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镁合金锭制造及熔炼项目建设或对公司原有设备进行改造,镁合金压铸及熔炼用耗材系列－坩锅、料壶、射咀身、…
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企业新闻
时代骄子——镁合金
自1970年中东石油危机后，各国对节约能源、降低油耗普遍关注。汽车行业是油耗大户，降低汽车油耗影响巨大。据测，汽车重量每降低10％，可节油5％，油耗减少，尾气排放量也减少，从而也减少了对环境的污染。汽车是用金属材料堆砌而成的，要降低汽车重量，首先就要在材料上打主意。铝合金的比重大约是钢的1／3，以铝代钢，这个进程已在进行中。要进一步减轻汽车重量，人们想到了镁，它的比重是铝的2／3，而性能与铝合金相近，以镁代铝、以镁代锌，是近年来的一大趋势。据统计，北美消费的压铸镁合金，在1982-1992年的10年间，以每年20％的速度增长，在1996-2000年的4年间以每年30％的速度增长，欧洲则超出60％，其中汽车工业消费占80％以上，可以说镁合金压铸件在汽车行业的推广应用，使过去用量不大的镁合金突成新宠。
3C产品(手机、笔记本电脑、数码相机及摄像机)是高新技术的代表产品，自1990年以来，一直保持着快速增长的势头，镁合金由于其重量轻(对铝、钢而言)、刚度大(对塑料而言)，特别是它有电磁屏蔽作用，可防止电磁干扰及其对人体的伤害，成为3C产品壳体的最佳材料。
其他如自行车、家电、电子、仪表、航空航天、兵器工业等部门，也在日渐增加镁合金件的应用。
一、 镁的工业发展历史
镁是地壳中含量最丰富的元素之一，其丰度居第8位，约占地壳组成的2.5％，主要以白云石(碳酸镁钙)、菱镁矿存在，此外，海水中含镁约0.13％，可谓取之不尽，但人类认识镁却较晚，1828年法国科学家A．A．Bussy用金属钾将镁从熔融的氧化镁中置换出来， 1852年R．Bunsen建立了一个小型实验电解槽用电解法生产镁，1886年以Bunsen的电解槽为基础，在德国建立了首个商业性电解镁厂。1910年世界镁产量约10t／a，到1930年增长到1200t／a以上。二战期间镁工业获得了飞速发展，从1935年开始，德、法、苏、奥、意等国分别建立了镁厂，美国的镁产能扩大了10倍，1943年世界镁产量约为235kt／a。此期间镁主要用来制造燃烧弹、照明弹、曳光弹、信号弹以及军事和飞机等军用设备的零部件。二战结束后，1946年世界镁产量降低到25kt／a，世界各国开始考虑镁合金在民用工业的开发和应用，在以后的20年中，美国Dow化学公司在开发镁合金及其生产技术方面取得了突出的成就，为镁及其合金在冶金、航空、电子、兵器、汽车、化学及防腐、印刷、纺织等民用工业部门的应用开辟了道路，使镁工业出现了连续增长的势头，实际上从二战结束以来年均增长率在7％左右，现在世界上镁产能已达到550kt／a，2000年实际产量为430kt。
我国是世界上著名的产镁大国，菱镁矿资源总量达31.45亿吨，位居全球首位，2001年出口量已达到200kt，占世界镁市场总需求量的40％以上。但是大部分出口的是原材料及初级产品，价格低、效益差，我国对镁合金及其加工技术的研究和应用尚处于起步阶段。镁合金在汽车工业上的使用仅仅是开始，远远落后于工业发达国家，因此，我国的镁工业与镁及其合金的加工、应用技术应加大开发研究以赶上世界先进水平。
二、 镁及其合金的特性：
