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為了滿(mǎn)足航空航天領(lǐng)域?qū)?fù)雜鎂合金精密鑄件結(jié)構(gòu)件的要求，研究人員開(kāi)發(fā)了多種新型鎂合金精密鑄件成形工藝，包括涂層轉(zhuǎn)移精密鑄造技術(shù)、大型鑄件低壓鑄造技術(shù)、大型鍛件成形技術(shù)和表面超聲波陽(yáng)極氧化技術(shù)。

一、涂層轉(zhuǎn)移精密鑄造技術(shù)

對(duì)于復(fù)雜鑄件，在使用砂型鑄造時(shí)，通常需要制備復(fù)雜的砂芯。傳統(tǒng)的砂芯制備方法是在芯盒中填充沙子，從芯盒中取出芯，然后在芯的表面刷、噴、泡或流漆。涂料層的均勻性難以控制，型砂吸水性強(qiáng)，涂料容易堆積在型芯表面，難以獲得光滑的鑄造圖案，從而影響鑄件的尺寸精度和平整度。研究人員發(fā)明了鎂合金精密鑄件無(wú)占位轉(zhuǎn)移涂層技術(shù)。首先在圖案表面涂上涂料，然后用造型材料填充涂料，固化后的涂料自發(fā)轉(zhuǎn)移到核心表面。在這項(xiàng)技術(shù)中，涂層完全復(fù)制了模具表面的形狀和光潔度，并顯著提高了鑄件表面的光潔度和尺寸精度。涂層轉(zhuǎn)移法的關(guān)鍵是凹模的制備，結(jié)合快速成型和無(wú)收縮硅橡膠層壓技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)，可以解決高光潔度復(fù)雜鎂合金精密鑄件零件非加工表面的鑄造問(wèn)題。

二、大型鑄件低壓鑄造技術(shù)

鎂合金精密鑄件一般比熱容小，凝固范圍大，容易產(chǎn)生縮松、裂紋、氧化皮夾雜、組織粗大等鑄造缺陷，難以生產(chǎn)大型、薄壁或復(fù)雜鑄件。通過(guò)計(jì)算機(jī)充型凝固模擬，結(jié)合涂層轉(zhuǎn)移制芯技術(shù)、坩堝液態(tài)金屬密封技術(shù)和低壓鑄造技術(shù)，研究人員開(kāi)發(fā)了鎂合金精密鑄件大型鑄件精密低壓鑄造成型工藝：利用計(jì)算機(jī)模擬鑄件在預(yù)設(shè)工藝下的充型凝固行為，從而優(yōu)化鑄造工藝，減少合金液充型過(guò)程中液流的交匯，控制合金的凝固順序；采用雙熔爐和壓力轉(zhuǎn)換器，保證鎂液的高純度；采用新的坩堝密封技術(shù)(低熔點(diǎn)合金密封法)密封坩堝，提高保壓壓力；采用激冷、氣體冷卻等方法實(shí)現(xiàn)鑄件所需的凝固順序；采用保護(hù)氣體加壓技術(shù)，即在干燥壓縮空氣中加入新的R152保護(hù)氣體，防止坩堝內(nèi)鎂熔體長(zhǎng)期氧化燃燒引起的內(nèi)壓波動(dòng)，使加壓更加均衡；涂層轉(zhuǎn)移技術(shù)用于保證鑄件非加工表面的表面光潔度。

三、大型鍛件成形技術(shù)

為了解決航空航天應(yīng)用中制備大型鎂合金精密鑄件鍛件的技術(shù)難題，研究人員在大型半連續(xù)鑄造毛坯的基礎(chǔ)上，將鎂合金精密鑄件塑性變形的計(jì)算機(jī)模擬與實(shí)際鍛造過(guò)程相結(jié)合，開(kāi)發(fā)了大型鎂合金精密鑄件鍛件的成形技術(shù)。目前能制備的極限大錠坯直徑可達(dá)400mm；通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬確定鍛造工藝，使鍛件各方向的總變形量和變形溫升均勻，降低鍛件的各向異性。通過(guò)將鍛件的實(shí)際鍛造過(guò)程與計(jì)算機(jī)模擬進(jìn)行比較，可以提高后續(xù)計(jì)算機(jī)模擬的精度。通過(guò)鍛件的后續(xù)熱處理來(lái)調(diào)整鍛件的機(jī)械性能。

四、鎂合金精密鑄件表面超聲波陽(yáng)極氧化技術(shù)

鎂合金精密鑄件易腐蝕，其產(chǎn)品一般需要表面處理。傳統(tǒng)的鉻酸鹽處理工藝對(duì)人體和環(huán)境有害，使用受到限制。研究人員開(kāi)發(fā)了一種鎂合金精密鑄件超聲波陽(yáng)極氧化表面處理技術(shù)，與傳統(tǒng)的陽(yáng)極氧化技術(shù)相比有了很大的進(jìn)步：

1.施加超聲波場(chǎng)形成薄而致密的氧化膜結(jié)構(gòu)，提高了涂層的致密性、生長(zhǎng)效率和耐蝕性；

2.電解液配方不含六價(jià)鉻離子，對(duì)環(huán)境和人體無(wú)毒害作用；

3.鎂合金精密鑄件氧化時(shí)可以控制“火花”，進(jìn)行“無(wú)火花”陽(yáng)極氧化，避免強(qiáng)烈的火花放電，降低對(duì)基體鎂合金精密鑄件疲勞強(qiáng)度的危害；

4.形成的氧化層孔徑小，附著力好，表面平整光滑，棱角處不會(huì)出現(xiàn)燒損現(xiàn)象。