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二．鎂合金輪轂電磁泵低壓鑄造
除了原材料的價格因素外，成形工藝的優(yōu)劣直接關系到輪轂的質量，同時制造成本的高低也決定了輪轂產(chǎn)品的價格。因此，高質量、低成本的鎂合金輪轂的成形技術的開發(fā)將是鎂合金輪轂大量應用的關鍵。目前有報導的生產(chǎn)鎂合金輪轂的方法有重力澆鑄(6)、真空壓鑄(7)、充氧壓鑄(8)、低壓鑄造(9)等方法。此外，也可以采用鍛造法。與前述幾種方法相比，電磁泵電磁泵低壓鑄造具有特殊的優(yōu)勢。
目前在國際上比較流行的Cosworth工藝(10)應用于生產(chǎn)一級方程式賽車發(fā)動機，可以得到非常高質量的鑄件，其關鍵技術之一就是采用了電磁泵充型低壓鑄造技術。傳統(tǒng)的低壓鑄造方法主要采用壓縮空氣充型、保壓來完成鑄造過程。電磁泵是一種輸送導電流體的設備，它的基本原理（如圖1）：通以電流的液態(tài)金屬在磁場中受到洛倫茲力的作用而產(chǎn)生定向移動。其主要參數(shù)是電磁鐵磁場間隙的磁感應強度B (單位T) 、流過液態(tài)金屬的電流密度j (單位A/mm2) 以及處于磁隙間升液方向上的金屬液體長度L。它們與電磁泵的主要技術性能指標——壓頭(ΔP) 間存在如下關系(11)
當電流和磁場足夠大時，產(chǎn)生的力可以滿足一般低壓鑄造的要求。圖2為電磁泵低壓鑄造工藝的示意圖。首先將經(jīng)過精煉凈化的金屬液倒入保溫爐內，如有必要再進行二次精煉。當金屬液達到澆注溫度時，即可在計算機控制下進行充型，充型時金屬液流量是根據(jù)鑄件不同截面處體積不同進行流量控制的，這樣可以保證不同截面處液面平穩(wěn)上升，從而達到平穩(wěn)充型目的。當金屬液充滿鑄型，經(jīng)過一定結殼時間后，即可進行升壓保壓，這樣可以確保鑄件質量。
電磁泵低壓鑄造鎂合金輪轂具有以下優(yōu)點：
①電磁泵充型由于不是在完全密封的環(huán)境下充型，故可對保溫爐內鎂液進行細化、凈化等處理。充型過程中由于電、磁都可以按預先設計的工藝方案執(zhí)行，可保證充型過程的平穩(wěn)進行。
②相對于氣壓式低壓鑄造系統(tǒng)來說，電磁泵在鑄件升壓和保壓過程中，只是在升液管中受壓，坩堝不受任何壓力，因此，大大提高了鎂合金低壓鑄造的****系數(shù)。
③保溫爐只是需要相對密封，這樣有利于采用氣體保護。而普通低壓鑄造設備必須要求良好的密封條件，操作時必須采用惰性氣體或熔劑保護，提高了生產(chǎn)成本和降低了工作效率。
④采用電磁泵可以實現(xiàn)設備的連續(xù)工作，不會因中間加料而中斷操作，采用氣壓式低壓鑄造時在加料過程中必須中斷操作。
已有研究表明，電磁泵低壓鑄造裝置生產(chǎn)鋁合金摩托車輪轂，所得輪轂的性能優(yōu)于傳統(tǒng)低壓鑄造(12)。但是，鎂合金有其獨特的合金性能，因此在開發(fā)適合鎂合金成形的工藝時，需要注意模具設計、參數(shù)設定等特殊的地方：
① 由于鎂合金的比熱較小、凝固潛熱較小，所以合金液的冷卻速度快，鎂合金溶液很快在模具型腔中凝固，所以要求充型時間很短，才能保證鑄件沒有冷隔、欠鑄或成型不良等鑄造缺陷(13)。
② 由于鎂合金與鐵的親和性較低，加之優(yōu)良的熱收縮特性，因此可以采用較小的拔模斜度，有時甚至可以采用零起模斜度。
③ 鎂合金同鋁合金相比，對模具溫度的要求更為嚴格，因此為獲得優(yōu)質的鑄件，****采用模溫控制器。
④ 為避免鑄造裂紋，應采取以下一些措施：細化晶粒，提高合金的抗裂性能；嚴格控制鑄型各部位涂料材料和涂料厚度，防止各部位冷速不均而造成應力集中；提高鑄型的預熱溫度等。
三．結束語
鎂合金輪轂用于汽車、摩托車、自行車有其獨到的優(yōu)點，因此鎂合金輪轂在車輛工業(yè)的應用量必然會迅猛增長。研究開發(fā)適合鎂合金輪轂的成形工藝勢在必行。電磁泵低壓鑄造技術以其特有的優(yōu)勢，可以預計將在鎂合金輪轂的生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用。