1．几种常用镁合金的物理机械性能及与其它几种常用结构材料的对比如表1所示
几种常用结构材料的物理机械性能对比表1
＼ 材群
项目 ＼
镁铸件
镁锻件
铝铸件
铝锻件
铸铁
钢
塑胶ABS
合金牌号
AZ91
AM50
AZ80-T5
Z31-H24
A380
A356-T6
6061-T6
5182*-H24
HT350
镀锌板
制取方法
压铸
压铸
挤压
板材
压铸
永久模
挤压
板材
砂模
板材
密度(g／cm3)
1.81
1.77
1.80
1.77
2.68
2.76
2.70
2.70
7.15
7.8
1.07
熔点(℃)
598
620
610
630
595
615
652
638
1175
1515
260
传热系数
(w／m.c)
51
65
78
77
96
159
167
123
41
46
0.28
热膨胀系数
(10-6／C)
26
26
26
26
22
21.5
23.6
24.1
10.5
10.7
76.5
弹性模量
(Gpa)
45
45
45
45
71
72
69
70
100
210
2.1
抗拉强度
(Mpa)
240
210
380
290
324
262
310
310
293
390
43
屈服强度
(Mpa)
160
125
275
220
159
186
275
235
320
39
疲劳强度(Mpa)
85
85
138
90
95
128
伸长率(％)
7
15
7
15
5
12
8
O
26
16.5
屈强重量比(以AZ91为100)
100
80
172.8
140.6
67.1
76.2
115
98.5
32.6
41
*美国ASTM标准：其成份是Mg 4.5％，Mn 0.35％，Fe 0.35％，Zn 0.25％，Si 0.20％，其余Al。
由上表可见，与其它结构材料相比，镁合金具有以下几个特点：
1) 镁合金的密度是钢的23％，铝的67％，塑料的170％，是金属结构材料中最轻的金属，镁合金的屈服强度与铝合金大体相当，只稍低于碳钢，是塑料的4-5倍，其弹性模量更远远高于塑料，是它的二十多倍，因此在相同的强度和刚度情况下，用镁合金做结构件可以大大减轻零件重量，这点对航空工业，汽车工业，手提电子器材均有很重要的意义。
2) 镁合金与铝合金、钢、铁相比具有较低的弹性模量，在同样受力条件下，可消耗更大的变形功，具有降噪、减振功能，可承受较大的冲击震动负荷。
2．镁合金具有较好的铸造性和加工性能：
镁与铁的反应低，熔炼时可用铁坩埚，熔融镁对坩埚的侵蚀小，压铸时对压铸模的侵蚀小，与铝合金压铸相比，压铸模使用寿命可提高2-3倍，通常可维持20万次以上。铸造镁合金的铸造性能良好，镁合金压铸件的最小壁厚可达0.6mm，而铝合金为1.2-1.5mm。镁的结晶潜热比铝小，在模具内凝固快，生产率比压铸铝件高出40-50％，最高可达两倍，镁合金有相当好的切削加工性能，切削时对刀具的消耗很低，切削功率很小。镁合金、铝合金、铸铁、低合金钢切削同样零件消耗的功率比值为：1：1.8：3.5：6.3。
3．镁合金电磁屏蔽性能和导热性均较好，适合于作发出电磁干扰的电子产品的壳、罩，尤其是紧靠人体的手机。镁合金与铝、铜等有色金属一样具有非火花性，适合做矿山设备和粉粒操作设备。镁合金表面具有非粘附性，适合于做在冰、雪、沙尘中运动的产品。镁合金有较好的耐磨性，适宜做缠绕滑动设备。
4．镁合金有较高的尺寸稳定性，稳定的收缩率，铸件和加工件尺寸精度高，除镁-铝-锌合金外，大多数镁合金在热处理过程及长期使用中由于相变而引起的尺寸变化接近于零，适于做样板，夹具和电子产品外罩。
