本發明涉及壓鑄技術領域，尤其涉及一種鎂合金的壓鑄工藝，特別涉及一種AM50鎂合金的真空壓鑄工藝。
背景技術：
從1916年美國Dow化學公司成功地將鎂合金用于壓鑄件起，鎂合金壓鑄技術至今已有100年的歷史。鎂合金在汽車、電子等領域得到越來越廣泛的應用，尤其是近年來隨著手機等電子產品的廣泛應用，其用途和規格越來越多。鎂合金具有高比強度和比彈性模量，良好的剛性、減震性、切削加工性和抗電磁干擾屏蔽性，易于二次使用，且具有不侵蝕鐵和鋼、不與其合金化、可延長壓鑄模具使用壽命等優點，成為汽車、手機材料的重要組成部分。
AM50鎂合金成分(質量分數)為：5.05％Al，<0.2 0％Zn，0.23％Mn，0.041％Si，0.0030％Fe，0.0024％Cu，<0.001％Ni，Mg余量。AM50鎂合金室溫下具有良好的塑性且具有一定強度和優良耐蝕性的常用壓鑄鎂合金。在保證合金液品質的基礎上選取適當的工藝參數是獲得良好力學性能壓鑄件的關鍵。
技術實現要素：
本發明的目的在于提出一種AM50鎂合金的真空壓鑄工藝，該工藝使得所述AM50鎂合金獲得良好力學性能。
為達此目的，本發明采用以下技術方案：
一種AM50鎂合金的真空壓鑄工藝，包括：
(1)模具上刷脫模劑；
(2)合型；
(3)澆入液態AM50鎂合金金屬液、壓射金屬液并保壓凝固；
(4)壓回和鑄件冷卻；
(5)開型、頂出鑄件。
本發明所述工藝必須采用真空壓鑄，所述真空度不大于30kPa。
常規壓鑄需要在高速下充型，壓室和型腔中的部分氣體難以通過排氣孔和溢流槽排出，因此壓鑄件中含有大量的層狀孔穴形的鑄態缺陷。為了減少氣體的含量，本發明采用真空壓鑄工藝，利用輔助設備將壓鑄型腔內的空氣抽出，在真空狀態下將金屬液壓鑄成形，可消除或減少壓鑄件內部的氣孔，提高壓鑄件的力學性能和表面質量。
相比于常規的壓鑄，本發明的真空壓鑄需在模具結構上增加一個真空閥。真空閥的位置設置在定模墻板上，借助真空壓鑄系統真空泵產生的負壓，瞬時抽走模具模板型腔及管道的氣體，并在金屬熔液充型時準時地關閉通道，防止金屬熔液進入真空管道，使金屬熔液在真空的狀態下壓鑄成型。
本發明步驟1所述的脫模劑，可以是本領域已知的任意脫模劑。本發明典型但非限制性的脫模劑采用Acheson公司制造的Deltacast 333型脫模劑。
壓鑄過程中，液態金屬傳給模具的熱量將通過對流、輻射和熱傳導方式傳出。在壓鑄過程中，壓鑄工藝參數如澆注溫度和模具溫度都能夠影響到壓鑄件內部的縮松縮孔。
因此，在本發明中，步驟3是影響AM50鎂合金力學性能的關鍵步驟，其工藝參數的選擇，是本發明的發明點。在步驟3中，澆注溫度為678-683℃，模具溫度為188-193℃，沖頭低速速度控制在0.2m/s，高速壓射速度為6m/s。
大部分鑄造缺陷產生于凝固過程，揭示金屬凝固的真實行為和規律是鑄件形成過程理論研究的目的和內容。AM50鎂合金的液相線溫度為628℃，固相線溫度為546℃。鑄件在凝固初期，由于金屬液補縮不足而產生形狀極不規則的孔洞，孔壁粗糙并帶有枝狀晶。在鑄件的階梯面的交界位置容易出現孤立的熔池區。這些孤立的熔池區在凝固收縮時，受兩端已凝固金屬的阻礙，會產生鑄造應力集中，從而形成鑄造裂紋。孤立熔池區越大，熔體越集中，越容易產生縮孔缺陷。這就是鑄件產生縮孔的基本原因，也是合金由表及里逐層凝固時形成集中縮孔的條件。真空鑄件縮孔將集中出現在金屬液最后的凝固部位和金屬積聚的熱節處。
因此，本發明優選在模具上設置點冷卻，對于溫度高的區域進行冷卻，以減少冷卻時間。優選的，所述點冷卻設置在孤立的熔池區。
本發明的AM50合金的真空壓鑄工藝，可以用于汽車發動機缸蓋、手機殼、各種電器外殼的鑄造。
采用本發明的真空壓鑄工藝后，所述AM50鎂合金鑄件的密度可以達到1.7869-1.7871g/cm2，符合鑄件密度要求并且略大于鑄件最低密度。鑄件屈服強度為140-145MPa，抗拉強度為220-225MPa，伸長率為3.4-3.7％。
具體實施方式
下面通過具體實施方式來進一步說明本發明的技術方案。
實施例1
一種AM50鎂合金汽車缸蓋的真空壓鑄工藝，包括：
(1)模具上刷脫模劑；
(2)合型；
(3)澆入液態AM50鎂合金金屬液、壓射金屬液并保壓凝固；澆注溫度為680℃，模具溫度為190℃，沖頭低速速度控制在0.2m/s，高速壓射速度為6m/s；
(4)壓回和鑄件冷卻；
(5)開型、頂出鑄件。
經檢測，鑄件屈服強度為140MPa，抗拉強度為220MPa，伸長率為3.7％。
實施例2
一種AM50鎂合金手機殼的真空壓鑄工藝，包括：
(1)模具上刷脫模劑；
(2)合型；
(3)澆入液態AM50鎂合金金屬液、壓射金屬液并保壓凝固；澆注溫度為678℃，模具溫度為192℃，沖頭低速速度控制在0.2m/s，高速壓射速度為6m/s；
(4)壓回和鑄件冷卻；
(5)開型、頂出鑄件。
經檢測，鑄件屈服強度為145MPa，抗拉強度為223MPa，伸長率為3.5％。