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镁合金压铸工艺是随着汽车工业发展起来的,目前,绝大多数的镁合金产品都是压铸件,且镁在地壳和海洋中都有着丰富的储存量,用镁合金代替钢铁能起到轻量化的作用。为了扩大压铸镁合金产品的应用范围,提高其市场竞争力,需其改善压铸成型工艺,获得性能更加优良的镁合金压铸件。利用铸造模拟软件ProCAST对镁合金压铸工艺进行计算机数值模拟。设置压力曲线,初始充型压力为0.2MPa,增压比压为50MPa。当浇注温度为640℃、模具温度为180℃,压射速度为1.6m/s时,充型平稳,但铸件容易产生冷缺陷。当浇注温度为690℃、模具温度为220℃,压射速度为1.6m/s时,充型平稳,但铸件的凝固时间变长,且铸件体收缩大,易产生缩孔、缩松。当浇注温度为670℃、模具温度为200℃,压射速度分别为1.0m/s及4.5m/s时,充型效果较差,均出现了紊流、飞溅、卷气等现象。经过多次模拟分析对比,得出合理的压铸工艺参数:压射比压50MPa,浇注温度670℃,模具温度200℃,压射速度在1.2~4.3m/s范围内时充型效果良好,凝固时间较短,同时铸件中缩孔、缩松等铸造缺陷也少。通过XRD及SEM-DES分析可知,AM50压铸镁合金由初晶α-Mg基体相和晶界处的α-Mg+β-Mg17Al12共晶相组成。镁合金压铸件的缺陷带处存在缩松,但是该位置的晶粒细小,平均晶粒大小只有10μm,脆性析出相以网状分布在晶界处。压铸件中心处存在缩孔,晶粒较为粗大且分布不均匀,很多晶粒尺寸达到了40μm,脆性析出相以网状或岛状分布在晶界处。铸件表层处的晶粒也较为粗大,很多晶粒尺寸达到了40μm,脆性析出相以点状或颗粒状零星分布在晶界处。探讨了缺陷带的形成机理:压铸件中存在的粗大枝晶组织,其中有很大一部分是源于压室中少量液态金属率先结晶,形成了ESCs (Externally Solidified Crystals)颗粒。这种ESCs颗粒随着金属液流入型腔,在凝固过程中,ESCs颗粒向铸件中心处慢慢迁移,作为异质形核的核心生长成粗大的枝晶组织,与正常生长的枝晶相对生长,在两侧枝晶的前端形成糊状区,在压力的作用下糊状区产生剪切变形。凝固后期,两侧树枝晶相互接触,局部的树枝晶网络相互冲突碰撞碎裂,在变形的部位产生了缺陷带。统计了60个镁合金压铸棒的室温拉伸性能,合金的屈服强度在110~140MPa范围内,抗拉强度在180~250MPa范围内,延伸率在6~18%范围内。根据拉伸曲线可知,合金的抗拉强度与延伸率的变化趋势是一致的,较大的抗拉强度对应着较大的延伸率。观察合金的扫描断口形貌,得知AM50压铸镁合金表现为韧性-脆性混合断裂特征。当压铸件中存在气孔、缩孔、缩松及裂纹等铸造缺陷时,合金的综合力学性能会显著降低;缺陷带处的脆性析出相含量高并以网状结构分布于晶界时,也会降低合金的力学性能。