尤其是在汽車業(yè)和其他一些需要輕質材料的行業(yè)。但是由于鎂合金自身存在的不足，其成形具有一定的難度。壓力鑄造鎂合金的基本特點：鎂合金密度小、比強度（比剛度）高、良好的剛度、良好的減震性、良好的鑄件尺寸穩(wěn)定性、良好的切削性能，因而具有良好的常溫使用性能；熔點低，可延長壓鑄壽命；鎂合金與鐵的親和力小，且溶鐵的能力低，再加上鎂合金壓鑄溫度低，對模具的熱沖擊小，因而不容易粘連模具表面，與鋁合金相比，其所用模具壽命高2～3倍；鑄造工藝好，可壓鑄各種復雜、薄壁鑄件；鎂合金實際壓鑄周期比鋁合金的短，生產(chǎn)速率高。因為在相同流體狀態(tài)（雷諾指數(shù)相等）下，鎂合金的充型速度遠大于鋁合金；加之鎂合金熔點、比熱容和相變潛熱均比鋁合金的低，故其熔化耗能小，凝固速度快；具有良好的電鍍性；產(chǎn)品質量好及經(jīng)濟效益好；但是它易氧化，熔化及保溫的設備和工藝復雜，有高溫脆性，熱裂傾向大，耐蝕性差。

2.3.3　鎂合金壓鑄件的設計特點

（1）壓鑄工藝對鑄件結構的要求　為避免前述的一些缺陷，合理的鑄件結構設計要求盡量避免內側凹，消除活動型芯，利用筋減少壁厚或使壁厚均勻以減少應力及變形，盡量消除深孔或深腔，減少抽芯，避免型芯交叉，消除尖角等。

（2）壁厚的設計　鎂合金的最小壁厚見表2-50。

（3）筋的設計　筋的設計原則為：筋的布置要對稱，避免筋的連接處金屬液匯集，并且筋的壁厚要均勻。

（4）鑄造圓角的設計　壓鑄件的尖角、直角、盲孔和凹槽的根部突起部分都應設有圓角。圓角的作用是使液流暢通，減少渦流及湍流，避免產(chǎn)生應力、裂紋以及改善壓鑄件組織等。圓角不宜過大或過小，過大易產(chǎn)生縮松或縮孔，過小易產(chǎn)生裂紋。

（5）鑄件斜度的設計　鑄件的斜度不計入公差范圍內。鎂合金的內腔斜度見表2-51。

（6）壓鑄齒型及螺紋　壓鑄齒型的最小模數(shù)為0.5mm，精度等級為3。在高度大于20mm時，每面至少有0.05～0.2mm斜度。壓鑄螺紋的外側斜度為0～0.3％，活動型芯的斜度為0.3％，固定型芯的斜度為0.6％。

（7）長方形孔和槽　鋅合金長方形孔和槽的尺寸為：寬度1.0mm，深度12mm，厚度12mm。

（8）尺寸精度　鋅合金壓鑄件基本公差等級為4～6，而鋁-鎂合金為5～7，銅合金為6～8。鎂合金的孔中心距尺寸公差見表2-52。壓鑄件的壁厚尺寸公差見表2-53。

（9）鑲鑄件　鑲鑄件鑄入應被合金包緊，鑲鑄件與壓鑄件之間不產(chǎn)生電化學腐蝕，有鑲鑄件的壓鑄件不應進行熱處理，鑲鑄件放入型腔，定位應滿足公差配合要求。在鋅合金鑄造時，鑲鑄件的預熱溫度應在150～200℃。

2.3.4　壓鑄機及其工裝

2.3.4.1　壓鑄機的類型

在鎂合金的成形技術中，其中很大部分是以壓鑄法成形，所以壓鑄設備對于鎂合金產(chǎn)業(yè)有著重要的意義。目前國內的鎂合金壓鑄產(chǎn)業(yè)仍用普通的壓鑄機來進行鎂合金壓鑄。壓鑄件的壁厚決定它所使用的壓鑄工藝，一般來說，小鑄件采用熱室壓鑄工藝，大鑄件采用冷室壓鑄工藝。采用冷室壓鑄工藝后，由于鎂合金凝固時間短，流動性好，充型時間可以較短，壓鑄速度也可較快。大尺寸的澆口有利于充型和補縮。冷室壓鑄機于1999年在杜塞爾多夫首次面世，使鎂合金壓鑄工藝得到了改善。熱室壓鑄工藝中，如果澆鑄系統(tǒng)設計適當，壓鑄壓力可達160～250bar（1bar=10⁵Pa）。熱室壓鑄工藝必須使用高注射速度，才能制得薄壁鑄件。熱室壓鑄的優(yōu)點有：低壓鑄壓力，壓鑄機體積小，循環(huán)時間短，壓鑄系統(tǒng)的空氣少等。壓鑄機一般分成兩大類，一類是熱室壓鑄機，一類是冷室壓鑄機。冷室壓鑄機的壓室與保溫爐是分開的。冷室的工作程序與熱室基本相同，只是液態(tài)金屬被人工或自動澆包澆入壓室內。

（1）鎂合金熱室壓鑄機　對于鎂合金熱室壓鑄機，由于鎂合金是從液面以下經(jīng)封閉的鵝頸噴嘴等直接進入壓鑄型（模）的型腔中，澆鑄過程無氧化和浮渣，溫度損失少，因此熱室壓鑄機更適于薄壁復雜件的壓鑄（最小壁厚可達0.5mm）。又由于其生產(chǎn)率高，易于自動化，也便于鎂合金液的防護，所以被廣泛用于家電、計算機、通信、日用五金和許多載荷不特別大的鎂壓鑄件的生產(chǎn)。一般的中小型鎂合金壓鑄件特別是壁薄而外觀要求較高的零件，大都采用熱室壓鑄機生產(chǎn)。鎂合金熱室壓鑄機與普通熱室機的不同主要在于前者具有更高的壓射速度，一般空壓射速度要求大于6m/s，并要求壓射終止時液壓沖擊小、保溫坩堝爐的工作溫度高，且要求溫度控制較嚴格，保溫坩堝爐應考慮合金液氧化保護。

（2）鎂合金臥式冷室壓鑄機　冷室壓鑄機的壓室是相對獨立的，與熔化爐無直接連接。每次壓鑄時，需用鐵勺將定量的液體金屬由熔化爐中取出，澆入壓室。冷室分臥式、立式及全立式。大多數(shù)大型受力和有特殊要求的鎂合金壓鑄件是用冷室壓鑄機來生產(chǎn)的，如許多重要的汽車零件等。但普通冷室壓鑄機必須對壓射部分進行如下改進才能適應鎂合金壓鑄生產(chǎn)的需要：一是快壓射速度由4～5m/s提高到6～10m/s；二是減少增壓建壓時間；三是提高壓射速度和壓射力的控制程度；四是配置有保護氣體裝置的專用熔爐。

