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镁合金密度较小，同等体积下比铝合金轻36%、比锌合金轻73%、比钢轻77%，被公认为是质量最小的结构金属材料，因此在航空航天产品上应用较多，在我们加工的产品中，就有部分镁合金压铸零件。由于镁合金材料的机械性能与钢及铝合金有所不同，因此在加工过程中加工工艺、刀具、切削参数的选择也有区别。因此，本文将对镁合金压铸零件的机械加工工艺及安全操作规程进行了概括性的介绍，以供参考。
1 镁合金的机械加工性能分析
由于镁合金导热性好、切削力小，故在加工过程中的散热速度很快，因而刀具寿命长，粘刀量少，从而可以降低刀具费用。因为镁合金易切削，其断屑性能十分良好，一般清况下只需经过一次精加工便可达到所要求的最终表面粗糙度。同时由于镁的比热高、导热性良好，摩擦产生的热量会迅速地扩散到零件的各个部分，因此对镁合金进行切削加工时并不会产生较高的温度。但是，在高切削速度和大进给量的情况下，零件所产生的热量也是相当高的，很可能因为温度过高而发生扭曲变形。如果对成品零件的尺寸公差要求比较严格，则在设计中必须考虑到镁的热膨胀系数这一影响因素。如果在上述加工条件下产生了相当多的热量，则很可能会影响到零件的加工精度。镁的热膨胀系数略高于铝，明显高于钢。在机械加工过程中，镁合金零件很少发生因为冷变形引起的扭曲变形或翘曲。但刀具太钝、进给速度太慢以及刀具在加工过程中有停顿等不利因素时，也可能造成扭曲变形或翘曲。
2.刀具的选择
加工钢和铝的刀具通常也适合于镁合金的加工。但是，由于镁的切削力小，热容量也相当低，故其加工刀具应当具有较大的外后角、较大的走屑空隙、较少的刀刃数和较小的前角。另外，保证刀具的各个表面很平滑也是十分重要的。对镁合金进行机械加工的一条重要原则是，应当使刀具保持尽可能高的锋利和光滑程度，必须没有划伤、毛刺和卷刃。如果刀具切削过其他金属，即使切削角没有改变，也应进行重新刃磨和晰磨。
3.切削液的选用
由于镁的散热速度很快，可使被加工表面保持在较低的温度水平上，此外镁的易切削性使其不易与钢发生胶合，切削加工时一般不需要冷却液，但使用微小切削量时，要使用矿物油冷却液来降温。
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4.加工过程中不安全因素及应对措施
在对镁合金进行机械加工的过程中，产生的切屑和细粉末都有燃烧或爆炸的危险。初加工阶段产生的切屑尺寸较大，由于镁的导热率很高，产生的摩擦热可迅速散失出去，故难以达到燃点温度，此阶段事故发生较少。但在精加工阶段，由于所产生的细小切屑和细粉末具有很大的比表面积，因而很容易达到引燃温度而造成燃烧或爆炸事故。
在镁合金的加工过程中，使切屑升温到达闪点或燃烧的影响因素如下：
⑴加工速度与切削速率之间的关系：在任何一组给定条件下，都存在一个可能引起燃烧的加工速度和进给速率范围。进给速率提高，切屑厚度增大，从而更不容易达到燃点温度。加工速度只要足够低，任何尺寸大小的切屑都不可能被引燃。如果加工速度足够高，由于切屑与刀具的接触时间很短，故不可能将任何尺寸大小的切屑加热到引燃温度。
⑵.环境的相对温度。相对温度越高，则失火的可能性越大。
⑶.合金的成分与状态。与多相合金相比，单相合金更不容易失火。合金状态越均匀，则失火的可能性越小。
⑷.其他因素。进给速率或吃刀量太小;加工过程中的停顿时间过长;刀具的后角和容屑空间过小;在没有使用切削液的情况下采用了很高的切削速度;刀具与嵌套在铸件中的异种金属芯衬相撞时可能产生火花;镁切屑在机床周围或下方积聚等。
加工过程中不安全因素及应对措施：
⑴.切削工具要保持锋利，并磨出较大的后角与离隙角;不允许使用钝的、粘有切屑的或破裂的刀具。
⑵一般情况下，尽量使用大进给量进行加工，避免使用微小的进给量， 以产生较大厚度的切屑。
⑶.不要让刀具中途停顿在工件上。
⑷.使用微小切削量时，要使用矿物油冷却液来降低切削温度。
⑸.如果镁合金零件中有钢铁芯衬时，要避免与刀具相碰产生火花。
⑹.保持环境整齐、干净。
⑺.严禁在机加工工作区内吸烟、生火、电焊。
⑻.工作区域内应存放足量的灭火器材，但无论在什么情况下，都不能用水或任何其他标准灭火器去扑灭由镁引起的失火。水、其他液体、二氧化碳、泡沫等都会与燃烧着的镁起反应，并且是加强火势而不是抑制火势。只能用砂子等覆盖火源，阻断与空气接触。
综上所述，只要我们选择了正确的刀具及切削参数，严格防范各种不安全因素的产生，就能高效安全地加工出合格的镁合金压铸零件。
论文作者:杨芳
论文发表刊物:《科技新时代》2019年8期
论文发表时间:2019/10/12
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