5．镁的化学活性很强，在空气中容易氧化，特别是在高温下，若氧化反应放出的热量不能及时发散，则容易引起燃烧，因此在熔化镁合金时要采取防止氧化的措施。镁的氧化膜比容小于基体金属，故疏松多孔，远不如铝合金表面氧化膜坚实敞密，无明显保护作用。镁的电极电位很低，电化次序在常用金属中居最后一位，所以镁的抗蚀性较差。镁在干燥及氢氟酸、铬酸、矿物油(如汽油、煤油)和碱性介质中比较稳定，可用作输油管道。而在潮湿大气、淡水、海水及大多数酸、盐溶液中容易腐蚀，故在镁合金的生产、加工、贮存及使用期间，表面应采取适当的防护措施，如表面氧化处理或涂漆。镁合金在与其它金属接触时易造成接触腐蚀，但与铝镁合金接触时除外。因此镁合金部件在使用中，应只让它和绝缘材料接触，或者用铝镁合金如5052做它的垫片，就可以防止它的电化腐蚀。
镁的电极电位低也有它的用途，可以用它作牺牲阳极，保护其它金属物件免受电化腐蚀。
6．镁合金对缺口的敏感性比较大，易造成应力集中。在125℃以上的高温条件下，多数合金的抗蠕变性能较差，这在选用它和设计零件时应考虑。
7．可回收。与塑料类材料相比，镁合金具有可回收性。这对降低制品成本、节约资源、改善环境都是有益的。
三、镁合金制件的成型方法
镁合金制件的成型方法分为铸造和变形两类。
1．镁合金制件的铸造成形
镁合金制件铸造成形可采用重力浇注、低压铸造和压铸。近年来又出现触变注射成型新技术。其中以压铸的工艺及设备最为成熟，目前国内外的镁合金制件绝大多数用压铸法生产。
1) 镁合金制件的压铸成型：
由于镁合金溶液易氧化以致燃烧，铸造时热裂倾向比铝合金大，因此镁合金在熔化、浇注及压铸液的温度控制等方面都比铝合金压铸要复杂。压铸机分热室压铸机与冷室压铸机，热室压铸机的生产效率高，约为同容量冷室压铸机的2倍，但其锁型力一般在7840kn以下，通常用于质量不大(一般在2kg以下)的薄壁铸件，例如美国White Metal Casting公司生产的外形尺寸为61 0x61 0nm的镁合金计算机外壳，英国Kirt Precision公司生产的2.5kg重的自行车架都是用热室压铸机生产的。
冷室压铸机应用更广，美国Prince公司于1990年生产出一台锁型力达13.72MN的世界最先进的大型镁合金冷室压铸机，该件集熔化、压铸于一体，并采用了取件机器人。冷室压铸机适于生产壁厚较厚质量较重的制件，例如奥迪汽车公司的尺寸为1440x3.5mm，重量为4.2kg的汽车仪表板，是在装有自动浇铸机构，锁型力为24.50MN的冷室压铸机上生产的。美国通用汽车公司的尺寸为1470x300x2mm的直角承梁，重1.8Kg用M60B镁合金在锁型力为21.56MN的冷室压铸机上压铸而成。此外，如汽车座椅、框架、汽车轮毂等产品均是用冷室压铸机生产的。据报道，在1992年，美、日用于生产镁合金铸件的冷、热室压铸机就超过了160台。我国台湾省近年来镁合金压铸事业发展也很快，到2001年厂商数已有40余家，拥有冷、热室压铸机超过220台，年产8600吨镁合金制品。据报道，目前我国大陆的镁合金压铸件生产企业只有8家，在建的8家[7]，远远落后于国内、外的发展需求。
2) 镁合金压铸技术的发展趋势
镁合金压铸与其它金属的压铸一样，在压铸过程中镁合金液以高速的紊流成弥散状态充填压铸型腔，使腔内气体无法排除，形成高压微孔或溶在合金内。这些气孔在高温下会折出或膨胀导致铸件变形或者面鼓包。因此用传统的压铸方法生产的镁合金压铸件与其它合金压铸件一样，不能进行热处理强化，也不能在较高的温度下使用。为了消除此缺陷，提高压铸件的质量，扩大压铸件技术的使用范围，近年来研究开发了一些新的压铸技术，如真空压铸，半固态触变压铸技术等。
