Иновации и предизвикателства на технологията за леене под налягане от магнезиева сплав

Oct 13, 2025 Остави съобщение

С широкото приложение на магнезиевите сплави в автомобилостроенето и други области, тяхната технология за леене под налягане е изправена пред множество предизвикателства. Докато традиционните методи за леене под налягане могат да отговорят на определени производствени нужди, проблеми като порьозност и деформация ограничават производителността и диапазона на приложение на отливките от магнезиева сплав. За да преодолеят тези недостатъци, изследователите непрекъснато проучват нови технологии за леене под налягане през последните 20 години, като леене под налягане-напълнено с кислород, реологично или тиксотропно леене под налягане на полу-твърд метал, леене под налягане и вакуумно леене. Тези нови технологии подобриха присъщото качество и механичните свойства на отливките от магнезиева сплав до известна степен, разширявайки областите на тяхното приложение. Сред тях технологията за вакуумно леене под налягане постигна значителни резултати в елиминирането на порьозността и разтварящите се газове и беше успешно приложена към машини за леене под налягане със студена камера и машини за леене под налягане с гореща камера за производство на високо-производителни главини на автомобилни колела от магнезиева сплав и части за волани.

 

Напълненото с{0}}кислород леене под налягане, известно още като непорьозно леене под налягане, е иновативна технология за леене под налягане. Преди разтопеният метал да запълни кухината на формата, той замества съществуващия въздух чрез инжектиране на кислород или други реактивни газове в кухината. По време на процеса на пълнене с разтопен метал тези активни газове реагират с разтопения метал, за да генерират малки частици метален оксид. Тези частици са равномерно разпределени в отливката, като ефективно елиминират газа в отливката. Тази технология позволява отливката да бъде укрепена чрез топлинна обработка, като по този начин се подобряват нейните механични свойства. Japan Light Metals Co., Ltd. успешно приложи тази технология за производство на интегрална опора за магнитна глава от магнезиева сплав AZ91, като значително намали теглото на опората и донесе значителни икономически ползи. Освен това компанията също така произвежда масово-джанти от магнезиева сплав AM60 за автомобили и мотоциклети, които са с 15% по-леки от алуминиевите колела. Струва си да се спомене, че след усилване на термичната обработка, механичните свойства на напълнените с кислород-лети -части от магнезиева сплав са не само по-добри от обикновените отливки под налягане и гравитационните отливки, но отливките от обикновена магнезиева сплав също са склонни към деформация по време на топлинна обработка, което прави невъзможно изпитването на механичните свойства. Това е основно предимство на леенето под-кислород.

 

Технологията за полу{0}}реологично леене под налягане има много предимства, включително плавен процес на пълнене без разпръскване на метал, минимални загуби от окисляване на разтопен метал, пестене на енергия и защита на околната среда, безопасна работа и възможност за ефективно намаляване на дефектите на порьозността в отливката. Когато магнезиева сплав AZ91D с твърда фракция от 40%-50% е полу{6}}твърда реологично-отлята под-машина за-леене под налягане в студена камера, дефектите на порьозността могат да бъдат успешно елиминирани, което води до висока якост на опън от 140-200 MPa. Струва си да се спомене, че Dow Chemical в Съединените щати успешно комерсиализира метода за полу-твърдо-леене под налягане за магнезиеви сплави и получи три основни патента. Тяхното-поколение полу-твърдо-оборудване за леене под налягане, пуснато през 1991 г., иновативно възприе спираловиден инжекционен механизъм с електрическо нагревателно устройство, като същевременно поддържа заключващ механизъм, подобен на този на обикновените-машини за леене под налягане. Чрез този механизъм гранулираната магнезиева сплав се транспортира ефективно спирално до аргон-защитена температура-контролирана нагревателна зона, където се нагрява прецизно и се срязва в полу-твърдо състояние при температури до 580 градуса, преди да навлезе във високоскоростната инжекционна зона. Скоростта на впръскване е приблизително 318 m/s, налягането в кухината се поддържа при 34-41 MPa и дори може да достигне максимум 136 MPa, като целият цикъл отнема само 20 секунди. В сравнение с високата средна порьозност от 215%-310% в конвенционалните отливки под налягане, полутвърдите отливки под налягане показват значително по-ниска порьозност, варираща от само 14%-118%.

 

Освен това, тази технология ефективно намалява свиването във формата, позволявайки на някои отливки дори да използват нулев ъгъл на теглене, като по този начин значително намалява устойчивостта на изваждане от формата и подобрява точността на размерите. Понастоящем успешно произведените полу{1}}твърди отливки под налягане от магнезиева сплав включват капаци на корпуса на автомобилната трансмисия и корпуси на запалването, всички направени от сплав AZ91D.

 

В допълнение, композитните материали на базата на-магнезиева сплав, като композити,-подсилени с частици силициев карбид, са претърпели години на изследвания и разработки. Въпреки че все още не са напълно приложими в търговската мрежа в областта на леенето под налягане, отливки като работни колела, коляни за велосипеди и автомобилни цилиндрови втулки са успешно произведени чрез леене в пясък и методи за прецизно леене. Друга тенденция е тези композитни материали да се комбинират с технология за полу-твърдо леене, за да се разширят допълнително техните приложения при леене под налягане и леене под налягане.

 

Понастоящем в световен мащаб са проведени многобройни експериментални проучвания за връзката между параметрите на процеса и механичните свойства на -отлети под налягане магнезиеви сплави. Изследванията за въздействието на-процесите на леене под налягане върху микроструктурата обаче остават относително оскъдни. Следователно,-задълбоченото изследване на количественото влияние на-процесите на леене под налягане върху микроструктурата и свойствата на магнезиевите сплави и въз основа на това прогнозирането на производителността на формованите части от магнезиева сплав несъмнено е фундаментално изследователско начинание с голям потенциал и стойност на практическо приложение.