（3）比較　由于鎂合金的熱焓量低，熱室和冷室壓鑄法二者就可能獲得高的生產(chǎn)率，快的生產(chǎn)周期對于小的壓鑄件充型時間大約以0.02s為宜。在冷室壓鑄機中注射第二階段要求的快速動作在凝固開始之前進行，并且50～70N/mm²最終壓強要在型腔充滿15～35ms內起作用。由于鎂合金對于黑色金屬零件沒有腐蝕性，因此有可能繼續(xù)發(fā)展熱室壓鑄機的生產(chǎn)。對于生產(chǎn)的中等尺寸鑄件，熱室壓鑄機的生產(chǎn)速度比冷室壓鑄機要快，其他的優(yōu)點包括熱室壓鑄機比用冷室壓鑄機金屬損耗較少，較容易實現(xiàn)機械化。

鎂合金壓鑄，不管是采用熱室還是冷室壓鑄工藝，都必須有下列幾點要求：均勻的壁厚；控制金屬和壓鑄型的溫度；連續(xù)生產(chǎn)，最好是晝夜三班制；鎂合金壓鑄生產(chǎn)中良好的設備維護保管，甚至比在鋅的鋁和生產(chǎn)中更為重要。

2.3.4.2　與壓鑄機配套的結構及操作

鎂合金壓鑄由于在一些方面不同于鋁合金壓鑄，除了壓鑄主機在一些方面有特殊要求外，在周邊設備上也有一些不同。比如，鎂合金的熔爐和普通的鋁合金熔爐不同，鎂合金壓鑄在大多數(shù)情況下要使用模溫機等。取件機械手、噴霧機械手的配套和使用，可以降低操作者的勞動強度，改善工作環(huán)境、提高工作效率。周邊設備的使用，也為壓鑄的自動化生產(chǎn)的實現(xiàn)提供了條件，可以提高壓鑄生產(chǎn)的自動化生產(chǎn)水平，降低人為因素對壓鑄工藝的影響。

（1）鎂錠預熱加料機　鎂錠在加入熔爐以前，一定要預熱到150℃以上，以去除鎂錠中的水汽，以免加入熔爐時引起爆炸，鎂錠預熱以后加入還可以避免引起鎂液溫度大的波動，增加熔化爐的熔化效率，因此，鎂合金熔爐要配置保溫爐式自動預熱裝置，還可以連接自動喂料裝置，將預熱后的鎂錠自動加入熔爐中。

該機的作用是預熱鑄錠。有人較為詳細地介紹了德國鎂壓鑄機的情況，并介紹了鎂錠預熱加料機的作用。由于鎂與水分的爆炸反應，必須將干燥的材料加入到爐內，這一點非常重要。對于小型爐子，將鎂錠放置在爐蓋上預熱，這種方法是有危險的，操作工人如操作不當，將引發(fā)事故，最好的辦法是使用鎂錠預熱加料機。預熱加料機可以利用空氣循環(huán)，然而加料前鎂錠必須從環(huán)境溫度加熱到150℃以上。如Striko Dynarad系統(tǒng)（專利）加料機工作時，合金錠通過手工插入旋轉加料盤中，加料盤旋轉經(jīng)過上部的加熱區(qū)，按照爐子內液面?zhèn)鞲衅鞯闹噶睿辖疱V被推出到一滑道內，當檢查達到最低溫度后，鎂錠通過滑道門滑入熔化爐的金屬液中。加料機可加熱小于加料盤格的各種尺寸和類型的合金錠。多數(shù)爐子采用電阻加熱，只有少數(shù)為燃氣加熱。原因是：雖然燃氣較便宜，但電阻加熱爐更安全。

（2）定量澆鑄系統(tǒng)　由于鎂合金的熔煉是在密閉的條件下進行，對于熱室機來說，料壺和打料系統(tǒng)也浸在鎂液中，可以實現(xiàn)供料及打料的自動化；對于冷室機來說，則需要定量澆鑄系統(tǒng)從熔爐中向壓鑄機壓室澆鑄。目前，已經(jīng)開發(fā)應用的鎂合金定量澆鑄系統(tǒng)有葉輪式、氣壓式、活塞式等幾種。

鎂液的注料量可以通過調節(jié)活塞的行程來調節(jié)。這種泵在理論上可以達到較高的精度，但是由于浸在鎂液中的部分過多，長期在高溫鎂液的浸泡下，維修保養(yǎng)不很方便。電磁泵是利用導電流體中的電流和磁場的作用，把電磁推動力直接作用在金屬液體上，使之發(fā)生定向移動，其運動符合左手定則。電磁泵的流量大小與升液電流、磁感應強度等有關。電磁泵的特點是沒有機械磨損，控制也較為方便。氣壓泵主要結構為密封泵室，注料時加壓的氬氣通過管子進入泵室，泵室下方和熔爐連通的單向閥關閉，氣體排開同樣體積的鎂液進行注料。這種泵的特點是沒有機械磨損，故障率低，清理維護簡單，在澆鑄量較大時定量精度較好。

通過葉輪的轉動提升鎂液，通過輸料管定量澆鑄到壓鑄機壓室，可以改變葉輪的轉速及運轉時間來實現(xiàn)澆鑄量的改變。這種鎂液泵的定量精度可以達到±2％，生產(chǎn)中，還應控制鎂液面的穩(wěn)定，以免引起供料量的波動。這種泵結構簡潔實用，操作/保養(yǎng)也比較容易，故障率也較低，奧地利勞和公司的鎂合金熔爐即采用此種定量泵。

（3）自動澆鑄機與壓鑄機銜接部分　傳統(tǒng)的熱室壓鑄機射嘴及鵝頸加熱部分采用煤氣加熱，缺點是控制較為困難，射嘴易出現(xiàn)超溫現(xiàn)象，也使凝固狀態(tài)變得不穩(wěn)定。菱沼省三介紹了電加熱射嘴。這種裝置的優(yōu)點是：壓鑄時射嘴溫度保持在穩(wěn)定范圍內，可穩(wěn)定控制射嘴前端的凝固；易于生產(chǎn)控制；工作環(huán)境得到改善。

（4）鎂合金熔煉爐　由于鎂合金的熔煉過程中不但要防止氧化，還要具備避免燃燒、爆炸等安全措施，鎂合金的熔煉必須在保護的氣氛下進行，因此，鎂合金壓鑄需要配備特殊的熔爐，熔煉也是鎂合金壓鑄中的關鍵環(huán)節(jié)。對于熱室機來說，除了要滿足比鋅合金溫度高的要求外，還要具備輸入保護氣體的通道以及熔爐的密封機構；冷室機要具備定量供料系統(tǒng)。

