1. การป้องกันของเหลวแมกนีเซียมอัลลอยด์
เนื่องจากของเหลวแมกนีเซียมอัล loyalด์สามารถเกิดการออกซิไดซ์ได้ง่าย และฟิล์มออกไซด์ที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวมีความพรุนสูง โดยค่าสัมประสิทธิ์ความหนาแน่น (α) มีเพียง 0.79 ซึ่งไม่สามารถหยุดยั้งการออกซิไดซ์ต่อเนื่องได้ ดังนั้น การหลอมแมกนีเซียมอัลลอยด์จึงจำเป็นต้องให้ความสำคัญกับการป้องกันการออกซิไดซ์อย่างมาก โดยทั่วไปแล้ว การป้องกันของเหลวแมกนีเซียมอัลลอยด์สามารถแบ่งออกเป็นสองวิธีหลัก ได้แก่ การใช้ฟลักซ์ในการป้องกันและการใช้ก๊าซในการป้องกัน
ฟลักซ์ป้องกันที่ใช้กันอย่างแพร่หลายคือผลิตภัณฑ์ในกลุ่มฟลักซ์เชิงพาณิชย์ RJ ซีรีย์ โดยเฉพาะ RJ-2 ซึ่งถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวาง ประกอบด้วยคลอไรด์และฟลูออไรด์
การใช้ฟลักซ์ในการป้องกันขณะหลอมมักจะก่อให้เกิดปัญหาดังนี้:
คลอไรด์และฟลูออไรด์เมื่ออยู่ในอุณหภูมิสูงมีแนวโน้มระเหยง่ายและปล่อยก๊าซที่เป็นพิษ เช่น HCl, Cl2, HF เป็นต้น
เนื่องจากฟลักซ์มีความหนาแน่นสูง ส่วนหนึ่งอาจปะปนเข้าไปในแม่พิมพ์พร้อมกับแมกนีเซียมเหลว ทำให้เกิด "ขี้ฟลักซ์" ในชิ้นงาน
ก๊าซที่เกิดจากการระเหยของฟลักซ์อาจแทรกซึมเข้าไปในโลหะเหลว กลายเป็นแหล่งกัดกร่อนในกระบวนการใช้งานวัสดุ ซึ่งจะเร่งการเสื่อมสภาพของวัสดุและลดอายุการใช้งาน
ดังนั้น การค้นคว้าหาวัสดุทดแทนคลอไรด์และฟลูออไรด์ หรือลดปริมาณการใช้คลอไรด์และฟลูออไรด์ เพื่อลดมลภาวะและเพิ่มประสิทธิภาพในการป้องกัน จึงเป็นเป้าหมายของการพัฒนาฟลักซ์ป้องกันสำหรับการหลอมแมกนีเซียมอัลลอยด์
จากการทดลองจำนวนมาก พบว่ามีก๊าซที่สามารถป้องกันของเหลวแมกนีเซียมอัลลอยด์ได้ โดยก๊าซ SF6 มีประสิทธิภาพในการป้องกันที่ดี แต่ปัญหาหลักคือการควบคุมปริมาณการใช้ ในกระบวนการผลิต การควบคุมแรงดันและความเร็วลำเลียงของ SF6 อัตโนมัติตามสถานะการป้องกันระหว่างการหลอม ยังคงเป็นหัวข้อที่ต้องศึกษาเพิ่มเติมเพื่อให้สามารถป้องกันได้อย่างมีประสิทธิภาพพร้อมกับลดการใช้ SF6
ปัจจุบัน นักวิจัยบางส่วนกำลังศึกษาแมกนีเซียมอัลลอยด์ชนิดทนไฟที่มีสมบัติใกล้เคียงกับแมกนีเซียมอัลลอยด์ที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน หากการวิจัยนี้ประสบความสำเร็จ แมกนีเซียมอัลลอยด์จะสามารถหลอมและหล่อได้ง่ายเหมือนกับอะลูมิเนียมอัลลอยด์ ทำให้มีโอกาสในการประยุกต์ใช้ที่กว้างขวางยิ่งขึ้น
