镁合金真空铸对改善常规镁合金压铸件质量、扩大镁合金在汽车等领域关键零部件上的应用具有重要的理论及实际意义。项目以AZ91D及AM60B两种典型压铸镁合金材料为研究对象,研究真空度、真空系统的启动和关闭时间以及压铸工艺参数(如低速、高速压射速度、压射比压等)对镁合金真空压铸件的表面质量、含气量、抗拉强度、延伸率及高温抗蠕变性能的影响规律,优化镁合金真空压铸工艺参数,开发镁合金真空压铸成形技术。研究常规压铸和真空压铸条件下,两种典型压铸镁合金的铸造性能(流动性)、力学性能(抗拉强度、冲击韧性、高温蠕变性能),分析比较真空压铸对镁合金材料的铸造性能、微观组织、力学性能的影响规律。研究不同热处理工艺条件下对镁合金真空压铸件进行热处理后的力学性能,探索将热处理工艺应用于镁合金真空压铸件的可能性。
建立了最低型腔真空压力不超过5kPa,真空时间1.5秒的高真空压铸实验环境,研究了不同的模具密封工艺对最低型腔真空压力的影响,得到了基于常规压铸模具设计,可用于稳定生产的真空压铸模具密封方法。以常规商用压铸真空单元为基础,应用真空系统设计方法,对压铸真空系统的排气过程进行了物理建模和模拟计算,提出了增大真空系统排气能力、缩短真空时间的设计原则,并在自制真空机上进行了实验验证。在建立了高真空压铸实验环境后,分别对铝、镁合金材料的铸造性能和机械性能进行了系统的工艺实验研究,利用真空工艺改进了AZ91D和AM50两种常规镁合金材料的铸件质量及铸造性能。研究了压力铸造工艺参数对于镁合金真空压铸件的力学性能(如密度、抗拉强度、屈服强度和伸长率)的影响规律,优化了镁合金真空压铸工艺规范,研究了真空工艺对镁合金压铸件热处理性能的改善作用,通过T6热处理工艺提高了镁合金压铸件的机械性能,经过工艺优化,AM50压铸件的抗拉强度可达245MPa,屈服强度130MPa,伸长率达到14.5%。应用金相分析方法,研究了真空压铸镁合金微观组织与力学性能指标的内在联系,揭示了真空技术对镁合金压铸件性能的增强机理。