鎂合金熔爐為了保證與壓鑄機的連接方式，便于生產(chǎn)，還需要一些其他裝置，比如用于冷室壓鑄機的熔爐的三維定位裝置，可以實現(xiàn)熔爐的旋轉、平移、升降，以方便與壓鑄機的配套及日常維護、保養(yǎng)。另外，對于鎂合金熱室壓鑄機，料壺等熱作件也是很重要的，鎂合金熱室壓鑄溫度一般在630～650℃，溫度遠遠高于鋅合金。熱作件工作在高溫的鎂合金液中，不但要具有良好的高溫強度，而且要有耐鎂合金液的腐蝕性能。由于工作條件非常惡劣，對所用材料有特殊的要求。鎂合金本身化學性質活潑，對熱作件材料有腐蝕作用，在生產(chǎn)中又有保護氣體的腐蝕，另外其工作溫度高、壓射速度快等，因此對熱作件材料的高溫性能有更高的要求。壓鑄鎂合金熔爐熱作件材料的研究成為影響壓鑄鎂合金發(fā)展的重要因素之一。鎂合金的熔爐一般采用不含鎳（或鎳含量很低）的不銹鋼焊接或整體鑄出。因為鎳熔解于鎂合金液中將導致鎂合金鑄件的抗腐蝕能力大幅降低，坩堝最好有雙室設計，把熔室和泵室分開，以免鎂液的溫度有大的波動，影響產(chǎn)品質量。設計熔爐時，要使鎂液表面和與體積比最小，坩堝和蓋子之間要很好的配合與密封。

（5）氣體保護裝置　如前所述，鎂合金的熔煉防燃技術有鹽類熔劑、抑制性元素、惰性氣體等，但現(xiàn)代壓鑄主要以反應性氣氛為主，這也是鎂合金壓鑄的主流和發(fā)展方向。

（6）混氣裝置　鎂合金的化學性質比較活潑，開始熔化時，容易氧化和燃燒，需要采取保護措施防止熔融金屬表面氧化。鎂合金熔體不同于鋁合金，鋁合金熔體表面會形成一層連續(xù)致密的氧化膜，阻止熔體進一步氧化，而鎂合金熔體表面會形成疏松的氧化膜，氧氣可以穿透表面氧化膜而導致氧化膜下面的金屬氧化甚至燃燒。此外，熔融的鎂合金極易和水發(fā)生劇烈反應生成氫氣，并有可能導致爆炸。因此對鎂合金熔體采用熔劑或保護氣氛隔絕氧氣或水汽是十分必要的。

SF₆是一種無色、無味、無毒的氣體，比空氣重4倍，具有化學惰性結構，在常溫下極穩(wěn)定，通常將SF₆氣體加高壓后變成液態(tài)，儲存于專用的高壓鋼瓶中。在實際生產(chǎn)中SF₆常和其他氣體混合在一起通入到熔煉爐，常用的混合方式有空氣/SF₆、SF₆/N₂、空氣/CO₂/SF₆，混氣裝置的作用就是將這些氣體精確地按一定比例混合后送入熔爐。試驗表明，0.01％的SF₆濃度即可有效保護鎂液，但實際采用的濃度要大，這主要是因為SF₆會與鎂液反應及泄漏損失，隨著輸入濃度的增加，液面上方SF₆濃度也增加，但與輸入濃度相比，消耗量呈增大趨勢。所以鎂合金熔爐裝置必須有效密封，這樣SF₆控制到一定濃度才成為可能。一般SF₆濃度不宜超過1％，這時不僅抗氧化效果下降，而且氣氛對設備具有嚴重腐蝕作用。所以保護氣體的供應優(yōu)化是系統(tǒng)設計和操作時的重要任務?；鞖庋b置應能精確配比和混合氣體成分，保護氣體的濃度和數(shù)量必須適應熔液表面條件，保證耗氣量少，同時做到環(huán)保、安全、經(jīng)濟。

SF₆和N₂通過減壓閥和一個流量控制閥混合在一起，混合氣通過一個流量計分別獨立地供應泵室和熔室，泵室和熔室的氣體流量可以分別獨立調節(jié)，還可以通過PLC對泵室的流量在各個階段進行控制，比如在注料階段可加大氣體流量，從而更經(jīng)濟、安全地保證氣體供應。保護氣體在進入熔爐時采用多管道多出口分配，盡量接近液面且分配均勻。現(xiàn)實生產(chǎn)中，這種供氣已較為成熟，且SF₆耗量也較低。

SF₆在鎂合金壓鑄生產(chǎn)中應用較為普遍，但也存在著一些問題，比如安全、環(huán)保等方面，如何解決這些問題，也是鎂合金產(chǎn)業(yè)面臨的一個課題。

保護氣體可能與設備發(fā)生反應，如SF₆與坩堝反應形成孔狀FeF₃和Fe₂O₃，SF₆濃度過高會使坩堝起皮增加，起皮會進一步與鎂液發(fā)生劇烈反應。此外，反應還可能生成SO₂和SO₂F₂，它們會與水蒸氣發(fā)生反應，然后被起皮吸收，進一步腐蝕坩堝。溫度升高和SF₆濃度增加會使腐蝕加劇，因而應避免純凈的SF₆氣體通入坩堝。SF₆氣體雖然無毒，但密度大，如果在車間沉積過多，有可能引起缺氧，產(chǎn)生窒息，所以車間必須注意通風。SF₆具有很強的吸收長波能力，而且在空氣中的滯留時間長，其溫室效應較為顯著。SO₂氣體的使用由于其特性（毒性氣體）而受到限制，國外已開發(fā)出一種SF₆回收設備，但由于成本昂貴，推廣受到了一定限制。因此，開發(fā)一種替代SF₆的保護氣體也是鎂合金產(chǎn)業(yè)亟待解決的問題。