真空压铸是在压铸过程中抽出型腔内的气体，以减少或消除在压铸件内的气孔和溶解气体，提高压铸件的力学性能和表面质量。真空压铸镁合金件的最小壁厚为1．5-2．0mm，真空度小于或等于80kPa，冲头速度最大达10m／s，铸件强度可提高10％以上，韧性提高20-50％，目前已成功地用真空压铸法生产出镁合金汽车轮毂和方向盘等一批主要汽车零件。
半固态触变压铸技术
(Thixomolding)：触变注射成型的工艺过程接近于注塑成型，其装备原理如图1所示。首先将镁合金锭加工切制成细颗粒状，将此镁合金颗粒装入料斗中，强制输送到粒筒中，粒筒中旋转的螺杆驱使镁合金颗粒向模具方向运动，当其到达粒筒的加热部位时，合金颗粒呈部分熔融状态，在螺旋体的剪切作用下，具有枝晶组织的合金料形成了具有触变结构的半固态合金，当其累积到一定体积时，被高速(5.5m／s)注射到抽成真空的预热型腔中成形。半固态合金在外力作用下可以象热塑性塑料一样流动成形，但触变注射成形的温度，压力以及螺杆旋转速度远远高于注塑设备的。成形的加热系统采用了电阻和感应加热的复合工艺，将合金加热至582±2℃，固相体积分数达60％，同时通入氩气进行保护。
与传统的压铸相比，触变注射成形无需液态金属熔融和浇注等过程，生产过程较为清洁，安全和节能。没有熔液产生，单位成形件的原材料消耗大为减少，无爆炸危险，无需SF6气体保护，消除SF6对臭氧层的破坏，成形过程中卷入的气体大幅度减少，零件孔隙度小于0.069％，因此成形件可以热处理，成形件致密度高，机械性能好，耐蚀能力强。与传统压铸相比，工作温度约降低100℃，有利于提高压铸模寿命，并使其生产过程具有良好的一致性，减少了镁铸件在型内的收缩率，减少了铸件的脱型阻力，提高了铸件的尺寸精度，零件表面质量好，可铸造壁厚达0.7-0.8mm的轻薄件。目前已用此法生产出汽车的传动器壳体、盖、点火器壳体等，所用的镁合金是AZ91D。高度自动化的镁合金半固态射铸成形机及其生产线在工业发达国家发展很快，我国台湾省的镁合金压铸业也在开始大量使用半固态射铸成形机，仅华孚公司一家在2002年就计划采购5-8台全新的半固态射铸机，今后它将成为生产镁合金铸件的主流。
3C产品(手机、笔记本电脑、数码相机及摄像机)是高新技术的代表产品，自1990年以来，一直保持着快速增长的势头，镁合金由于其重量轻(对铝、钢而言)、刚度大(对塑料而言)，特别是它有电磁屏蔽作用，可防止电磁干扰及其对人体的伤害，成为3C产品壳体的最佳材料。
其他如自行车、家电、电子、仪表、航空航天、兵器工业等部门，也在日渐增加镁合金件的应用。
一、 镁的工业发展历史
镁是地壳中含量最丰富的元素之一，其丰度居第8位，约占地壳组成的2.5％，主要以白云石(碳酸镁钙)、菱镁矿存在，此外，海水中含镁约0.13％，可谓取之不尽，但人类认识镁却较晚，1828年法国科学家A．A．Bussy用金属钾将镁从熔融的氧化镁中置换出来， 1852年R．Bunsen建立了一个小型实验电解槽用电解法生产镁，1886年以Bunsen的电解槽为基础，在德国建立了首个商业性电解镁厂。1910年世界镁产量约10t／a，到1930年增长到1200t／a以上。二战期间镁工业获得了飞速发展，从1935年开始，德、法、苏、奥、意等国分别建立了镁厂，美国的镁产能扩大了10倍，1943年世界镁产量约为235kt／a。