A1 镁合金熔模铸造阻燃技术研究现状

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造May2010Vol.59

No.5

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镁合金熔模铸造阻燃技术研究现状

占

亮，冯志军，闫卫平，刘

丹

（沈阳铸造研究所，辽宁沈阳110022）

摘要：介绍了镁合金熔模铸造阻燃技术的研究现状，初步分析了CO2/SF6、SO2气体及KBF4、硼酸等对镁合金熔模铸造

阻燃的机理，，同时对镁合金熔模铸造阻燃技术的发展前景进行了展望。

关键词：镁合金；熔模铸造；气体阻燃；熔剂阻燃

中图分类号：TG146.2+2文献标识码：B文章编号：1001-4977（2010）05-0450-04

ResearchStatusofIgnition-ProofTechniquesforMagnesiumAlloyInvestmentCasting

ZHANLiang,FENGZhi-jun,YANWei-ping,LIUDan

（ShenyangResearchInstituteofFoundry,Shenyang110022,Liaoning,China）

Abstract：Itwaspresentedthatthecurrentstatusofignition-prooftechniquesforinvestmentcast

magnesiumalloy.Theignition-proofmechanismsofthegasCO2/SF6,SO2andthefluxKBF4,H3BO3onthemagnesiumalloyinvestmentcastingswerediscussed.Thedevelopmentdirectionofthisignition-prooftechniqueispointedout.

Keywords：magnesiumalloy;investmentcasting;gasflameretardant;fluxflameretardant镁合金熔模铸造能够顺应未来铸造业面临的“近净形化”、“精密化”、“轻量化”、“整体化”、“绿色化”和“智能化”的总体发展趋势[1]。但是，镁合金在熔模铸造过程中易发生氧化反应，影响铸件性能；生产镁合金薄壁件时，需预热铸型以便镁液填充薄壁部位，然而若预热温度和浇注温度过高将促进镁合金与铸型间的反应，恶化铸件表面质量，影响镁合金的成形性，从而大大限制了镁合金熔模铸造的应用。目前，镁合金熔模铸造厂家很少，但随着镁合金零部件需求的不断增加，加上人们对此有了更深、更多地了解，在未来必有镁合金应用于熔模铸造的实际生产。本文综述了镁合金熔模铸造阻燃的研究现状。

颗粒之间有保护气体产生。

在传统的砂型铸造中，阻燃剂的类型和用量随着铸型的含水量、金属液浇注速度和冷却速率的变化而变化[4]。烷基磺酸钠已成功应用于镁合金的砂型铸造阻燃剂[5]。在镁合金熔模铸造中，阻止金属-铸型界面反应的办法有改变气体成分、更换型壳材料、往型壳材料中添加阻燃剂等。

2镁合金熔模铸造阻燃研究现状

（1）熔模铸造的工艺。熔模铸造，又称“失蜡铸

造”，是用易熔材料（如蜡料或塑料）制成精确光洁的模型———熔模，在其表面涂覆数层耐火材料，干燥和硬化后加热熔去蜡模，然后经过高温焙烧，形成具有一定厚度的整体型壳，再向型腔浇注金属液，获得与熔模形状一致的铸件。图1为现代熔模铸造工艺流程示意图[1]。

（2）气体保护阻燃。Idris和Clegg[1]研究了消失模和陶瓷型壳的界面反应及SF6气体的保护效果。结果表明，当型壳暴露在大气中用CO2/SF6直接喷吹时，陶瓷模出现反应，并且有黑色斑点产生，表明发生金属-铸型界面反应。如果型壳放在密闭的容器内喷吹CO2/SF6，此时密度较大的保护气体将空气从密闭容器中赶出，得到表面光洁的铸件。

1镁合金熔模铸造的阻燃机制

镁是活性极强的金属元素，高温下极易与型壳中

氧、氮以及型壳面层材料发生反应，存在的主要反应如下[2]：

①燃烧、氧化：2Mg+O2=2MgO，3Mg+N2=Mg3N2；②水分蒸发：Mg+H2O=H2+MgO，2H2+O2=2H2O；③与二氧化硅反应：2Mg+SiO2=2MgO+Si。

镁合金熔模阻燃研究，主要有以下3种机制[3]：①当熔体进入并填充铸型时，熔体表面形成一层保护膜；②铸型空腔里有保护气体形成；③铸型材料

收稿日期：2009-11-17收到初稿，2009-12-18收到修订稿。

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