1、鎂合金具有低密度，高的比強度、比剛度，好的減震性、阻尼性，優(yōu)良的鑄造性能、切削加工性能，已經(jīng)廣泛應用于汽車、航空航天、通信等領域，被譽為21世紀“綠色”工程材料。擠壓鑄造是一種實現(xiàn)鑄鍛相結合的先進成形工藝，由此工藝生產(chǎn)的鑄件晶粒細小、致密度高、縮松小、力學性能優(yōu)良，已成功應用于鋁合金、銅合金等合金的實際生產(chǎn)中。近年來，擠壓鑄造理論與應用的研究受到越來越多的學者和企業(yè)所重視，但關于鎂合金擠壓鑄造成形機理方面的研究確很少，已嚴重制約了鎂合金

2、擠壓鑄造技術的推廣。同時，我國是鎂資源大國，也是鎂生產(chǎn)大國，鎂合金使用具有重要的戰(zhàn)略意義。因此，研究鎂合金擠壓鑄造成形機理對推廣高性能鎂合金鑄件的使用具有顯著意義和緊迫性。
　　論文利用正交試驗方法研究了擠壓鑄造工藝參數(shù)中澆注溫度、模具溫度、擠壓速度對不同壁厚鎂合金流動性的影響規(guī)律。正交試驗結果表明，對壁厚4mm以下試樣的流動性影響最大的因素是澆注溫度，其次是模具溫度，擠壓速度;對4mm試樣的流動性影響最大的因素是模具溫度，其次是

3、澆注溫度，擠壓速度。在鎂合金擠壓鑄造實際生產(chǎn)過程中，澆注溫度在700℃到750℃變化時，增加澆注溫度對提高AZ91D鎂合金的流動性是有利的;對厚壁鑄件(3mm和4mm)通過提高模具溫度而增加鎂合金的充型能力是非常有效;增加擠壓速度，合金流動性也有所增加。對鎂合金熔液充型停止流動機理進行分析，并采用一種半定量的計算方法來表述鎂合金的充型能力，得出鎂合金充型長度的半定量數(shù)學表達式。
　　對金屬液充型過程的流體力學分析表明，當金屬液以設

4、定的充型速度充型時，充型特性受流體特性（粘度、表面張力）、流道特性（鑄件壁厚和內(nèi)澆道形狀）、充型流動距離等因素的影響。數(shù)值模擬與實驗研究表明，對6mm厚平板，低的充型速度（＜186.8mm/s）容易造成金屬液流前沿波動較大，充型過程不平穩(wěn)，同時也降低了合金的流動性，在鑄件最后充型部位容易形成澆不足、冷隔等缺陷;高的充型速度（＞933.8mm/s）雖然提高了生產(chǎn)效率，但容易形成噴射流，造成卷氣缺陷。對12mm平板，在相同的充型速度下，采用

5、扇形內(nèi)澆道的充型過程比采用矩形內(nèi)澆道充型平穩(wěn)，同時扇形內(nèi)澆道也能以不高的速度完成快速充型，從而避免噴射流的出現(xiàn)。
　　對擠壓鑄造AZ91D鎂合金在不同狀態(tài)下的顯微組織、力學性能以及斷裂行為進行了測試和分析，得出擠壓鑄造AZ91D鎂合金鑄態(tài)、T4態(tài)和T6態(tài)的硬度、屈服強度、抗拉強度力學性能指標隨著試樣壁厚的增加而減小，而延伸率隨著試樣壁厚的增加而增加。以8mm厚試樣為分析對象，T4處理后的抗拉強度和延伸率分別達到205MPa、7.0

6、％，其中與鑄態(tài)相比較，延伸率提升幅度較大，硬度和屈服強度略有下降;T6處理后的硬度和屈服強度顯著提高，其中屈服強度與T4態(tài)相比較，提升幅度為44.2％，抗拉強度也出現(xiàn)小幅提高，但是延伸率則有所下降。鑄態(tài)AZ91D鎂合金斷口以脆性斷裂為主，斷口比較平整，斷口出現(xiàn)的撕裂韌窩和撕裂棱數(shù)量比較少。經(jīng)固溶處理處理后，AZ91D鎂合金斷裂模式為準解理斷裂，斷口出現(xiàn)了發(fā)達的河流花樣和由撕裂棱連接的較大解理刻面，而在撕裂棱周圍也出現(xiàn)了一些深淺不一的韌窩

7、。經(jīng)固溶時效處理后，AZ91D鎂合金斷口中也分布了一些細小的河流花樣及少量較淺的韌窩，但斷口整體表現(xiàn)為為沿晶斷裂。
　　通過理論分析與微觀組織分析，研究了鎂合金間接擠壓鑄造中冷夾層的形成機理。顯微組織分析發(fā)現(xiàn)，冷夾層像一層保溫膜，將鑄件分割為兩部分，導致夾層兩側(cè)組織明顯不同;對冷夾層進行EDS能譜分析表明，冷夾層中高亮質(zhì)點處主要存在O、Mg、 Si三種元素，說明冷夾層中形成了高熔點的氧化物以及冷夾層表面存在污染，冷夾層不易重熔。進