劣質(zhì)鎂合金壓鑄設備危害

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   鎂合金壓鑄由于鎂合金的性質(zhì)活潑，易燃易爆，對設備的要求也較高，劣質(zhì)的設備存在著潛在的危險。

壓鑄作業(yè)需將熔化的鎂液以70~100米/秒的速度（澆口處）射入模腔成型。由于熔化的鎂液易燃易爆，遇氧氣劇烈燃燒，遇水爆炸，遇鐵銹、含水份的混凝士、含硅的耐火材料等均會起劇烈的反應，且火災時難以撲滅?；馂囊淮蟛荒軗渚?，故對其壓鑄成套裝備的性能、可靠性、安全性要求極高，劣質(zhì)的設備是極易造成災害事故的。在摸索應用的過程中，國內(nèi)外均發(fā)生過很多因設備問題造成的重大安全事故。舉例如下：

1998年12月，日本兵庫縣一壓鑄工場發(fā)生鎂熔爐坩堝破裂泄漏事故，大量鎂液流出到機器床身和地面，繼而發(fā)生大火，工場全部燒毀，多人傷亡。

1999年3月，日本三重縣一工場發(fā)生熔融鎂液泄漏起火事故，鎂液由坩堝腐蝕孔中流出，與爐內(nèi)隔熱耐火材料反應起火，車間燒毀。

1996年至2001年間，陜西西北林機廠采用老式普通冷室壓鑄機和土法簡易熔爐生產(chǎn)鎂合金殼體，多次發(fā)生重大安全事故。一次高溫鎂液射入模腔時突發(fā)爆炸，炸開鎖模機構，火球沖出，使當時正在現(xiàn)場的該廠總工藝師等人受傷；一次熔爐坩堝腐蝕穿孔泄漏起火，白光耀眼，火勢迅速擴散，該廠緊急用卡車調(diào)運細砂，將機器熔爐全部堆覆，才使火勢得到初步控制。

一般情況下，鎂液初始的、小面積的起火尚能采取一些措施撲救，一旦發(fā)生大火或蔓延、爆炸，則是無法控制撲救的，將會造成巨大的人員、財產(chǎn)傷亡損失。

為了保證安全的生產(chǎn)與長期生產(chǎn)使用及惡劣使用條件下的可靠性，對鎂合金全壓鑄設備的質(zhì)量要求是極高的，與普通機械設備不同，不具備強大綜合技術實力的廠家生產(chǎn)的劣質(zhì)設備，極易造成重大的災害事故。列舉如下：

1)劣質(zhì)坩堝在650⁰C以上（外層在700⁰C以上）高溫條件下長期生產(chǎn)，外層易迅速氧化，內(nèi)層因鎂液的腐蝕和SF₆保護氣體的腐蝕也會迅速浸蝕深入，穿孔后熔化的鎂液流出起火爆炸將造成重大災害事故，用傳統(tǒng)土法的覆蓋劑保護更會加劇腐蝕進程。

優(yōu)質(zhì)設備的坩堝采用特殊研制的復合材料制成，內(nèi)層耐腐蝕，外層耐熱、耐高溫氧化，可避免嚴重的穿孔事故。

1、 優(yōu)質(zhì)壓鑄設備的保護氣體控制精確、穩(wěn)定，氣體成份、流量穩(wěn)定均有足夠保障，并具有在突發(fā)停電、突發(fā)事故等情況下的特殊自動保護裝置，安全性極高。劣質(zhì)設備氣體成份、流量控制不準確，極易因濃度、流量過低造成熔爐起火或因濃度、流量過高造成熔爐迅速腐蝕、鎂液泄漏起火爆炸，并缺少特別情況下的可靠的自動保護措施。

2、 優(yōu)質(zhì)設備采用特殊研制的耐火材料，不與鎂液反應，劣質(zhì)材料采用普通耐火材料，在發(fā)生鎂液泄漏時易與之發(fā)生劇烈反應起火爆炸。

3、 優(yōu)質(zhì)設備采用特殊研制的德國進口熱作鋼材，能耐高溫鎂合金的腐蝕，并能在650~700⁰C高溫下保持良好的高溫性能如硬度、抗拉強度、屈服強度、韌性、抗蠕變性能和抗回火穩(wěn)定性。劣質(zhì)設備采用普通熱作鋼材，不能耐高溫鎂合金液的腐蝕并難以保持良好的高溫性能，變形、破裂或泄漏后極易造成在高壓（400~800kgf/cm²）、高速（70~100m/s）下高溫鎂合金液的飛濺傷人或爆炸起火事故。