此期间镁主要用来制造燃烧弹、照明弹、曳光弹、信号弹以及军事和飞机等军用设备的零部件。二战结束后，1946年世界镁产量降低到25kt／a，世界各国开始考虑镁合金在民用工业的开发和应用，在以后的20年中，美国Dow化学公司在开发镁合金及其生产技术方面取得了突出的成就，为镁及其合金在冶金、航空、电子、兵器、汽车、化学及防腐、印刷、纺织等民用工业部门的应用开辟了道路，使镁工业出现了连续增长的势头，实际上从二战结束以来年均增长率在7％左右，现在世界上镁产能已达到550kt／a，2000年实际产量为430kt。
我国是世界上著名的产镁大国，菱镁矿资源总量达31.45亿吨，位居全球首位，2001年出口量已达到200kt，占世界镁市场总需求量的40％以上。但是大部分出口的是原材料及初级产品，价格低、效益差，我国对镁合金及其加工技术的研究和应用尚处于起步阶段。镁合金在汽车工业上的使用仅仅是开始，远远落后于工业发达国家，因此，我国的镁工业与镁及其合金的加工、应用技术应加大开发研究以赶上世界先进水平。
二、 镁及其合金的特性：
1．几种常用镁合金的物理机械性能及与其它几种常用结构材料的对比如表1所示
几种常用结构材料的物理机械性能对比表1
＼ 材群
项目 ＼
镁铸件
镁锻件
铝铸件
铝锻件
铸铁
钢
塑胶ABS
合金牌号
AZ91
AM50
AZ80-T5
Z31-H24
A380
A356-T6
6061-T6
5182*-H24
HT350
镀锌板
制取方法
压铸
压铸
挤压
板材
压铸
永久模
挤压
板材
砂模
板材
密度(g／cm3)
1.81
1.77
1.80
1.77
2.68
2.76
2.70
2.70
7.15
7.8
1.07
熔点(℃)
598
620
610
630
595
615
652
638
1175
1515
260
传热系数
(w／m.c)
51
65
78
77
96
159
167
123
41
46
0.28
热膨胀系数
(10-6／C)
26
26
26
26
22
21.5
23.6
24.1
10.5
10.7
76.5
弹性模量
(Gpa)
45
45
45
45
71
72
69
70
100
210
2.1
抗拉强度
(Mpa)
240
210
380
290
324
262
310
310
293
390
43
屈服强度
(Mpa)
160
125
275
220
159
186
275
235
320
39
疲劳强度(Mpa)
85
85
138
90
95
128
伸长率(％)
7
15
7
15
5
12
8
O
26
16.5
屈强重量比(以AZ91为100)
100
80
172.8
140.6
67.1
76.2
115
98.5
32.6
41
*美国ASTM标准：其成份是Mg 4.5％，Mn 0.35％，Fe 0.35％，Zn 0.25％，Si 0.20％，其余Al。
由上表可见，与其它结构材料相比，镁合金具有以下几个特点：
1) 镁合金的密度是钢的23％，铝的67％，塑料的170％，是金属结构材料中最轻的金属，镁合金的屈服强度与铝合金大体相当，只稍低于碳钢，是塑料的4-5倍，其弹性模量更远远高于塑料，是它的二十多倍，因此在相同的强度和刚度情况下，用镁合金做结构件可以大大减轻零件重量，这点对航空工业，汽车工业，手提电子器材均有很重要的意义。
2) 镁合金与铝合金、钢、铁相比具有较低的弹性模量，在同样受力条件下，可消耗更大的变形功，具有降噪、减振功能，可承受较大的冲击震动负荷。
