镁合金薄壁复杂构件砂型铸造技术及应用

镁合金薄壁复杂构件砂型铸造技术及应用

王敏强

西安航空制动科技有限公司  陕西  兴平  713100

摘要：在我国的航空航天部件的相关制造行业中，常常会应用到镁合金薄壁件砂型铸造技术。该技术具有成本低，成型工艺成熟等优势，镁合金薄壁复杂构件在我国的航空装备中占主要地位。其主要成型工艺为砂型重力铸造，该成型工艺具有成本低，易批量化生产、产品比强度高等优势，是我国航空工业装备产业的重要组成部分。目前，该种技术已经广泛应用到多重项目中，为我国的镁合金薄壁铸造技术提供了较为优越的发展方向。

关键词：镁合金薄壁；复杂构件；砂型铸造技术；应用分析

引言：

现代工业发展以来，我国所应用到的镁合金产业得到迅速的发展与应用。其中，当下最为重要的莫过于镁合金薄壁复杂构件的砂型铸造技术，它采用油砂造型、重力铸造的方式进行镁合金薄壁复杂构件的生产。早在前苏联时期，镁合金砂型铸造技术便得到了大量的应用，当下随着我国工业的不断发展，逐步演化为主要的铸造技术之一。尤其是对镁合金产业的影响占据着较大的地位。在轻量化与性能逐步提升的当下，镁合金铸件逐渐往壁薄化及复杂化的方向演化，为了进一步满足现代工业生产的需求，就需要开拓新的发展阶段，结合新兴制造技术对镁合金铸造技术进行迭代升级。

一、镁合金薄壁复杂构件砂型铸造技术的基本内容

镁合金铸造过程中，由于其密度小、镁液压头较小等原因，镁合金的铸造环境要求较高，易产生疏松等铸造缺陷，且镁合金的化学性质活泼，因此在铸造过程中需防止合金燃烧及氧化等反应。为保证良品率，镁合金薄壁复杂构件的铸造过程中型芯内部的流道设置是较为复杂的，因而需要对镁液充型环境及凝固环境进行不断优化改进。不断得利用当下所能掌控的方向进行改进。在这样的发展背景下，将3D打印引入了砂型铸造。通过3D打印砂型代替原有人工造型，增强了砂型一致性的同时，铸型的强度及发气特性也得到大幅度提升；一般情况下，可以进行复杂薄壁件的铸造生产，经过不断完善型腔内部结构，可以锁定凝固生成的缩孔位置，进而制造更为合理的液体温度梯度，减少缩孔缩松缺陷对铸件的影响。

二、砂型铸造技术应用的材料类型

（一）镁合金材料类型

镁（Madnesium），元素符号为Mg，是一种银白色轻质碱土金属，位于元素周期表的第三周期，第ⅡA族，化学性质活泼，原子质量低；镁是自然界中分布较广的金属之一，其蕴藏量丰富，在地壳中的含量达到2.1-2.7%，是仅次于铝、铁、钙居第四位的金属元素。

作为一种轻质合金，镁合金构件广泛应用于航空、航天等高科技领域的轻质结构部件和发动机零部件中，当下我国针对镁合金薄壁复杂构件砂型铸造技术来说，多是应用稀土类镁合金材料。该种材料具备高强，高韧、高温性能。最为常用的型号多为ZM6等。其中所能涵盖的范围也较大，因而被应用的频率也较高。在实际熔炼过程中，相关工作人员可以对其化学成分进行严格控制，使其物理化学性能处在较高水平。

（二）金属复合材料类型

金属复合材料自身存在着较为合适的条件能够应用到砂型铸造的相关环节中。加强金属

复合材料的应用，能够从最基本的要素出发，增加金属材料内部所涵盖的流动性，有利于内部之间缝隙的填充，使其具备较为紧密的构建组织。除此之外，在后续的挤压铸造过程中，还会进一步减少金属复合材料之间的紧密型，保证镁合金材料的薄壁复杂结构能够得到较为合理的应用。在进行镁合金薄壁复杂结构构型的相关安排工作中，需要以较多的金属材料作为基体，保证能够应用于简单零件的合理制备。再者来看，镁合金薄壁复杂构件砂型铸造技术的应用环节中，还可以利用颗粒等进行铸造，而生产成本也较低，能够附和后续的正常工业化开展，提升综合性能较为优良的制备层次。

三、镁合金薄壁复杂构件砂型铸造方式的应用

对于镁合金薄壁复杂构件砂型的铸造过程来看，其主要是通过对挤压时间力度、过程速度等多方面因素的改变来加强后续的影响。一般来说。对于挤压时间较长的镁合金薄壁复杂构件进行管控，往往需要力度较大的层次，从而保证内部具有较高的成型能力。再者看来，其成型能力的影响作用也不够完全处理，往往需要对成型能力进行合理的应用。在当下凝固时间较长的铸造过程来看，是需要针对目前存在的几何特征进行一定的整改，选取壁厚较小的，轮廓涵盖面积较大的镁合金薄壁构件，保证能够在后续的应用过程中得到合理的加强。在合金的应用方面，我们正常情况下也要选用比热容，导热系数均在稳固状态下的金属，促使其能够达到合理的应用。加强内部的成型能力。当下我国镁合金薄壁复杂构件的砂型铸造技术在成型方面中，往往不具备较高的工作条件，无法达到最为基本的成型技术，也无法使其内部的零件铸造环节达到较高的完善程度，无法提升较高的成型性。后续的相关问题也要安排相关工作人员对其进行合理的管控，减少较高成本，较长时间的磨练，保证模拟技术能够完成后续优化技术的开发与合理应用。对于镁合金的处理换节中，需要加强对内部零件购置的合理安排，提升内部的精确度与效率的发挥，保证能够使其机械设备达到最高的水准。这对于相关企业的工作能力有了较高的安排，完善后续合理技术的开发。

四、砂型铸造技术的应用体系分析

   镁合金薄壁复杂构件的砂型铸造技术主要通过对液态金属进行压力来创造合理的力学过程，不断得应用砂型铸造基础的理论进行合理改善。当下的复杂构件需要进行一定的挤压与铸造环节，保证能够分析出更为优越的成型材料，能够应用到后续的材料体系过程中。在一般的成型环节中，需要将其各部位的原件进行固定，保证内部的条件不会出现较大的改善，完善后续的均匀性安排，加强对内部铸造环节的精准把控。在这一环节中，往往还会花费较长的制造周期，成本也较高，一般需要相关企业进行合理的把控。在后续的成型环节中，还要保证能够应用适应性较强的新型构件，利用较为先进的技术进行多方位的开发与制造。
参考文献：

结语：

当下我国的镁合金薄壁复杂构件在形成过程中，往往需要不断得进行铸造的合理应用，当下应用的较为广泛得属于砂型铸造技术，相关企业人员需要为当下的砂型铸造技术不断得进行优化，使其能够开展出更高的工作水准。

[1]李少帅,黄金鑫,焦婧.镁合金薄壁复杂构件砂型铸造技术及应用[J].中国金属通报,2022(02):49-51.

[2]李旭斌,张治民,李国俊,等.镁合金复杂构件预成形体积分配及量化设计[J].塑性工程学报,2019,26(05):1-6.

[3]郑小秋,谢世坤,易荣喜,等.低压铸造技术:发展历程、研究现状和未来趋势[J].材料导报,2016,30(07):74-80+85.