（7）模溫機　模溫機利用高導熱性的導熱媒質，可以在很短的時間內將熱量傳遞給模具。在壓鑄生產(chǎn)中維持模具溫度的穩(wěn)定有利于生產(chǎn)節(jié)奏的恒定和獲得優(yōu)質的鑄件，也有利于延長模具壽命。常用的模溫機有兩類，一類為熱水模溫機，一類為熱油模溫機。由于水的沸點所限，在密封加熱的情況下，熱水模溫機的加熱溫度及最高使用溫度也只能達到140～160℃，由于鎂液遇水會發(fā)生激烈的反應引起爆炸，高壓冷卻水在模具內泄漏有引起爆炸的危險，而且鎂合金壓鑄時模具的溫度通常要保持在180～280℃，因此，熱水模溫機在鎂合金壓鑄中很少采用。鎂合金壓鑄時常用的是熱油模溫機，導熱油的沸點較高，使用溫度也遠高于水，對模具的加熱也更均勻恒定，熱油模溫機的使用溫度可以達到300℃以上。與鋁合金相比，鎂合金的熱容較小，所以和鋁合金壓鑄中大多數(shù)壓鑄模常常需要水冷不同，鎂合金的模具常常需要加熱才能滿足正常生產(chǎn)，特別是在生產(chǎn)一些薄壁件時，為了加熱模具，有的壓鑄廠常用火槍加熱的辦法，這種方法對鎂合金是不太適用的。因為這樣很難使模具的溫度均勻，模具的壽命也會因為受到過冷過熱的沖擊而容易產(chǎn)生裂紋。而且由于鎂合金的潛熱低，在生產(chǎn)薄壁件時，為了保持好的充填條件和穩(wěn)定生產(chǎn)，通常要對模具持續(xù)地加熱以維持模具溫度的平衡。在鎂合金的壓鑄中，最理想的加熱方式是用模溫機來對模具進行加熱。

（8）取件機械手　取件機械手又稱自動取出機，當壓鑄機壓鑄完成，開模到位后，通過取件機械手進行鑄件的自動化取出并放置在規(guī)定的位置上。這種機械手的特點是運轉靈活、活動范圍大，可以通過編程來控制機械手的動作，實現(xiàn)較為復雜的動作，并可以實現(xiàn)冷卻、切邊等復雜動作，定位精度高，重復性好；在一些機型上可以實現(xiàn)取件、噴霧機械手合二為一，簡化操作、節(jié)省時間，但價格也較貴。通過取件機械手與壓鑄機的聯(lián)機，可以實現(xiàn)壓鑄生產(chǎn)的自動化，減輕操作者的勞動強度，減少輔助時間，維持生產(chǎn)節(jié)拍的穩(wěn)定，并可以與切邊機等組合，直接將取出的壓鑄件放置在切邊機上，進行切邊等作業(yè)，大大提高生產(chǎn)效率。取件機械手常用工業(yè)機器人。這種取件機械手的特點是具有特殊驅動機械，手臂動作平衡、快速；手臂旋回90％，機械體固定于座板側面，不影響裝拆模具空間；夾臂特殊構造，取出位置點準確，夾徑直徑可隨鑄件實際大小調整，三點夾爪夾持穩(wěn)定可靠，經(jīng)久耐用；具有防水、防塵、防噴濺設計，使用壽命長；采用空氣驅動，可作高速運轉，保養(yǎng)簡便；制品取出確認檢知數(shù)，可用開關選擇設定。

（9）自動壓送機及其他　自動壓送機具有將離型（脫模）劑快速稀釋后自動壓送到一臺或多臺噴霧機的功能，其稀釋倍率和壓送壓力可在一定范圍內自由設定。這種設備的特點是：全自動操作，節(jié)省人力；稀釋快速，壓送量大，壓力平穩(wěn)；稀釋倍率容易設定；壓送壓力為（2～5）×10⁵Pa，可自由設定；壓力達到后立即停機，節(jié)省能源，壽命長；本體采用不銹鋼容器，具有防腐功能；內部加裝漏電斷路器，防止漏電危險；有離型劑補充警示燈，避免空打。

自動噴霧機是借助于壓縮空氣將離型劑（又稱脫模劑）以霧狀方式噴射至壓鑄模型腔的裝置。自動噴霧機的特點是噴霧量由時間和流量閥控制，霧化均勻，調整容易；壓鑄型（模）動模噴霧量可個別調整；銅管式設計，可自由設定方向，任何復雜型（模）具均可使用；銅管座更換容易，銅管數(shù)量可隨意增減；設有單獨吹氣銅管，可吹干殘留離型劑；旋回角度為90°；當空氣源停止時，上升限位置可自動鎖定。尚富工業(yè)股份有限公司生產(chǎn)的自動噴霧機采用的是水性離型劑，使用更安全。

2.3.4.3　壓鑄模

（1）壓鑄模的構成　圖2-6為適用于鎂合金熱室壓鑄機的壓鑄模。壓鑄模由定模部分、動模部分、成形部分、抽芯部分、頂出機構、導向零件、模架部分、冷卻部分、安全裝置、澆鑄系統(tǒng)、排溢系統(tǒng)及吊裝機構組成。定模與機器的壓射部分相連接并固定于機器的定模安裝板上，是金屬液開始進入模具的部分，也是壓鑄模的型腔部分之一。動模部分固定于機器的移動板上，隨動模板合攏與開啟而移動。一般抽芯和脫模機構皆安裝在此部分。成形部分是構成鑄件的部分，包括鑲塊、型芯和活動型芯等，分別放置在定模和動模內。構成鑄件外形的部分叫型腔，構成鑄件內部形狀的叫型芯。抽芯部分是帶動活動成形部分的機構，以完成抽拔動作。頂出機構是將鑄件從模具中取出的機構。導向機構的作用是將模具各活動部分開啟和合攏時，保證按著一定的方向動作。模架部分的作用是將模具各部分按一定位置組合固定，它包括模板、支座等。冷卻部分的作用是調節(jié)模具溫度。安全裝置的作用是防止在工作時金屬液從分型面射出。排溢部分包括排氣與集渣槽等。

（2）分型面　在動模的分型面確定時，對鑄件的同心度有要求的外緣與內孔，應當盡量設在一個型內；分型面應當考慮盡量減少金屬液對滑塊抽芯機構的壓力；分型面應當考慮開模后脫模的距離，在動定模內應盡量避免過深的型腔；分型面應盡量取在鑄件的邊緣，或在留有加工余量的面上；分型面的選擇要考慮便于模具制造；分型面應盡量設置在金屬流動方向的末端。

（3）澆鑄系統(tǒng)　壓鑄的澆鑄系統(tǒng)由直澆道、橫澆道、內澆口、集渣槽及排氣槽組成。

a.內澆口。從排氣的角度看，內澆口應設置在使金屬液進入型腔后不立即封閉排氣系統(tǒng)的位置；在內澆口導入金屬液時，使難于排氣的地方先流入金屬液；盡量采用單個內澆口，防止多個澆口存在時將氣體包在液體中。從減少金屬流動動能的角度看，內澆口的位置不應正面沖擊型芯或型壁；另外，應使金屬液到型腔各部分的流程最短；內澆口的位置應使金屬液在填充過程中不過多地改變方向。

