在機械零件的成形方法中，作為一種金屬零件接近最后形狀的精密加工工藝，已從液態(tài)成形（鑄造）和固態(tài)成形（模鍛）的階段進(jìn)入先進(jìn)的粉末成形向半固態(tài)成形方向進(jìn)展，其發(fā)展方興末艾。隨著現(xiàn)代產(chǎn)品不斷更新，市場需要大量生產(chǎn)復(fù)雜形狀的薄壁、減震降噪、高電磁干擾屏障及易切削加工等低密度的金屬零件，以滿足當(dāng)今汽車、電子通信、筆記本計算機、平板電腦、數(shù)碼攝象機、照相機、醫(yī)用假肢等產(chǎn)業(yè)對產(chǎn)品越來越高的要求。此外，金屬零件廠商還面臨著進(jìn)一步提高技術(shù)，以保證零件的高質(zhì)量和低成本的任務(wù)。

鎂是常用金屬中最輕的一種材料，是地殼含量最豐富的元素之一，約占地殼組成的2.5%，因此，鎂合金成為20世紀(jì)末以后工程界們極為關(guān)注的金屬材料，近年來發(fā)展很快。汽車工業(yè)、電子通信工業(yè)、醫(yī)療器械是鎂合金零件的最大用戶，市場占有率為 80％。

中國具有豐富的鎂礦資源，世界排名第二，僅次于美國，這為中國鎂合金成形的發(fā)展提供了可靠的原料來源，而且目前鎂鋁價格已經(jīng)接近相等，進(jìn)行鎂合金零件的生產(chǎn)優(yōu)勢已大于鋁合金，在原材料成本上存在極大的優(yōu)勢 。

注射成型工藝的實質(zhì)

從生產(chǎn)技術(shù)方面來看，壓鑄工業(yè)正經(jīng)歷著從液態(tài)壓鑄到半固態(tài)壓鑄再到固態(tài)壓鑄的演變過程。這一過程反映了壓鑄工業(yè)正在發(fā)生一系列深刻的重大變革。世界各國在研究新的半固態(tài)金屬成形工藝時，將塑料的注射成型原理，應(yīng)用于半固態(tài)金屬成形工藝中，形成了觸變注射成型新工藝，它集半固態(tài)金屬漿料的制備、輸送、成形等過程于一體，較好地解決了半固態(tài)金屬漿料的保存、輸送、成形控制困難等問題，使得鎂合金材料的大量工業(yè)應(yīng)用出現(xiàn)了光明的前景。

圖1 鎂合金注射成型裝置。
1. 鎂粒漏斗 2. 定量供料器 3. 螺旋驅(qū)動及注射系統(tǒng) 4. 螺旋剪切器 5. 加熱器 6. 筒體 7. 單向閥 8. 半固態(tài)鎂合金累積器 9. 噴嘴 10. 模具

由美國 The Dow Chemical Co. 公司開發(fā)用于鎂合金的注射成型，采用了塑料注射成型的方法和原理，裝置的組成如圖1所示，它由鎂粒漏斗1、定量供料器2、螺旋驅(qū)動及注射系統(tǒng)3、螺旋剪切器4、加熱器5、筒體6、單向閥7、半固態(tài)鎂合金累積器 8、噴嘴9及模具10等組成。

成型工作過程是：被切成 3～6mm左右的鎂合金粒狀原料，在室溫下通過漏斗送入定量供料器，由螺旋驅(qū)動被向前推并加熱至半固態(tài)，系統(tǒng)通過溫控裝置使注射筒體的溫度控制在560℃～590℃，此時，鎂粒同時受到剪切與加熱，采用惰性氣體Ar作為保護(hù)性氣體，剪切螺旋的平移速度為 380cm/s，一定量的半固態(tài)金屬糊狀（固相率為30％～50％）在螺旋的前端累積，最后在高壓注社缸的作用下，半固態(tài)金屬糊狀通過噴嘴被高速注射入模具型腔，經(jīng)充填成型及冷卻凝固得到制件。本方法的特點是從固體粒料到制件在一個裝置內(nèi)完成，省去了外部熔融金屬的處理及運送工序。

該注射成型方法的主要優(yōu)點是：成形溫度低（比鎂合金壓鑄溫度低約100℃），制件的氣孔隙率較低（可低于0.1％），尺寸精度高（制件的質(zhì)量誤差為 0.2％），所以，此工藝方法是目前國內(nèi)外成功地用于實際生產(chǎn)的唯一的“一部法”成形。

為此，美國、德國、意大利及日本等國家大力發(fā)展這種固態(tài)金屬注射成型機，不僅機器逐步更完整、精細(xì)，而且注射壓力也大大增大。