4、 優(yōu)質(zhì)設備對壓射系統(tǒng)的控制精確、科學、可靠，劣質(zhì)設備設計不成熟，采用元件、材料質(zhì)量低、不可靠，易于發(fā)生安全及壓鑄產(chǎn)品質(zhì)量事故。優(yōu)質(zhì)設備采用優(yōu)質(zhì)國際名牌液壓元件，工作極為可靠且不漏油。劣質(zhì)設備采用劣質(zhì)液壓元件，工作不可靠且絕大部分漏油，泄漏的油污與脫模劑噴灑的水分混合形成油水積聚在機器周邊，一旦與高溫鎂液接觸即易發(fā)生爆炸。

在設備的綜合性能、質(zhì)量方面，二者更是有著顯著的差距。坩堝材質(zhì)不良、保護氣體成份不穩(wěn)定均會影響合金的成份和性能，造成壓鑄件的內(nèi)在質(zhì)量下降，例如冷、熱裂傾向的迅速增加，綜合機械性能下降，耐蝕性達不到要求等。壓射系統(tǒng)的性能不穩(wěn)定也會造成鑄件內(nèi)部組織疏松、壓鑄產(chǎn)品機械性能不穩(wěn)定及其它各種壓鑄缺陷。

劣質(zhì)的設備生產(chǎn)出的劣質(zhì)的、不穩(wěn)定的鎂合金產(chǎn)品，將會造成鎂合金最終用戶的信心缺失，斷送我們行業(yè)關聯(lián)各界同仁艱辛培育起來的剛剛啟動的鎂合金應用市場，將我國剛剛取得進展的具有極強的國際性比較優(yōu)勢的大好前途的鎂合金深加工產(chǎn)業(yè)拖入低質(zhì)量、低價格惡性競爭的老路，最終將降底行業(yè)技術質(zhì)量水平，同時也將失去國際市場用戶的信賴，失去國際競爭力。

力勁集團所開發(fā)的鎂合金壓鑄設備和技術，起步即立足于直面國際一流壓鑄機名廠的競爭，按歐美名廠一流設備的參數(shù)選擇和配置檔次，確保設備的總體性能、質(zhì)量和安全性均達到世界先進水平。在一汽集團、東風汽車公司、長安汽車集團、隆鑫集團等國內(nèi)大型企業(yè)的鎂合金設備國際招標中連續(xù)擊敗德國、意大利、瑞士、日本等國之壓鑄機名廠，一舉中標。中標后的設備部分已交付使用，其優(yōu)異的性能與使用安全性、可靠性獲得了用戶的廣泛好評與信賴。力勁將繼續(xù)全力以赴，配合業(yè)界同仁，為使我國的鎂合金壓鑄工業(yè)達到世界級的先進水平而努力奮斗。

近年隨著壓鑄的發(fā)展，用戶對鋁和鎂的壓鑄件的要求顯著提高。對壓鑄件必不可少的要求是質(zhì)量穩(wěn)定如一，并且性能有所改善。能迅速提供大量質(zhì)量穩(wěn)定的壓鑄件也是壓鑄件供應廠商面臨的挑戰(zhàn)和考驗。壓鑄機周邊設備的配套和使用，可以在這方面有很大幫助。實現(xiàn)壓鑄的自動化生產(chǎn)，可以減少人工勞動強度和人為因素對產(chǎn)品質(zhì)量的影響。我國由于歷史及其它因素，壓鑄生產(chǎn)的自動化程度不高，周邊設備的生產(chǎn)還不很完善，相當一部分的壓鑄機周邊配套設備要從國外引進。因此，立足于國內(nèi)，開發(fā)出適合我國國情，穩(wěn)定可靠的壓鑄周邊設備，提高我國壓鑄產(chǎn)業(yè)的自動化水平，提升我國壓鑄機整體制造水平，也是目前壓鑄機及周邊設備制造廠商要面對的問題。

鎂合金是最輕的金屬結構材料,其密度為1. 75-- 1.90g/cm3。鎂合金的強度和彈性模量較低，但它有高的比強度和比剛度，在相同重量的構件中，選用鎂合金可使構件獲得更高的剛度。鎂合金有很高的阻尼容量和良好的消震性能，它可承受較大的沖擊震動負荷，適用于制造承受沖擊載荷和振動的零部件。在摩托車工業(yè)中最常見的，就是鎂合金輪框,例如NSR-250SP。鎂合金具有優(yōu)良的切削加工性和拋光性能，在熱態(tài)下易于加工成形。