內澆口的厚度對金屬液的流速及流態(tài)有直接的影響。內澆口的厚度可以通過公式計算，但一般根據(jù)經(jīng)驗來確定。推薦的鎂合金的內澆口厚度見表2-54。內澆口的截面f可按如下公式計算：

f=V/（6.45ut）　　（2-28）

式中，V為壓鑄件的容積，cm³；u為內澆口的流動速度，m/s；t為填充型腔的時間，s。所推薦的t及u見表2-55及表2-56。

鎂合金要求非常短的充填時間，所以要采用排氣速度相當快的通氣塞，鎂壓鑄與鋁壓鑄相比充填時間要縮短30％～35％，通過澆道的速度要加快40％～50％，壓鑄型溫度要提高40％～50％。這是因為鎂合金的黏度小，鎂液和鋁液具有幾乎相同的溫度場，但是，當有固相出現(xiàn)時，鎂合金的流動性迅速降低。這是因為鎂合金的潛熱比鋁合金的潛熱小得多。因此，在鎂合金壓鑄設計時，要最大程度避開鎂合金的動態(tài)結晶。像儀表盤之類的制品，壁厚僅1.8～2.5mm，這種薄壁而且成形面積很大的零部件只能采用壓鑄工藝，其他工藝幾乎是不可能成形的，這種重要零部件必須確保發(fā)生沖撞時的安全性，要求材料伸長率在12％以上。實際生產(chǎn)中，鎂壓鑄件儀表盤在未熱處理情況下可以進行滾筒清理。汽車發(fā)動機需要采用鎂鑄件的有氣缸蓋、進氣管殼體、變速箱殼體等，最近增長的還不快，其理由之一是鎂合金易燃，影響采用，另外材料價格較高也在一定程度上影響其推廣應用。

b.直澆道。在立式冷室壓鑄機和熱室壓鑄機的模具上設置直澆道。直澆道指由澆口套開始到橫澆道為止的部分。其尺寸會影響液態(tài)金屬的流動速度及填充時間。

c.橫澆道。橫澆道截面積的大小應在滿足壓力傳遞良好和填充時間合理的要求下確定，同時要求橫澆道對液態(tài)金屬流動的阻力要小。橫澆道的界面不能有突然縮小或增大的現(xiàn)象。橫澆道的厚度根據(jù)鑄件的大小和復雜程度而定，對小件取4～6mm，對中大件取8～10mm。按鑄件要求，常使橫澆道的截面積最小為直澆道入口面積的1.2倍，比內澆口截面積大三倍以上。橫澆道長度對金屬液流起平穩(wěn)作用。橫澆道過短，會出現(xiàn)金屬液沖擊及飛濺現(xiàn)象；橫澆道過長，導致金屬液流溫度降低。對中小鑄件而言，橫澆道長度一般取30mm左右。

（4）排溢系統(tǒng)　壓鑄件中的氣體主要來源于型腔，模具的設計不當就會使氣體難以排除。在壓鑄模具中設置排氣槽，可以增大氣體的排氣量，但這種方法的排氣限度非常有限。采用一種排氣閥排氣壓鑄法則可解決這一問題，將排氣槽做成曲折形，利用氣體與金屬的質量差所產(chǎn)生的對閥體的作用力的不同（使氣體通過，而金屬不能通過），達到排氣的目的。安裝在分型面上的排氣閥的排氣槽為曲折形，面積大大增加，且排氣槽的開閉與壓鑄機的工作循環(huán)一致。設計模具時在金屬液最終充填部位增設排氣孔，降低氣壓，提高最終充填部位的充填速度，減少充填時間，避免氣孔的產(chǎn)生。最終充填部位的氣壓降低至0.02MPa，采用495℃×4h的熱處理時，也會得到無氣孔缺陷的壓鑄件。同時，在便于清理的情況下，應盡量增大內澆口的面積，以減少充填時間，增加補縮效果。

排氣槽應盡量分布在分型面上，不影響脫模；排氣槽應設置在型腔的一側，便于制造；鑄件較厚處應設置排氣槽；排氣槽應設置在金屬液最后填充部位的附近。鋅合金鑄件用模的排氣道尺寸見表2-57。

集渣槽設置的原則：開設在金屬液流最先沖擊的部位；開設在受液態(tài)金屬沖擊型芯的背面；開設在易產(chǎn)生漩渦的部位；開設在型腔溫度較低的部位；開設在型腔死角排氣不良的部位；開設在金屬液流的最后區(qū)域。

（5）抽芯機構和頂芯機構　抽芯機構按驅動動力分有手動、機動、液壓或氣壓等類型。頂芯機構也稱脫模機構。頂芯機構位置的設置原則為：盡可能避免鑄件被頂部位受彎曲應力、切應力及拉應力的作用；頂出部位應設置在最靠近鑄件被包緊的部位；應避免損傷鑄件外形，設置在使鑄件受影響最小的部位。自壓型內頂出鑄件所需的頂出力就是用來克服鑄件在壓形上的包緊力。鋅合金的許用頂壓力為400MPa。

（6）壓鑄模零件常用材料　壓鑄模零件常用材料選擇的原則：耐高溫，導熱性高，膨脹系數(shù)小，熱處理變形量??；淬火性能好，加工性能良好。鋅合金鑄件壓鑄模零件常用材料見表2-58。一般用的壓鑄模具鋼如H13、QR090均為馬氏體熱作模具鋼，以Cr、Mo及V為主要元素。這些模具鋼在600℃以下具有好的熱強性，但在600℃以上就不能滿足使用性能。在鎂合金的加工中，鎳會影響合金的耐蝕性，因此模具鋼中不應該有鎳。有人研究了無鎳壓鑄用模具鋼20Cr10Co10Mo4W2V，并討論了模具鋼的連續(xù)冷卻相變規(guī)律。試驗用原料為釩鐵、鎢鐵、鉬鐵、鈷鐵、含微量碳的鉻鐵、金屬錳及純鐵。采用真空感應電爐冶煉，然后電渣重熔。試驗用鋼在1140℃鍛造成試樣，并在850℃×8h高溫退火。奧氏體化溫度為900℃。

2.3.5　鎂合金壓鑄的基本工藝及方法

（1）壓力參數(shù)　壓射力可用壓射壓力和壓射比壓來表示。壓射壓力的計算分兩種情況，一種是壓鑄機有增壓機構的情況，一種是無增壓機構的情況。有增壓機構的壓射壓力P_y按下式計算：

