鎂合金正被廣泛應用于航空、航天、汽車、電子以及消費品工業中的各種結構件。目前鎂合金鑄件多采用壓鑄、半固態鑄造、擠壓鑄造以及低壓鑄造等方法進行生產。低壓鑄造由于其充型過程的平穩性以及優良的凝固補縮性能，被廣泛用于形狀復雜、質量要求高、壁厚不均勻的鎂合金鑄件生產中，如汽車發動機缸體缸蓋、導彈殼體、渦輪增壓器葉輪、汽車輪轂、紡織機械等重要鑄件的成形，是獲得優質鎂合金鑄件的最優方法之一。
目前國內鎂合金低壓鑄造裝備多適臺于單件小批量鑄件的生產，無法用于大批量的連續化生產。在鎂合金鑄件連續低壓鑄造生產時，不僅要求設備的熔化量大，而且在每次澆注循環間隔中，需對升液管內的合金液面進行懸浮控制，以減少由于合金液面在升液管內的往復上下沖刷而造成鑄件的氧化夾雜，提高鎂合金鑄件的內在質量。鎂合金低壓鑄造多采用氣體保護方法實現阻燃，保護氣體的引入對液面加壓控制系統的控制精度和抗干擾能力提出更高要求。為此，本工作針對鎂合金鑄件連續化生產技術的要求，研制了可用于連續化生產的鎂合金低壓鑄造裝備。
1 雙工位低壓鑄造裝備硬件系統
該鎂合金設各采用坩堝加壓方式實現低壓鑄造，單臺鎂合金低壓鑄造設備的結構如圖1所示，主要由熔化爐、坩堝、坩堝蓋、保溫套、臺車、導向柱、升降油缸、推拉油缸等組成。熔化爐功率為85 kW，放置在臺車上。坩堝容量為300 kg鎂合金液，在坩堝的上端面設計有密封槽，坩堝與坩鍋蓋之間采用T型螺栓鎖緊密封。在坩堝蓋上設計有壓縮空氣的進排氣口、保護氣體進氣口以及壓力信號采集口。在坩堝盞的項部設計了保溫套加熱裝置，主要用于實現對升液管的加熱。避免鑄件在澆注過程中出現升液管凍結現象。其采用碳化硅成型燒結爐膛，功率為5 kW，具有加熱效率高、運行可靠的特點。保溫套的上端面設計有放置升液管的法蘭孔。臺車放置在導軌上，在升降油缸和4根導向柱的作用下，可實現熔化爐的垂直上升與下降運動，在推拉油缸的作用下，可實現熔化爐的水平移動。
圖1 單臺鎂合金低壓鑄造設備實體圖
為保證鎂合金鑄件生產的連續性，采用了兩臺鎂合金低壓鑄造設備，在兩臺設備之間設置了鑄型工作平臺，作為澆注工位，用于放置、固定鑄型。在正常工作時，其中一臺熔化爐內鎂合金熔化處理好后，蓋上坩堝蓋，通過臺車的移動和升降，實現熔化爐與鑄型工作平臺之間的對接密封，進行低壓鑄造生產。當坩堝內的合金液澆注完后，移動另外一臺熔化爐到工作臺繼續澆注，從而實現低壓鑄造設備的雙工位連續性生產。此外由于臺車與鑄型工作平臺對接后，平臺的中心孔要與坩堝蓋同軸，必須采用限位機構對臺車的行走位置及升降位置進行嚴格控制。
在鎂合金的阻燃保護上，采用了自主開發的鎂合金低壓鑄造專用混氣系統，該混氣系統裝置可實現干燥空氣、SF6及C023種氣體的按比例混合，并針對鎂合金低壓鑄造的特點，提供常壓熔煉、澆注過程保護、泄露保護三路出口。
