2 2 冷室压铸机及压铸技术冷室压铸机分为卧式压铸机和立式压铸机两类,现在世界上应用最广泛的是冷室卧式压铸机。大多数压铸件,尤其是大型、厚壁、受力和有特殊要求的压铸件,一般采用冷室卧式压铸机来生产。世界上著名的压铸机生产厂商主要有:瑞士的BUHLER公司,德国的FRECH公司,意大利的IDRA公司和ITALPRESSE公司,日本的UBE公司、TOYO公司和TOSHIBA公司,美国的HPM公司等。冷室压铸机基本上由合型系统、压射系统和压射过程监控系统三部分组成。这些公司生产的压铸机型号不一,但合型系统和压射系统的原理和结构大体相同,不同之处主要表现在压射过程监控系统上。总体来说,压射过程监控系统的功能包括:对压铸机的重要工艺参数、压铸型和金属液的参数进行记录和评估,并与控制器的数据相配合,进行集成操作和编程;记录、显示和储存与压铸工艺相关的工艺参数,并进行人机对话;操作者可在主控面板上进行机器的后道工序的编程工作,为了操作简便快捷,整个系统采用反馈实时控制,可实现自诊断、自修正、识别故障、诊断显示及故障报警;利用internet和intranet,与压铸机生产商和压铸件用户相连,具有远程人机对话功能。目前还没有镁合金专用的冷室压铸机。当用普通冷室压铸机压铸镁合金时,必须对压铸机的压射系统和自动给料系统进行必要的改造,使之适用于镁合金压铸的要求。改造的内容包括:(1)将压射系统的快压射速度由压铸铝合金时的4～5m/s提高到6～10m/s;(2)缩短增压过程的建压时间;(3)提高压射力;(4)采用电磁自动定量给料装置,防止镁合金在浇注过程中氧化;(5)如采用真空压铸等特种压铸工艺时,配置必要的配套设备。随着汽车工业的发展及日益严格的轻量化和环保要求,镁合金冷室压铸技术将成为镁合金压铸的重要发展方向。可以预测,对镁合金专用冷室压铸机的强劲需求,将促使镁合金专用冷室压铸机很快形成系列产品。

2 3 镁合金热室压铸机及压铸技术镁合金热室压铸机是针对镁合金的物理化学性质和压铸工艺特点而设计的,是目前国外在镁合金压铸中应用最广泛的镁合金压铸专用设备。国外主要压铸机制造商,如德国的FRECH公司,意大利的IDRA公司和ITALPRESSE公司,日本的TOYO公司、TOSHIBA公司、UBA公司和HISHINUMA公司等,均生产和向市场提供镁合金热室压铸机系列产品。镁合金热室压铸机由合型机构、冲头鹅颈喷嘴压射机构、熔化保温坩埚炉气体保护装置和压射监控系统组成。与普通热室压铸机的主要不同点是:镁合金热室压铸机要求具有更高的压射速度(一般在8m/s以上);压射完毕时要求压射系统液压冲击小;熔化保温坩埚炉的工作温度比锌合金热室压铸机的工作温度要高(约为660℃左右),且对温度控制较严格;镁合金对杂质元素Fe和Cr的含量控制极其严格,因此镁合金熔化保温炉的坩埚应采用杂质元素C和Cr含量极低的合金材料制造;由于镁合金熔体易氧化燃烧,因此镁合金熔化保温坩埚炉应为封闭式结构,并配置防止镁合金熔液氧化的保护气体输入装置。由于热室压铸时镁合金熔液是在熔化保温坩埚炉中在熔池液面下经过封闭的鹅颈喷嘴直接进入压铸型的,避免了冷室压铸时在浇注过程中合金液的氧化和所形成的氧化浮渣,而且温度损失小,因此镁合金热室压铸机更适合用于生产外观要求较高的薄壁铸件,如家电、计算机、通讯、日用五金、仪表和一些不要求承受载荷的外壳类零件等。由于镁合金热室压铸机采用冲头直接将镁合金熔液经封闭的鹅颈喷嘴直接压入压铸型腔中,压射压力较小且通常无增压,一般不适用于生产汽车、航天航空器中要求较高的大型、厚壁、高载荷零件。近年来美国、日本和英国等国的公司相继成功开发出镁合金半固态触变射压铸造机。镁合金半固态触变射压铸造机以一定压力将半固态镁合金射入压铸型内而使之成形,其工作原理类似于注塑机。它将预制的非枝晶态镁粒送入螺旋给料机构,在螺旋给料机构中将镁粒加热到半固态,并通过螺旋给料机构另一端的镁合金浆料收集室将半固态镁合金浆料送入压射室进行射压成形。用镁合金半固态触变射压铸造机可生产汽车、计算机、手机、家用电器、数码像机、摄像机上的要求轻巧精致和高比强度的镁合金零件。铸件具有高强度、高可靠性,接近成品尺寸,再生性强,几乎不产生废品,可大大降低镁合金铸件的生产成本。截至1998年底,全球共有100台左右的镁合金半固态触变射压铸造机投产。这种铸造成形方法代表了镁合金铸件生产的一个发展方向。随着智能家电、电子、计算机、通讯等新兴产业的蓬勃发展,将会对作为绿色制造材料的镁合金产生旺盛的需求,镁合金热室压铸机将朝着系列化、多功能、全自动、可远程人机对话等方向发展。