P_y=πD²P_yx/4　　（2-29）

式中，P_yx為增壓后壓射型腔內工作液壓力，MPa；D為壓射缸直徑，mm。

無增壓機構的壓射壓力P_y按下式計算：

P_y=πD²P_g/4　　（2-30）

式中，P_g為壓射缸內工作液壓力，MPa；D為壓射缸直徑，mm。

壓射比壓是壓射時壓室內金屬液在單位面積上所受到的壓力。鎂合金的計算壓射比壓見表2-59。

（2）速度參數(shù)　在壓室內壓射沖頭推動金屬液移動的速度稱作壓射速度。壓射速度分低速壓射速度和高速壓射速度兩個階段。低速壓射速度可根據(jù)澆鑄到壓室內的金屬量多少而定。合金的低速壓射速度可按表2-60選擇。

（3）溫度參數(shù)　溫度參數(shù)有澆鑄溫度和壓鑄模預熱溫度兩種。鎂合金的澆鑄溫度可根據(jù)鑄件的壁厚和鑄件的復雜程度而定（表2-61）。鎂合金壓鑄模的工作溫度見表2-62。

（4）時間參數(shù)　金屬液充滿型腔后，在壓力作用下使鑄件完全凝固的時間稱為持壓時間。鎂合金在鑄件壁厚小于2.5mm時的持壓時間為1～2s，在鑄件壁厚為2.5～6mm時的持壓時間為3～8s。從持壓結束到開模頂出鑄件的時間為留模時間，鎂合金的留模時間見表2-63。

（5）壓鑄用涂料　涂料的作用是避免液態(tài)金屬對壓鑄模的直接沖刷、降低壓鑄模的導熱性以利于合金液的充型以及對壓鑄模活動部分起潤滑作用。因而涂料應滿足如下要求：高溫時具有良好的潤滑性；對壓鑄模和壓鑄件材料沒有腐蝕性；高溫不析出，也不分解出有害氣體，同時也不殘留污物?？砂淳垡蚁?煤油=（3～5）:（97～95）的比例配制涂料用于鎂合金鑄件。

2.3.6　鎂合金壓鑄技術的改進

（1）壓射力及壓射工藝　有人對壓鑄過程中的壓射力做了討論，認為作用在金屬液的壓力不是一個固定的常數(shù)，而是隨著壓鑄過程的不同階段而改變。一般來講，根據(jù)液態(tài)金屬在壓室及壓型中的運動情況分為四個階段。①慢速封孔階段：壓射沖頭以慢速向前移動，液體以較低的壓力推向內澆口。低的壓射速度是為了防止液態(tài)金屬越過壓室澆鑄孔時濺出和有利于鑄型中氣體的排出，減小氣體卷入的概率。加速行程以壓射行程結束之前30mm以上為宜。②充填階段：液態(tài)金屬在壓力的作用下，快速充填型腔。在快速充填過程中，型腔中的氣體壓力對充填速度的影響極大。實驗證明：鑄件各部位的充填速度隨著氣體壓力的增高而降低，產(chǎn)生氣孔的概率也逐漸增大。降低液態(tài)金屬最終充填部位的氣體壓力，則可大大提高該處的充填速度。③增壓階段：充型結束時，液體金屬停止流動，由動能變?yōu)闆_擊力。④保壓階段：在最終壓力下凝固，得到組織致密的鑄件。在上述四階段中，壓射力、慢壓射行程、快速充填速度、增壓建壓時間、慢速充型由靜止到V_p的加速度dV/ds、液態(tài)金屬的充滿度都是影響氣體卷入的重要因素。為最大限度地降低氣孔缺陷，應該選擇合適的dV/ds（2.0～2.5）、適當?shù)某錆M度（40％～80％），以臨界速度進行慢速充填，減少慢、高速充填之間的增壓時間，增大液態(tài)快速充型速度等。資料認為，一個完整壓鑄過程中，柱塞速度運動分成加速、充填及減速剎車三個步驟。有人提出對壓鑄工藝改進的內容有：①加設電感噴嘴和加熱曲頸，高加熱容量縮短循環(huán)時間，噴嘴無過熱，噴嘴四周溫度一致，工藝安全性高，能量損耗小，設備外殼加熱少；②增長回縮沖程；③壓鑄保護區(qū)無電纜；④噴涂單元高度絕緣；⑤機器加熱爐裝有新的加熱陶瓷過濾芯；⑥機器加熱爐有隔離的熔化爐；⑦使用惰性氣體保護。

（2）真空傾轉差壓鑄造法　這是一種集真空低壓鑄造、差壓鑄造及重力鑄造為一體的鑄造方法。將盛裝液態(tài)金屬的容器與鑄型分別放進兩個用一個管道相通的耐高壓容器中，將鑄型置上、坩堝置下，類似差壓鑄造的結構。在充型前，將上下兩罐同步抽真空，保溫靜置一段時間后，去除液態(tài)金屬中的氣體，然后將液態(tài)金屬充滿型腔，同時傾轉整個裝置使其上下倒置，上、下兩罐同時加壓使鑄型內的液態(tài)金屬在高壓下凝固。采用真空傾轉差壓鑄造法可基本上消除氣孔、針孔缺陷，改善鑄件性能；但隨著鑄件壁的變薄，傾轉對鑄件質量的影響逐漸減弱。

（3）充氧壓鑄法　把真空壓鑄與充氧過程結合起來，使型腔處于負壓狀態(tài)，效果更好。在金屬充型過程中，應使金屬液以彌散噴射狀態(tài)充型。澆口尺寸的大小對充氧壓鑄的影響也很重要，適當?shù)臐部诔叽缂瓤梢詽M足金屬紊流充型鑄型，又可以避免金屬液溫度降低過快。氧化物以高度彌散分布，不會對鑄件產(chǎn)生不利的影響，反而提高鑄件的硬度，并可使熱處理后的組織細化。資料表明，充氧壓鑄鎂合金的性能增加十分顯著。但是由于充氧壓鑄需附加充氧控制裝置，鑄型充氧不但消耗氧氣，還增加了鑄造循環(huán)時間。由于這些原因，充氧壓鑄件比普通壓鑄件的價格要貴10％～15％。但采用充氧壓鑄后減少了鑄件廢品，提高了性能，節(jié)省了機械加工費用。綜合起來考慮，對質量要求較高的鑄件反而可以節(jié)約成本10％～30％。因此，充氧壓鑄特別適合于需要熱處理提高力學性能、有氣密性要求、在較高溫度下使用或需要焊接組合的壓鑄件。

（4）真空壓鑄法　真空壓鑄法是將型腔中的氣體抽空或部分抽空，降低型腔中的氣壓，有利于充型和合金熔體中氣體的排除，而合金熔體在壓力的作用下充填型腔，并在壓力下凝固獲得致密的壓鑄件。真空壓鑄有兩種主要形式，一種是從模具中直接抽氣，另外一種是置模具于真空箱中。真空壓鑄法與普通壓鑄法相比具有以下特點：①氣孔率大大降低；②真空壓鑄的鑄件的硬度高，微觀組織細??；③真空壓鑄件的力學性能提高。國外研究發(fā)展了幾種以模具內設置抽氣截流閥為特征的真空壓鑄系統(tǒng)，配用這些系統(tǒng)實現(xiàn)真空壓鑄時，模具外邊不需要罩子，動作程序與一般壓鑄機相同。

