[发明专利]一种镁合金的铸造方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种铸造技术，尤其涉及一种镁合金的铸造方法及其装置。 

背景技术

镁合金密度低，具有高比强度/比刚度、尺寸稳定、导热导电性好、阻尼减振、电磁屏蔽等优点。目前，作为重要的结构材料，被广泛应用于航空、航天、汽车、电子通信等工业领域。国防领域中，由于目前对单兵作战要求比较高，作为减重材料，镁合金也占有一席之地。早在20世纪50年代，我国仿制的飞机和导弹的蒙皮、框架以及发动机机匣已采用镁稀土合金。70年代后，随着我国航空航天技术的迅速发展，镁合金也在强击机、直升机、导弹、卫星等产品上逐步得到推广和应用。目前，我国航空、航天、国防领域对减重的迫切需求为镁合金新材料、新工艺的开发与应用提供了机遇与挑战。 

当前，限制镁合金材料在航空、航天、国防领域应用主要因素之一是镁合金铸件铸造困难，其铸造难点在于如何使复杂件能够顺利成形及保证在型腔中不燃烧，从而提高铸件的尺寸精度及降低表面粗糙度。但镁合金铸件主要由压铸和砂铸来制造,压铸是目前最普遍的镁合金成形工艺，但压铸只能成形尺寸较小、结构简单的铸件；由于气孔的存在，铸件不能进行热处理或焊接，也不能进行比较深的机加工；传统的砂型铸造能够成形出尺寸较大、形状复杂、壁厚较大的镁合金铸件，是目前大型复杂镁合金铸件广泛采用的成形工艺。但由于砂型的热导率较大，使得对于壁厚更小的镁合金铸件依靠砂型铸造进行减重无法实现；此外，砂型铸造铸件的尺寸精度低、表面质量差，加工余量大，增加了后续处理的工作量。石膏型熔模铸造，铸造工艺简单， 复制性好，能够成形出外形内构极其复杂、壁厚很小的铸件，如果石膏质量好，可铸出精度高、表面质量好的铸件。但依靠现有的浇注手段，由于目前石膏型的防氧化效果较差，即使采用真空浇注，也很难保证镁合金熔液不与石膏发生反应甚至燃烧，阻碍了石膏型铸造镁合金的推广。 

发明内容

（一）要解决的技术问题 

本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种镁合金的铸造方法，以克服现有技术中镁合金在浇注过程中易氧化易燃烧的技术问题；以及提供一种镁合金的铸造装置。 

（二）技术方案 

为了解决上述技术问题，一方面，本发明提供了一种镁合金的铸造方法，该方法包括：在负压条件下进行浇注。 

另一方面，本发明还提供了一种镁合金的铸造方法，该方法包括： 

步骤1、将熔炼除渣后、温度为730℃～820℃的镁合金熔液放入坩埚，所述坩埚内置于下罐，用密封盖板密封所述下罐； 

步骤2、将预热后的、温度为200℃～400℃石膏铸型放在所述密封盖板上，并用上罐盖上所述下罐； 

步骤3、用1-10%六氟化硫和90-99%氩气的混合气体、1～5Kpa的气压在所述密封盖板和所述坩埚之间对所述下罐进行1～2分钟打压，使所述六氟化硫浮在所述镁合金熔液上面，形成保护层； 

步骤4、通过位于所述上罐的上部的负压真空管道对所述上罐抽真空，使所述上罐的负压值达到规定负压值k₁，然后将1-10%六氟化硫和90-99%氩气的混合气体从所述上罐的上部注入所述上罐，使所述上罐的负压升到规定负压值k₂； 

步骤5、用压力为10～80KPa的气压从所述下罐的中下部对所述下 罐进行加压，使所述镁合金熔液通过内置于所述坩埚的升液管进入位于所述上罐内的型腔中，实现加压浇注。 

优选地，步骤3和步骤4中所述的混合气体为10%六氟化硫和90%氩气的混合气体；或5%六氟化硫和95%氩气的混合气体。 

优选地，步骤4中所述的规定负压值k₁为-20～-50KPa,所述规定负压值k₂为-10～-30KPa。 

优选地，步骤5还包括调整工艺参数，所述工艺参数包括： 

升液速度为30～40mm/s、升液压力为5～8KPa、充型速度为30～60mm/s、充型压力为30～50KPa、结壳时间为2～5s、结壳增压压力为3～8KPa、结晶时间为150～350s、结晶增压压力为3～8KPa和阻力系数为1.2-1.5。