鎂合金壓鑄因鎂合金熔點低（約 650-660℃）、流動性好但易氧化、高溫下化學活性強等特性，對壓鑄模具的設計、材料選擇、制造工藝及使用維護均有特殊要求。以下從模具材料選擇、結構設計、制造工藝、壓鑄工藝匹配、使用維護五大核心維度，詳細梳理鎂合金壓鑄模具的關鍵注意事項，確保模具壽命、產品質量及生產安全性。
鎂合金在高溫下（壓鑄溫度通常 680-720℃）易與模具材料發生化學反應，且壓鑄過程中模具需承受周期性熱沖擊（冷熱交替），因此模具材料必須滿足 “抗熱疲勞、抗腐蝕、高導熱、高強度” 四大核心需求，不同部位材料選擇需差異化：
注意：模具材料需經過嚴格的熱處理（如 H13 需 “淬火 + 多次回火”，硬度控制在 HRC44-48），避免熱處理不當導致材料內部應力集中，后期使用中開裂。
鎂合金流動性好但收縮率高（約 1.5%-2.5%），且高溫下易氧化生成 MgO（影響產品質量和模具壽命），模具結構設計需重點解決以下問題：
- 澆口類型：優先采用扇形澆口或寬邊澆口，增大澆口截面積（避免鎂液高速沖擊模具型腔，產生氧化皮）；禁用細小型針澆口（易導致鎂液局部過熱、氧化，且澆口處易開裂）。
- 流道設計：流道需平直、光滑（表面粗糙度 Ra≤0.8μm），避免尖角、臺階（減少鎂液流動阻力，防止卷氣）；主澆道直徑建議比鋁合金壓鑄大 10%-15%，適配鎂合金的流動性特點。
- 排氣系統：必須高效排氣（鎂合金壓鑄時氣體易被包裹，形成氣孔），排氣槽需滿足：
- 位置：設置在型腔最后填充處（如產品死角、壁厚最大處）、澆口對面；
- 尺寸：寬度 8-15mm，深度 0.05-0.1mm（過深易漏鎂液，過淺排氣不徹底）；
- 輔助排氣：大型模具可增設 “排氣鑲塊” 或 “真空排氣系統”（真空度控制在 50-100mbar），進一步減少氣孔。
- 型腔尺寸：需根據鎂合金收縮率放大（放大系數 1.015-1.025），尤其是產品壁厚均勻處（避免局部收縮不均導致縮孔）；對于復雜結構（如筋條、凸臺），需設置拔模斜度（一般 1°-3°，比鋁合金壓鑄大 0.5°-1°，減少粘模）。
- 表面處理：型腔表面需做氮化處理（滲氮層厚度 0.15-0.25mm，硬度 HV800 以上）或涂層處理（如 CrN、TiAlN 涂層），降低鎂液與模具的粘連性，同時提高耐磨性和抗腐蝕性（MgO 易附著在型腔表面，長期不清理會導致產品表面缺陷）。
- 頂針布局：頂針需均勻分布在產品受力面積大的區域（如壁厚處、邊緣），避免單點頂出導致產品變形；頂針直徑建議≥3mm（鎂合金產品強度較低，細頂針易頂穿產品）。
- 頂出速度：頂出速度需緩慢均勻（一般 5-10mm/s），避免高速頂出導致產品與模具型腔劇烈分離，產生表面劃傷或變形。
鎂合金壓鑄時模具溫度需穩定（一般 180-250℃，低于鋁合金壓鑄），冷卻系統設計需滿足：
- 冷卻水路布局：貼近型腔表面（水路與型腔距離 15-25mm），均勻分布（避免局部過熱導致模具開裂）；對于壁厚差異大的產品，厚壁處需加強冷卻（如增設隔水片、螺旋水路）。
- 水溫控制：采用模溫機精準控溫，進水溫度 160-220℃（避免水溫過低導致鎂液快速凝固，產生冷隔；水溫過高則產品收縮大，易粘模）。
鎂合金壓鑄模具對制造精度要求極高（尺寸公差需控制在 ±0.02mm 內），且制造過程中需避免模具內部產生應力（否則后期使用易開裂），關鍵制造工藝注意事項如下：
粗加工階段：
- 采用 “分層切削”（每次切削深度≤5mm），避免一次性切除大量材料導致模具局部過熱、應力集中；
- 粗加工后需進行去應力退火（溫度 600-650℃，保溫 2-3h），消除切削應力。
精加工階段：
- 型腔、流道、排氣槽需采用高速銑削（轉速 10000-15000r/min）或電火花加工（EDM） ，確保表面粗糙度 Ra≤0.8μm（減少鎂液流動阻力和粘模風險）；
- EDM 后需進行拋光處理（避免電極痕跡殘留，導致產品表面缺陷），同時去除 EDM 產生的 “重熔層”（重熔層硬度低、易腐蝕，會縮短模具壽命）。
裝配階段：
- 導柱導套、頂針等運動部件需保證同軸度≤0.01mm，避免卡滯（鎂合金壓鑄節奏快，卡滯易導致模具損壞或生產中斷）；
- 模具合模間隙需控制在 0.03-0.05mm（過大會漏鎂液，過小易磨損模具分型面）。
模具壽命與壓鑄工藝參數直接相關，需根據鎂合金型號（如 AZ91D、AM60B）和模具結構，優化以下關鍵參數：
特別注意：鎂合金壓鑄需采用氮氣保護（或 SF6 + 氮氣混合氣體），防止鎂液在壓射過程中氧化（SF6 濃度需控制在 0.1%-0.3%，過高會腐蝕模具分型面）。
鎂合金壓鑄模具單價高（約為鋁合金模具的 1.2-1.5 倍），合理維護可將壽命從 5-8 萬模次提升至 10-15 萬模次，核心維護要點如下：
日常維護（每次生產前后）：
- 生產前：檢查模具分型面、型腔是否有劃痕、粘模痕跡，若有需用專用銅刷（禁用鋼絲刷，避免劃傷型腔表面）清理，同時涂抹高溫脫模劑（鎂合金專用，如含石墨或二硫化鉬的脫模劑，禁用鋁合金脫模劑，易產生化學反應）；
- 生產后：徹底清理型腔、流道內的鎂渣和氧化皮（可用壓縮空氣吹凈，再用酒精擦拭），檢查頂針、導柱是否磨損，若磨損需及時更換。
定期維護（每生產 1-2 萬模次）：
- 拆卸模具，檢查型腔、型芯的氮化層厚度（若厚度＜0.1mm，需重新氮化）；
- 更換老化的密封件（如冷卻水路密封圈，避免漏水導致模具生銹）；
- 對導柱導套、頂針等部件加注高溫潤滑脂（如鋰基潤滑脂，耐溫≥250℃），減少運動磨損。
故障處理：
- 模具開裂：若為微小裂紋，可采用 “氬弧焊補焊 + 重新熱處理” 修復；若裂紋貫穿型腔，需更換模具鑲塊（禁止繼續使用，避免裂紋擴大導致模具報廢）；
- 粘模嚴重：檢查模具表面氮化層是否失效，若失效需重新氮化；同時優化脫模劑噴涂量（避免過多或過少）和壓鑄溫度（適當降低模具溫度）。
鎂合金壓鑄模具的核心注意事項可概括為 “材料抗疲腐、結構適配性、制造高精度、工藝強匹配、維護常態化”。需從源頭規避鎂合金易氧化、高收縮、高溫活性強的特性風險，同時通過精細化設計、制造和維護，平衡 “產品質量”“模具壽命” 與 “生產效率”，最終實現穩定量產。