上述特性以及超輕Mg-Li合金系(密度為1. 35g/cm3)的問世，拓寬了鎂合金的應用范圍，并在航空、航天工業(yè)中繼續(xù)保持一定的生 命力。但是鎂合金的抗蝕性能較低，缺口敏感性較大;化學性能活潑，所以在熔煉、澆注鎂合金時必須采用熔劑和保護氣體進行保護，防止合金的燃燒。鎂合金熔體不得與水接觸，否則容易引起燃燒或爆炸。熱處理時必須在保護氣氛中進行?；阪V合金的這些特點，許多鎂合金的表面處理技術應時而生，其中不乏世界上最優(yōu)秀的鎂合金處理技術一-鎂合金微弧氧化、鎂合金真空電鍍等。鎂合金真空電鍍雖有良好的表面性能效果，但其成本也相應高出許多。所以，鎂合金氧化技術將會在未來得到青睞，從而得到蓬勃的發(fā)展。

鎂合金的氧化技術在國內(nèi)是剛起步。目前在國內(nèi)，能做鎂合金氧化的技術比較成熟的，主要有三種技術:

1)常規(guī)陽極氧化處理

常規(guī)陽極氧化處理也就是工件在低電壓作用下進行的陽極氧化處理技術。典型的處理規(guī)范如表5所示。通常經(jīng)過常規(guī)陽極氧化處理后，工件表面形成較為致密的氧化膜層，該膜層主要由氧化鎂與六方氫氧化鎂構成,與基體結合良好。與化學成膜處理相比，常規(guī)陽極氧化處理膜層的耐蝕性、耐磨性好、機械強度高，工件的尺寸精度幾乎不發(fā)生影響，在某些使用情.況下可省去涂裝工藝，直接可作為最終處理，因此常規(guī)陽極氧化處理技術得到了較為廣泛的應用。

2)等離子體微弧陽極氧化處理

將常規(guī)陽極氧化處理的電壓升高到一定值，在陽極區(qū)將產(chǎn)生等離子體微弧放電，微弧直徑一般在幾微米至幾十微米之間，在工件表面的停留時間約為幾十毫秒，相應的溫度可高達幾千度，可使周圍的液體汽化，形成高溫高壓區(qū)，在該區(qū)域內(nèi)，在電場的作用下，可產(chǎn)生大量的電子和正負離子，因此可產(chǎn)生特殊的物理化學作用，使生成的氧化膜成為陶瓷質(zhì)的有序結構(主要由立方結構的氧化鎂構成)，這種特殊的鎂合金壓鑄件表面處理技術就是等離子體微弧陽極氧化處理技術。這是近年來剛剛探索出來的一種嶄新的處理方法，典型的處理規(guī)范如表6所示。因為微弧放電會使處理液的溫度不斷升高，所以為了保證處理液的溫度恒定,進行表面處理時還需要采用循環(huán)冷卻系統(tǒng)。由于得到了陶瓷膜層為基體原位生長，因此完整、致密、與基體和油漆的附著性能好，具有優(yōu)良的耐蝕性、耐磨性和電絕緣性。目前采用等離子體微弧陽極氧化處理技術可根據(jù)具體要求，制備出裝飾型、保護型、功能型等陶瓷表面，已應用于實際生產(chǎn)，進一步的研究正處在不斷的探索中。

3.交流等離子體微弧氧化處理技術

作者近半年來針對鎂合金壓鑄件的表面處理進行了研究,開發(fā)出了交流等離子體微弧氧化處理技術及相應的處理溶液。該技術采用工頻交流電.對鎂合金壓鑄件進行等離子體微弧氧化處理，與前述的陽極氧化處理相比,該技術不需用直流電源、設備簡單，工件的表面處理時間大大縮短，其處理效率較其它方法提高了20倍以上，在處理鎂合金壓鑄手機外殼時，一般在1分鐘處理時間之內(nèi)就可達到表面處理的全部要求。在實際生產(chǎn)中的初步應用已經(jīng)證明交流等離子體微弧氧化處理技術是-種非常實用、有前途的鎂合金壓鑄件表面處理技術。目前，該技術在其它方面的應用正在研
究當中，相信不久將會取得可喜的成果。以上鎂合金氧化技術三大種類，其中又不乏在此三類技術基礎上再進一步開發(fā)出來的新鎂合金氧化技術，例如，廣東省江門市華森五金制品有限公司從意大利引進的鎂合金微弧氧化技術，其技術原理就是上述鎂合金氧化技術第二大類，但其設備與工藝又有所不同，其特點主要是低電壓，低能耗。目前鎂合金的氧化技術在商業(yè)上，已經(jīng)應用開來。其中有此企業(yè)是自己研發(fā)生產(chǎn)，有的則是通過購買設備與技術轉(zhuǎn)讓經(jīng)營開來。將未來，在鎂合金的氧化技術層面,將會出現(xiàn)相應的技術標準。誰家的技術更加成熟，更加優(yōu)秀;誰家的在商業(yè).上市場占有較大的占有率;誰家的公共關系搞得好。將會是技術標準出臺者，是市場的真正贏家!