镁合金半固态注射成形设备改进及工艺探索

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1、哈尔滨理T人学T学硕lj学位论文镁合金半固态注射成形设备改进及工艺探索摘要镁合金以其密度小、比强度及比刚度高、电磁屏蔽能力强和易于再生、蕴藏量丰富等一系列独特的优点，已成为汽车、电子通讯、航空航天三大支柱产业中不可替代的材料。但是熔体镁与氧有强烈的亲和力，又加之镁有高的蒸汽压，在镁合金常规压铸生产中，成为控制安全生产的难题；而镁合金半固态注射成彤工艺则很好的解决了这一难题，同时，半固念的球状晶组织，具有成形时所需要的优异性能，即流变性和触变性。镁合金半固态注射成形足一种可实现商业化生产的半固态加工工艺

2、，在生产近净形工件方面极具有竞争力，为半固态金属成形技术开辟了新的前景。本文阐述了镁合金半固念注射成形工艺原理及设备原理，并参照日本制钢所生产的镁合金半固态注射机的设备参数，对国内已经普遍应用的注塑设备的机构改造进行了设计研究。镁合金半固态注射成形设备改造主要是改进加热机构和螺旋剪切机构。注射成形原料为镁合金AZ91D切屑，料桶的温度控制在580"--'610*C。采用中频感应加热，根据计算频率为1500"---'2400Hz。中频电源设备采用可控硅中频装置，设计并加工了感应线圈。为了使加热设备不受高

3、温影响而正常能工作，根据理论计算设计并加工了水冷装置。对原有注塑设备的机构改造，关键在于如何改进螺杆结构。由于原有注塑机的螺杆强度及其结构不能满足高温下镁合金半固态注射成型的条件，根据现有资料以及镁合盒半固态注射成形技术，本文设计了满足镁合金半固态注射成形的螺杆参数及其加工工艺。螺杆材料为H13(4Cr5MoSiVl)，加工工艺为：锻造一球化退火一粗车一粗铣螺槽一半精铣螺槽一分级淬火一回火一精磨螺槽一抛光一非氮化处镀锡保护一氮化一精整加工。半固态注射成形主要工艺参数制定为：料筒温度、螺杆转速、模具温度

4、和注射速度。介绍了注射成形工艺参数对组织的影响规律，并根据工艺‘参数的设定原则，进行了注射试验，探索其成型性，并进行优化。关键词镁合金半固态；注射成形；中频感应加热；螺杆TheEquipmentImprovementandProcessExplorationofSemi-·SolidMagnesiumAlloyInjectionMoldingAbstractBecauseofitslowdensity，highspecifictenacitystrengthandspecificstiffness，s

5、trongelectromagneticshieldingcapabilityandiseasyregeneration，abundantreserves，andSOonaseriesofuniquemerits，magnesiumalloyshavebecometheunreplaceablematerialofthethreepillarsindustries，suchasautomobile，telecommunications，aerospace．However，themeltingmagne

6、siumhasastrongaffinitywithoxygen，andinadditionahighsteamtension．whichhasbecometheproblemtocontr01safetyinproductionmagnesiumalloyintheproductionofconventionaldie—casting．Whileinjectionmoldingprocessofsemi．solidmagnesiumalloyisagoodsolutionthisproblem，th

7、esphericalsemi．solidstructurehastherequiredhighperformanceforforming，thatis，rheologyandthixotropy．Semi-solidmagnesiumalloyinjectionmoldingisarealizationofcommercialproductionofsemi-solidprocessingtechnology，anditishighlycompetitiveforthesemi-solidmetalf

8、ormingtechnologyintheproductionofnearnet—shapedparts，whichhasopenedupnewprospects．papermostlyexpatiatesonthetechnicaltheoryofsemi．solidmagnesiumalloymoldingandequipment．Themachinealterationofplasticinjectionisdesignedandresearche