2．镁合金具有较好的铸造性和加工性能：
镁与铁的反应低，熔炼时可用铁坩埚，熔融镁对坩埚的侵蚀小，压铸时对压铸模的侵蚀小，与铝合金压铸相比，压铸模使用寿命可提高2-3倍，通常可维持20万次以上。铸造镁合金的铸造性能良好，镁合金压铸件的最小壁厚可达0.6mm，而铝合金为1.2-1.5mm。镁的结晶潜热比铝小，在模具内凝固快，生产率比压铸铝件高出40-50％，最高可达两倍，镁合金有相当好的切削加工性能，切削时对刀具的消耗很低，切削功率很小。镁合金、铝合金、铸铁、低合金钢切削同样零件消耗的功率比值为：1：1.8：3.5：6.3。
3．镁合金电磁屏蔽性能和导热性均较好，适合于作发出电磁干扰的电子产品的壳、罩，尤其是紧靠人体的手机。镁合金与铝、铜等有色金属一样具有非火花性，适合做矿山设备和粉粒操作设备。镁合金表面具有非粘附性，适合于做在冰、雪、沙尘中运动的产品。镁合金有较好的耐磨性，适宜做缠绕滑动设备。
4．镁合金有较高的尺寸稳定性，稳定的收缩率，铸件和加工件尺寸精度高，除镁-铝-锌合金外，大多数镁合金在热处理过程及长期使用中由于相变而引起的尺寸变化接近于零，适于做样板，夹具和电子产品外罩。
5．镁的化学活性很强，在空气中容易氧化，特别是在高温下，若氧化反应放出的热量不能及时发散，则容易引起燃烧，因此在熔化镁合金时要采取防止氧化的措施。镁的氧化膜比容小于基体金属，故疏松多孔，远不如铝合金表面氧化膜坚实敞密，无明显保护作用。镁的电极电位很低，电化次序在常用金属中居最后一位，所以镁的抗蚀性较差。镁在干燥及氢氟酸、铬酸、矿物油(如汽油、煤油)和碱性介质中比较稳定，可用作输油管道。而在潮湿大气、淡水、海水及大多数酸、盐溶液中容易腐蚀，故在镁合金的生产、加工、贮存及使用期间，表面应采取适当的防护措施，如表面氧化处理或涂漆。镁合金在与其它金属接触时易造成接触腐蚀，但与铝镁合金接触时除外。因此镁合金部件在使用中，应只让它和绝缘材料接触，或者用铝镁合金如5052做它的垫片，就可以防止它的电化腐蚀。
镁的电极电位低也有它的用途，可以用它作牺牲阳极，保护其它金属物件免受电化腐蚀。
6．镁合金对缺口的敏感性比较大，易造成应力集中。在125℃以上的高温条件下，多数合金的抗蠕变性能较差，这在选用它和设计零件时应考虑。
7．可回收。与塑料类材料相比，镁合金具有可回收性。这对降低制品成本、节约资源、改善环境都是有益的。
三、镁合金制件的成型方法
镁合金制件的成型方法分为铸造和变形两类。
1．镁合金制件的铸造成形
镁合金制件铸造成形可采用重力浇注、低压铸造和压铸。近年来又出现触变注射成型新技术。其中以压铸的工艺及设备最为成熟，目前国内外的镁合金制件绝大多数用压铸法生产。
1) 镁合金制件的压铸成型：
由于镁合金溶液易氧化以致燃烧，铸造时热裂倾向比铝合金大，因此镁合金在熔化、浇注及压铸液的温度控制等方面都比铝合金压铸要复杂。压铸机分热室压铸机与冷室压铸机，热室压铸机的生产效率高，约为同容量冷室压铸机的2倍，但其锁型力一般在7840kn以下，通常用于质量不大(一般在2kg以下)的薄壁铸件，例如美国White Metal Casting公司生产的外形尺寸为61 0x61 0nm的镁合金计算机外壳，英国Kirt Precision公司生产的2.5kg重的自行车架都是用热室压铸机生产的。