（5）鑄鍛雙控成形技術　鑄鍛雙控成形技術是在同一成形過程中連續(xù)完成壓鑄和鍛造兩種工藝，同時實現(xiàn)對零件形狀、尺寸和性能的精確控制。鑄鍛雙控成形不僅可以像壓鑄一樣控制零件形狀和尺寸，而且可以使零件產(chǎn)生塑性變形，強度得到較大提高，同時還可以通過熱處理提高強度。因此，鑄鍛雙控成形工藝適合生產(chǎn)形狀復雜和高強度的汽車零部件和其他結構件。有單位采用該技術已經(jīng)成功生產(chǎn)出了AZ91DMg合金寶馬摩托車缸體零件，其力學性能明顯優(yōu)于普通壓鑄件，并且能夠通過熱處理進一步提高其力學性能。

2.3.7　壓鑄生產(chǎn)中的安全問題

鎂合金的熔煉是生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，也是鎂合金壓鑄中安全的關鍵環(huán)節(jié)。

2.3.7.1　裝備選用

由于鎂合金的性質活潑，易燃易爆，鎂合金壓鑄對設備的要求也較高，劣質的設備存在著潛在的危險。壓鑄作業(yè)需將熔化的鎂液以70～100m/s的速度（交口處）射入模腔成形。由于熔化的鎂液易燃易爆，遇氧氣劇烈燃燒，遇水爆炸，遇鐵銹、有水分的混凝土、含硅的耐火材料等均會劇烈反應，且一旦發(fā)生火災難以撲滅，因此，對其壓鑄成套裝備的性能、可靠性、安全性要求極高。劣質的設備極易造成災害事故。綜觀國內外發(fā)生的一些重大安全事故，大都是設備問題造成的。一般情況下，鎂液初始的小面積的起火尚能采取一些措施補救，一旦引起大火或蔓延、爆炸，則無法控制和補救，將會造成巨大的人員傷亡和財產(chǎn)損失。一些不具備強大綜合能力的廠家所產(chǎn)生的劣質設備，曾造成重大的災害事故。為了保證安全生產(chǎn)和長期生產(chǎn)使用及惡劣使用條件下的可靠性，對鎂合金壓鑄設備的質量要求極高。爐體最好有雙層結構的設計，當內層坩堝破裂時，鎂液可流到內外層之間的夾層中，同時報警停止加熱，使熔化的鎂液不致流到外面造成危險。要經(jīng)常檢查爐子有無銹蝕，如有銹蝕應及時清理。坩堝使用前必須經(jīng)過煤油滲透及X射線檢驗，證明沒有缺陷才能使用。坩堝每半年至少要吊出爐外全面檢查一次，當壁厚為原來一半時，停止使用。小的孔洞及銹蝕可以清理后補焊使用，不過一定要經(jīng)過檢查。鎂壓鑄時熔爐鎂液面隨加料周期少量升降，液面與坩堝壁面的交界上方受到高溫鎂液和SF₆保護氣體的輪番侵蝕腐蝕，易于發(fā)生腐蝕斑坑，應注意定期檢查并及時清理補焊；操作中還要注意控制好SF₆的濃度，濃度過高會使坩堝迅速腐蝕。鎂錠在投入熔爐前，一定要預熱到150℃以上，以便去除濕氣，使用的料勺等工具也要預熱到150℃以上。熔爐旁要備一有蓋的裝渣箱，從熔爐里面舀出來的料渣要放到容器內，并馬上蓋上密封。熔化現(xiàn)場一般要始終有一瓶混合保護氣，以備突然停電或其他突發(fā)事件時急用。劣質坩堝在650℃以上（外層在700℃以上）高溫條件下長期生產(chǎn)，外層易迅速氧化，內層因鎂液的腐蝕和SF₆保護氣體的腐蝕也會迅速侵蝕深入，穿孔后熔化的鎂液流出起火爆炸將造成重大災害事故。用傳統(tǒng)的覆蓋劑保護方法更會加劇腐蝕進程。而優(yōu)質設備的坩堝采用特殊研制的復合材料制成，內層耐腐蝕，外層耐熱、耐高溫氧化，可避免嚴重的穿孔事故。優(yōu)質壓鑄設備的保護氣體控制精確、穩(wěn)定，氣體成分、流量的穩(wěn)定均有足夠保障，并具有在突發(fā)停電、突發(fā)事故等情況下的特殊自動保護裝置，安全性極高。而劣質設備的氣體成分、流量控制不準確，極易因濃度、流量過低造成熔爐起火或因濃度、流量過高造成熔爐迅速腐蝕、鎂液泄漏而起火爆炸，并缺少特殊情況下的可靠自動保護措施。優(yōu)質設備采用特殊研制的耐火材料，不與鎂液反應；而劣質設備往往采用普通耐火材料，當發(fā)生鎂液泄漏時，因發(fā)生劇烈反應導致起火爆炸。優(yōu)質設備采用特殊研制的熱軋鋼材，能耐高溫鎂合金的腐蝕，并能在650～700℃高溫下保持良好的高溫性能，如硬度、抗拉強度、屈服強度、韌性、抗蠕變性能和回火穩(wěn)定性等；而劣質設備采用普通熱軋鋼材，不能耐高溫鎂合金液的腐蝕，并難以保持良好的高溫性能，其變形、破裂或泄漏后，在高壓（40～80MPa）、高速（70～100m/s）下會造成高溫鎂合金液的飛濺傷人或爆炸起火事故。優(yōu)質設備對壓射系統(tǒng)的控制精確、可靠，而劣質設備設計不成熟，采用的元件、材料質量低、不可靠，極易發(fā)生安全及壓鑄產(chǎn)品質量事故。優(yōu)質設備采用優(yōu)質液壓件，工作極為可靠且不漏油；而劣質設備采用劣質液壓元件，工作不可靠且漏油，泄漏的油污與脫模劑噴灑的水分混合形成油水積聚在機器周邊，一旦與高溫鎂液接觸極易發(fā)生爆炸。在設備的綜合性能、質量方面，兩者更是有著顯著的差異。坩堝材質不良、保護氣體成分不穩(wěn)定均會影響合金的成分和性能，造成壓鑄件的內在質量下降，耐蝕性達不到要求等。壓射系統(tǒng)的性能不穩(wěn)定也會造成鑄件內部組織疏松、壓鑄產(chǎn)品力學性能不穩(wěn)定及其他各種壓鑄缺陷。

