0102030405
Poin-poin penting pengendalian proses untuk pengecoran die bertekanan tinggi paduan magnesium
30 Mei 2025
Permintaan akan kendaraan energi baru yang ringan terus meningkat. Harga bahan baku paduan magnesium mengalami pembalikan dan lebih rendah daripada harga bahan baku paduan aluminium. Pengecoran paduan magnesium menggantikan paduan aluminium untuk memenuhi permintaan akan pengurangan bobot lebih lanjut. Oleh karena itu, permintaan akan pengecoran paduan magnesium akan meningkat secara bertahap. Beberapa artikel sebelumnya telah memperkenalkan analisis perkembangan industri magnesium selama 25 tahun oleh Fugu. Pada saat yang sama, di forum rantai industri magnesium yang diadakan di Jinhua pada tanggal 1 hingga 2 April, universitas-universitas besar dan lembaga penelitian ilmiah membahas industri magnesium dan bersama-sama mencari perkembangan masa depan industri magnesium.
Paduan magnesium berkualitas tinggi Pengecoran Cetakan Tekanan efisien danproses produksi yang tepatInti dari proses ini adalah mengisi rongga cetakan dengan paduan magnesium cair dengan kecepatan dan tekanan tinggi untuk membentuk bagian-bagian kompleks dengan cepat. Poin-poin penting dalam pengendalian proses meliputi peralatan, cetakan, parameter proses, dan manajemen proses. Artikel ini terutama membahas beberapa poin pengendalian utama dan saran yang dirangkum oleh individu berdasarkan pengalaman kerja.
1. Mesin die-casting dan kontrol cetakan
(1). Pemilihan mesin pengecoran die
- Disarankan untuk memprioritaskan mesin pengecoran die ruang dingin (umumnya digunakan untuk paduan magnesium) karena mesin ini cocok untuk paduan dengan titik leleh tinggi (suhu magnesium cair sekitar 620~680℃) dan menghindari korosi yang disebabkan oleh kontak jangka panjang dengan lelehan di dalam Pengecoran Cetakan Ruang Panas mesin.
- Mesin cetak die casting perlu memiliki gaya penjepitan yang tinggi (sesuai dengan luas proyeksi), sistem injeksi yang cepat, dan kontrol tekanan yang presisi. Pilih tonase die casting yang sesuai berdasarkan struktur produk yang berbeda.
(2). Desain dan perawatan cetakan
- Bahan cetakan: Gunakan baja berkualitas tinggi (seperti H13) yang tahan terhadap suhu tinggi dan kelelahan termal, serta lakukan nitridasi atau pelapisan krom pada permukaannya untuk memperpanjang masa pakainya.
- Sistem pengecoran: Gunakan gerbang berbentuk kipas dengan proses pendek atau gerbang runcing untuk mengurangi turbulensi dan oksidasi. Pada saat yang sama, karena kecepatan pengisian cepat dan erosi mudah terjadi, sudut kemiringan atau sudut bevel harus ditingkatkan semaksimal mungkin untuk mengurangi hambatan; alur luapan dan alur pembuangan harus dirancang secara wajar untuk menghindari jebakan udara.
- Sistem pendinginan: Paduan magnesium memiliki persyaratan tinggi untuk keseimbangan suhu cetakan dan memerlukan kontrol suhu cetakan yang presisi. Oleh karena itu, disarankan untuk mengkonfigurasi sirkuit oli sirkulasi untuk mengontrol suhu cetakan (biasanya 150~250℃). Jika perlu, disarankan untuk menggunakan sirkuit oli pendingin kontur 3D untuk menyeimbangkan kecepatan pembekuan dan mengurangi penyusutan dan deformasi, terutama pada bagian berdinding tebal atau bagian berbentuk khusus. Secara umum, pengontrol suhu oli diperlukan untuk mengontrol keseimbangan medan suhu cetakan.
2. Pengendalian parameter proses
(1).Kualitas cairan magnesium
- Suhu cairan magnesium: dikontrol secara ketat pada 680~750℃ (penyesuaian spesifik bergantung pada jenis paduan). Jika suhunya terlalu tinggi, mudah terjadi oksidasi, dan kandungan pengotor oksida terlalu tinggi, yang memengaruhi ketahanan korosi; jika suhunya terlalu rendah, fluiditasnya buruk, dan akan membeku sebelum waktunya serta menyebabkan cacat internal.
- Komposisi cairan magnesium: Faktor utama yang mempengaruhi ketahanan korosi paduan magnesium adalah komposisi paduan, struktur mikro, dan media korosif. Pengujian laju korosi paduan magnesium dengan kandungan unsur pengotor yang berbeda seperti Fe, Ni, dan Cu menunjukkan bahwa laju korosi paduan magnesium menurun tajam seiring dengan peningkatan kandungan unsur pengotor.
Karena sensitivitas ketahanan korosi paduan magnesium terhadap komposisi dan struktur mikro paduan, maka perlu untuk mengontrol komposisi paduan secara akurat atau mengontrol secara ketat kandungan unsur pengotor. Sangat penting untuk memastikan keseragaman komposisi larutan magnesium selama proses pengecoran.
(2). Parameter proses injeksi
- Tahap injeksi kecepatan rendah (tahap depan pengisian): Kecepatannya relatif rendah, umumnya 0,1~0,5 m/s, untuk mencegah cairan logam terciprat dan masuknya udara.
- Tahap injeksi kecepatan tinggi (tahap pengisian utama): Karena cairan magnesium dengan cepat menghilangkan panas ke cetakan, kecepatan pengisian yang lebih tinggi dapat dipilih untuk memastikan pengisian yang cepat dan mengurangi cacat pembekuan.