冷室压铸机应用更广，美国Prince公司于1990年生产出一台锁型力达13.72MN的世界最先进的大型镁合金冷室压铸机，该件集熔化、压铸于一体，并采用了取件机器人。冷室压铸机适于生产壁厚较厚质量较重的制件，例如奥迪汽车公司的尺寸为1440x3.5mm，重量为4.2kg的汽车仪表板，是在装有自动浇铸机构，锁型力为24.50MN的冷室压铸机上生产的。美国通用汽车公司的尺寸为1470x300x2mm的直角承梁，重1.8Kg用M60B镁合金在锁型力为21.56MN的冷室压铸机上压铸而成。此外，如汽车座椅、框架、汽车轮毂等产品均是用冷室压铸机生产的。据报道，在1992年，美、日用于生产镁合金铸件的冷、热室压铸机就超过了160台。我国台湾省近年来镁合金压铸事业发展也很快，到2001年厂商数已有40余家，拥有冷、热室压铸机超过220台，年产8600吨镁合金制品。据报道，目前我国大陆的镁合金压铸件生产企业只有8家，在建的8家[7]，远远落后于国内、外的发展需求。
2) 镁合金压铸技术的发展趋势
镁合金压铸与其它金属的压铸一样，在压铸过程中镁合金液以高速的紊流成弥散状态充填压铸型腔，使腔内气体无法排除，形成高压微孔或溶在合金内。这些气孔在高温下会折出或膨胀导致铸件变形或者面鼓包。因此用传统的压铸方法生产的镁合金压铸件与其它合金压铸件一样，不能进行热处理强化，也不能在较高的温度下使用。为了消除此缺陷，提高压铸件的质量，扩大压铸件技术的使用范围，近年来研究开发了一些新的压铸技术，如真空压铸，半固态触变压铸技术等。
真空压铸是在压铸过程中抽出型腔内的气体，以减少或消除在压铸件内的气孔和溶解气体，提高压铸件的力学性能和表面质量。真空压铸镁合金件的最小壁厚为1．5-2．0mm，真空度小于或等于80kPa，冲头速度最大达10m／s，铸件强度可提高10％以上，韧性提高20-50％，目前已成功地用真空压铸法生产出镁合金汽车轮毂和方向盘等一批主要汽车零件。
半固态触变压铸技术
(Thixomolding)：触变注射成型的工艺过程接近于注塑成型，其装备原理如图1所示。首先将镁合金锭加工切制成细颗粒状，将此镁合金颗粒装入料斗中，强制输送到粒筒中，粒筒中旋转的螺杆驱使镁合金颗粒向模具方向运动，当其到达粒筒的加热部位时，合金颗粒呈部分熔融状态，在螺旋体的剪切作用下，具有枝晶组织的合金料形成了具有触变结构的半固态合金，当其累积到一定体积时，被高速(5.5m／s)注射到抽成真空的预热型腔中成形。半固态合金在外力作用下可以象热塑性塑料一样流动成形，但触变注射成形的温度，压力以及螺杆旋转速度远远高于注塑设备的。成形的加热系统采用了电阻和感应加热的复合工艺，将合金加热至582±2℃，固相体积分数达60％，同时通入氩气进行保护。
与传统的压铸相比，触变注射成形无需液态金属熔融和浇注等过程，生产过程较为清洁，安全和节能。没有熔液产生，单位成形件的原材料消耗大为减少，无爆炸危险，无需SF6气体保护，消除SF6对臭氧层的破坏，成形过程中卷入的气体大幅度减少，零件孔隙度小于0.069％，因此成形件可以热处理，成形件致密度高，机械性能好，耐蚀能力强。与传统压铸相比，工作温度约降低100℃，有利于提高压铸模寿命，并使其生产过程具有良好的一致性，减少了镁铸件在型内的收缩率，减少了铸件的脱型阻力，提高了铸件的尺寸精度，零件表面质量好，可铸造壁厚达0.7-0.8mm的轻薄件。目前已用此法生产出汽车的传动器壳体、盖、点火器壳体等，所用的镁合金是AZ91D。高度自动化的镁合金半固态射铸成形机及其生产线在工业发达国家发展很快，我国台湾省的镁合金压铸业也在开始大量使用半固态射铸成形机，仅华孚公司一家在2002年就计划采购5-8台全新的半固态射铸机，今后它将成为生产镁合金铸件的主流。