隨著壓鑄技術的發(fā)展，用戶對鋁和鎂的壓鑄件的要求顯著提高。對壓鑄件必不可少的要求是質量穩(wěn)定如一，并且性能有所改善。能迅速提供大量質量穩(wěn)定的壓鑄件也是壓鑄件供應廠商面臨的挑戰(zhàn)和考驗。壓鑄機周邊設備的配套和使用，可以在這方面有很大幫助。實現(xiàn)壓鑄的自動化生產(chǎn)，可以減少人工勞動強度和人為因素對產(chǎn)品質量的影響。中國由于歷史及其他因素，壓鑄生產(chǎn)的自動化程度不高，周邊設備的生產(chǎn)還不很完善，相當一部分的壓鑄機周邊配套設備要從國外引進。因此，立足于國內，開發(fā)出適合中國國情、穩(wěn)定可靠的壓鑄周邊設備，提高中國壓鑄產(chǎn)業(yè)的自動化水平，提升中國壓鑄機整體制造水平，也是目前壓鑄機及周邊設備制造廠商要面對的問題。

2.3.7.2　現(xiàn)場管理

鎂合金壓鑄生產(chǎn)過程中，最重要的是保持現(xiàn)場的干燥、干凈。每次開機前應該將模具預熱到150℃以上，不要噴涂過多的涂料，以免型腔內積水，引起危險。另外，沖頭及模具的冷卻盡量不要用水冷，沖頭的冷卻可用風冷，模具的加熱及冷卻一般用耐高溫油。鎂合金壓鑄沖頭速度也比鋁合金壓鑄的高，為避免飛料傷人，有時在模具上分型面部位加裝飛料擋板。壓鑄時前后安全門一定要關閉，操作者嚴禁站在分型面上。生產(chǎn)現(xiàn)場的廢料必須及時清理，應裝在干燥的不燃容器內，飛料即粉塵也要及時清理。從各國鎂壓鑄工廠以往所發(fā)生的起火事故來看，有50％以上是由鎂粉塵、廢料的清理和存放不當造成的，一部分發(fā)生在加工環(huán)節(jié)，而在熔煉環(huán)節(jié)發(fā)生的事故約占10％。鎂合金壓鑄車間除和普通壓鑄車間一樣要求通風良好外，還對防火、防水有更嚴格的要求。車間建筑要使用不可燃材料，地板材料也要不吸水、耐熱。屋頂抽風機不要設置在熔化爐的上方附近，以防漏雨。壓鑄現(xiàn)場必須清潔，不允許有任何積水、油污存在，并要有良好的通風、排氣條件。鎂合金錠要存放在陰涼、干燥、通風的庫房中，熔煉現(xiàn)場不宜存放過多的鎂錠。鎂合金的水口料、廢料也應放在不燃的容器內單獨存放。壓鑄機主機及熔爐的電力、燃料、冷卻水、氣體等供給應有遠端控制，以備意外發(fā)生時可以關掉。如果打磨區(qū)設置在車間內，一般要配置濕式吸塵器。車間應劃出緊急通道并保持暢通。壓鑄車間配置滅火器材，用于鎂合金的滅火劑有干沙、覆蓋劑、D級滅火器，這些滅火器材應放置在醒目的地方，便于現(xiàn)場緊急使用，干沙及覆蓋劑要存放在容器內防止潮濕，并要經(jīng)常檢查。鎂合金由于在燃燒時有耀眼的白光，以及有煙產(chǎn)生，看似可怕，其實鎂合金的燃燒熱只有汽油的一半。如果現(xiàn)場有少量的鎂燃燒，可迅速鏟起，放入集渣箱內并蓋上，或者轉移至空地帶。如果鎂液流散或無法鏟起，則應迅速撒干砂或用覆蓋劑覆蓋，要均勻地撒在燃燒的鎂上。當發(fā)現(xiàn)鎂合金爐內有白煙時，可加大保護氣體SF₆的流量，清理液面的氧化渣。如果仍不能制止，可投入幾個預熱過的鎂錠，以迅速降低鎂液溫度。當發(fā)現(xiàn)鎂液面燃燒時，要迅速關閉加熱系統(tǒng)，同時加大保護氣體SF₆的流量，并在鎂液表面撒入覆蓋劑。D級滅火器在非必要時盡量不用，因為其價格昂貴且加壓的氣體容易把火吹散。爐外的鎂合金滅火大多采用干沙覆蓋撲滅的方法。鎂壓鑄時熔爐坩堝的腐蝕銹蝕是難以完全避免的，當發(fā)生坩堝破裂泄漏時，處理方法如下：首先要迅速切斷電源，穿戴防護用具，由泄液口的流量判斷泄漏程度，做出不同的處理。如果泄液口沒有鎂液流出，可立即將覆蓋劑大量丟入爐中及盛液皿中，然后用干燥的勺子從爐中舀出一些鎂液，接著放入幾個預熱過的鎂錠，使坩堝內的鎂液盡快凝固；如果流出的鎂液不多，則立即將覆蓋劑大量丟入爐中及盛液皿中，在盛液皿滿之前，盡快用勺子將爐內的鎂液舀出一部分，然后連續(xù)丟入大量覆蓋劑及鎂錠，同時盛液皿中也要放入大量覆蓋劑。此后盡快離開現(xiàn)場，在遠處觀察動靜。不過像這樣的事故很少發(fā)生，關鍵是平時要按規(guī)定做好熔爐的定期檢查及維護，以防患于未然。鎂合金壓鑄比鋅、鋁合金潛在的危險大些，但只要按照正確的操作規(guī)程作業(yè)，安全問題就不是影響鎂合金壓鑄發(fā)展的關鍵。鎂合金壓鑄生產(chǎn)中的安全要點是保持現(xiàn)場的干燥、干凈，嚴格按照正確的操作規(guī)范作業(yè)并妥善處理壓鑄及后加工產(chǎn)生的粉塵、切屑、廢料等?，F(xiàn)場作業(yè)人員應受到良好的安全作業(yè)訓練，并切記不可用水及普遍滅火器來撲滅鎂合金起火。

2.3.7.3　壓鑄工序的安全要求

打開鎂合金熔爐前應檢查各項電器、儀表是否工作正常，氣管是否連接完好，防止N₂和SF₆的泄漏。加料前應檢查各開口是否密閉，料嘴、料筒是否配合恰當。加料后要迅速蓋上加料口，防止空氣過多進入熔爐而引起氧化燃燒。熔化鎂合金必須有氣體保護，不得將有雜質的鎂錠、鎂粉、鎂渣加入。進入熔爐前的鎂錠和清渣工具必須干燥、無油，至少預熱到150℃。