- Peningkatan tekanan: Tekanan tinggi harus diterapkan pada tahap awal pembekuan cairan magnesium untuk mengimbangi penyusutan dan mencapai efek peningkatan kepadatan.
Dibandingkan dengan paduan aluminium, pengecoran die paduan magnesium umumnya membutuhkan kecepatan pengisian yang lebih tinggi, posisi awal peningkatan tekanan yang lebih awal, dan peningkatan tekanan yang sesuai. Namun, parameter proses spesifik perlu ditentukan sesuai dengan struktur produk, kinerja, dan persyaratan lainnya untuk menentukan parameter proses yang optimal.
(3). Manajemen suhu cetakan
- Pemanasan awal cetakan: Panaskan hingga 150~200℃ sebelum produksi pertama untuk menghindari retaknya cetakan akibat guncangan termal. Buat file cetakan dan lakukan perawatan cetakan dengan baik.
- Pengendalian suhu cetakan selama produksi: Pertahankan suhu 150~250℃ melalui sirkulasi air atau pengontrol suhu cetakan untuk menyeimbangkan panas dan mengurangi lengketnya cetakan serta penutupan dingin.
- Pengendalian suhu barel: Karena tegangan permukaan yang rendah dan panas laten pembekuan magnesium yang rendah, laju perpindahan panas larutan paduan magnesium ke cetakan lebih cepat. Untuk menghindari suhu rendah cairan magnesium sebelum pengisian, yang menyebabkan pembekuan cepat, suhu barel harus dinaikkan dan dipantau secara tepat.
Paduan magnesium pengecoran cetakan Paduan magnesium memiliki sensitivitas tinggi terhadap suhu, sehingga membutuhkan stabilitas suhu cetakan dan sistem injeksi yang lebih tinggi. Karena perbedaan suhu antara cetakan dan cairan magnesium kecil, suhu cetakan paduan magnesium umumnya lebih tinggi daripada paduan aluminium, tetapi hal ini juga bergantung pada bahan cetakan dan perlakuan panas.
3. Poin-poin penting pengendalian proses
(1). Proses penyemprotan
- Gunakan bahan pelepas berbasis air (membutuhkan kandungan garam rendah), dan optimalkan waktu penyemprotan, jarak, dan konsentrasi (biasanya waktu penyemprotan 1~3 detik) untuk menghindari residu yang menyebabkan pori-pori atau korosi pada cetakan.
- Setelah penyemprotan, keringkan secara menyeluruh (tiup udara atau lakukan evakuasi) untuk mencegah uap air bereaksi dengan lelehan dan membentuk kerak oksida atau hidrogen.
(2). Optimasi kurva tembakan
- Melalui sistem kontrol waktu nyata, parameter-parameter kunci seperti kecepatan injeksi, kurva tekanan, kecepatan tinggi dan posisi awal tekanan, ketebalan penanganan material, dll., dipantau untuk memastikan pengisian yang lancar tanpa turbulensi.
- Gunakan pengecoran die berbantuan vakum (derajat vakum ≤ 50mbar) untuk mengurangi jebakan gas di dalam rongga dan meningkatkan kepadatan hasil coran.
(3). Kontrol waktu siklus
- Waktu pembukaan cetakan dan waktu pengeluaran harus sesuai dengan laju pembekuan material untuk menghindari deformasi atau lengket yang disebabkan oleh pembukaan cetakan yang terlalu dini.
Saat ini, produsen mobil besar secara bertahap menerapkan paduan magnesium pada berbagai bagian. Bagian-bagian yang berbeda pada mobil memiliki kekuatan struktural dan ketahanan korosi yang berbeda. Oleh karena itu, titik fokus pengendalian proses yang berbeda harus dipilih sesuai dengan lingkungan aplikasi aktual dan persyaratan bagian-bagian tersebut.
4. Keselamatan dan Perlindungan Lingkungan
(1). Pencegahan ledakan dan kebakaran
- Area pengecoran logam harus dilengkapi dengan alat pemadam kebakaran Kelas D khusus untuk paduan magnesium. Dilarang menggunakan air atau busa untuk memadamkan api.
- Peralatan harus diarde dengan baik untuk mencegah listrik statis menyulut debu magnesium.
- Sambungan katup peralatan harus menggunakan katup tahan ledakan, dan pipa suhu oli harus tahan terhadap suhu tinggi untuk mencegah kerusakan dan kebocoran.
(2). Pengolahan gas buang
- SF₆ atau gas yang mengandung fluorin yang dihasilkan selama proses pengecoran cetakan Harus diolah dengan scrubber atau adsorpsi karbon aktif untuk menghindari pencemaran lingkungan. Untuk persyaratan peleburan paduan magnesium dan perlindungan keselamatan yang spesifik, silakan merujuk pada pengantar di artikel sebelumnya dari akun resmi (pengendalian proses peleburan ingot magnesium cor paduan magnesium dan persyaratan keselamatan).
Meringkaskan
Poin-poin kontrol inti dari pengecoran die bertekanan tinggi paduan magnesium dapat diringkas sebagai berikut: kecepatan pengisian tinggi, tekanan dorong tinggi, stabilitas suhu cetakan tinggi; cairan magnesium harus memiliki kandungan hidrogen rendah dan inklusi oksidasi rendah; medan termal cetakan dan penyusutan pembekuan harus seimbang. Dalam produksi aktual, perlu menggabungkan sifat material, struktur bagian, dan kondisi peralatan, melalui penyesuaian parameter yang cermat dan pemantauan proses, untuk memastikan produksi pengecoran die paduan magnesium berkualitas tinggi yang efisien dan stabil.