2. การออกแบบแม่พิมพ์หล่อแรงดัน
แม่พิมพ์หล่อแรงดันเป็นเครื่องมือหลักในกระบวนการผลิตหล่อแรงดัน ความสามารถในการดำเนินการผลิตอย่างราบรื่นและคุณภาพของชิ้นงานหล่อมีความเกี่ยวข้องโดยตรงกับโครงสร้างและความก้าวหน้าทางเทคนิคของแม่พิมพ์
แมกนีเซียมอัลลอยด์มีสมบัติที่ดีในกระบวนการหล่อแรงดัน ในการออกแบบแม่พิมพ์ควรคำนึงถึงลักษณะเฉพาะของแมกนีเซียมอัลลอยด์ และใช้พารามิเตอร์และหลักการออกแบบที่เหมาะสมสำหรับแมกนีเซียมอัลลอยด์ โดยไม่ควรใช้หลักการออกแบบแม่พิมพ์สำหรับอะลูมิเนียมอัลลอยด์โดยตรง
3. การศึกษากระบวนการไหลเข้าแม่พิมพ์
ในกระบวนการหล่อแบบแรงดัน วิธีการไหลเข้าของโลหะเหลวมีบทบาทสำคัญในการควบคุมคุณภาพของชิ้นงานหล่อ เมื่อการใช้งานชิ้นส่วนแมกนีเซียมอัลลอยด์ขยายตัวเพิ่มขึ้น ความต้องการสมบัติการไหลเข้าสำหรับแมกนีเซียมอัลลอยด์ในกระบวนการหล่อแรงดันก็เพิ่มขึ้นตามไปด้วย เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์และแบบจำลองเชิงตัวเลขได้เปิดแนวทางใหม่สำหรับการศึกษากระบวนการไหลเข้า โดยการจำลองตัวเลขของสนามการไหลและสนามอุณหภูมิในกระบวนการไหลเข้า สามารถแสดงลักษณะการไหลและการถ่ายเทความร้อนได้อย่างแม่นยำ รวมถึงระบุตำแหน่งที่เกิดปัญหา เช่น การเติมไม่ครบ รอยต่อเย็น การกักอากาศ และจุดร้อน ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการปรับปรุงการออกแบบกระบวนการ เพื่อให้มั่นใจถึงคุณภาพของชิ้นงานหล่อ เพิ่มประสิทธิภาพการผลิต และยืดอายุการใช้งานของแม่พิมพ์
4. การจำลองเชิงตัวเลขของกระบวนการหล่อแรงดันแมกนีเซียมอัลลอยด์
แม้ว่าแมกนีเซียมอัลลอยด์จะมีสมบัติที่ดีในกระบวนการหล่อแรงดัน แต่กระบวนการไหลเข้าและการแข็งตัวในกระบวนการหล่อแรงดันนั้นมีความซับซ้อนมาก การตั้งค่าพารามิเตอร์และระบบการหล่อที่เหมาะสมมีผลกระทบอย่างมากต่อสมบัติของชิ้นงานและปัญหาข้อบกพร่องที่อาจเกิดขึ้น
ปัจจุบัน ซอฟต์แวร์จำลองเชิงตัวเลข เช่น ProCAST ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางว่าเป็นเครื่องมือที่จำเป็นสำหรับการปรับปรุงการออกแบบกระบวนการหล่อ โดยสามารถจำลองกระบวนการหล่อเพื่อแสดงสนามการไหล สนามอุณหภูมิ สนามความเค้น และโครงสร้างจุลภาคในกระบวนการไหลเข้า การแข็งตัว และการระบายความร้อน จากนั้นจึงประเมินคุณภาพของชิ้นงานจากสนามทางกายภาพเหล่านี้ และตรวจสอบผลการออกแบบกระบวนการได้โดยตรง