Với ứng dụng rộng rãi của hợp kim magiê trong sản xuất ô tô và các lĩnh vực khác, công nghệ đúc khuôn của họ phải đối mặt với nhiều thách thức. Mặc dù các phương pháp đúc khuôn truyền thống có thể đáp ứng một số nhu cầu sản xuất nhất định, nhưng các vấn đề như độ xốp và biến dạng đã hạn chế hiệu suất và phạm vi ứng dụng của vật đúc khuôn hợp kim magiê. Để khắc phục những thiếu sót này, các nhà nghiên cứu đã liên tục khám phá các công nghệ đúc khuôn mới trong 20 năm qua, chẳng hạn như đúc khuôn chứa đầy oxy-, đúc khuôn bán lưu biến kim loại rắn hoặc thixotropic, đúc ép và đúc khuôn chân không. Những công nghệ mới này đã cải thiện chất lượng bên trong và tính chất cơ học của vật đúc bằng hợp kim magiê ở một mức độ nhất định, mở rộng phạm vi ứng dụng của chúng. Trong số đó, công nghệ đúc khuôn chân không đã đạt được kết quả đáng kể trong việc loại bỏ độ xốp và khí hòa tan, đồng thời đã được áp dụng thành công cho máy đúc khuôn buồng lạnh và máy đúc khuôn buồng nóng để sản xuất-trục bánh xe ô tô và bộ phận vô lăng bằng hợp kim magie hiệu suất cao.
Đúc khuôn chứa đầy oxy, còn được gọi là đúc khuôn không{1}}xốp, là một công nghệ đúc khuôn cải tiến. Trước khi kim loại nóng chảy lấp đầy khoang khuôn, nó sẽ thay thế không khí hiện có bằng cách bơm oxy hoặc các khí phản ứng khác vào khoang. Trong quá trình điền đầy kim loại nóng chảy, các khí hoạt động này phản ứng với kim loại nóng chảy để tạo ra các hạt oxit kim loại nhỏ. Những hạt này được phân bổ đều trong quá trình đúc khuôn, loại bỏ khí trong khuôn đúc một cách hiệu quả. Công nghệ này cho phép vật đúc được tăng cường thông qua xử lý nhiệt, từ đó cải thiện tính chất cơ học của nó. Công ty TNHH Japan Light Metals đã ứng dụng thành công công nghệ này để sản xuất gối đỡ từ tính tích hợp hợp kim magie AZ91, giúp giảm đáng kể trọng lượng của gối đỡ và mang lại lợi ích kinh tế đáng kể. Ngoài ra, công ty cũng đã{11}sản xuất hàng loạt bánh xe ô tô và xe máy hợp kim magiê AM60, nhẹ hơn 15% so với bánh xe nhôm. Điều đáng nói là sau khi tăng cường xử lý nhiệt, các tính chất cơ học của các bộ phận hợp kim magie đúc{15}}đúc đầy oxy không chỉ vượt trội so với vật đúc thông thường và vật đúc trọng lực, mà vật đúc bằng hợp kim magie thông thường cũng dễ bị biến dạng trong quá trình xử lý nhiệt, khiến việc kiểm tra đặc tính cơ học là không thể. Đây là lợi thế lớn của phương pháp đúc khuôn chứa đầy oxy.
Công nghệ đúc khuôn lưu biến bán rắn có nhiều ưu điểm, bao gồm quy trình đổ đầy trơn tru mà không bắn kim loại, tổn thất oxy hóa kim loại nóng chảy ở mức tối thiểu, tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường, vận hành an toàn và khả năng giảm các khuyết tật về độ xốp trong vật đúc một cách hiệu quả. Khi hợp kim magie AZ91D với thành phần rắn 40%-50% được bán{6}}đúc khuôn lưu biến-rắn trên máy đúc khuôn buồng lạnh{10}}, các khiếm khuyết về độ xốp có thể được loại bỏ thành công, dẫn đến độ bền kéo cao 140-200 MPa. Điều đáng nói là Dow Chemical ở Hoa Kỳ đã thương mại hóa thành công phương pháp đúc khuôn bán rắn{14}}cho hợp kim magie và đã được cấp ba bằng sáng chế cơ bản. Thiết bị đúc khuôn bán{19}}rắn thế hệ thứ hai của họ, ra mắt vào năm 1991, đã áp dụng một cách đổi mới cơ chế phun xoắn ốc với thiết bị làm nóng bằng điện, trong khi vẫn duy trì cơ chế khóa tương tự như cơ chế khóa của máy đúc khuôn thông thường. Thông qua cơ chế này, hợp kim magie dạng hạt được truyền xoắn ốc một cách hiệu quả đến vùng gia nhiệt được kiểm soát{21}}nhiệt độ được bảo vệ bằng argon, tại đó hợp kim này được nung nóng một cách chính xác và cắt thành trạng thái bán rắn ở nhiệt độ lên tới 580 độ trước khi đi vào vùng phun tốc độ cao. Tốc độ phun xấp xỉ 318 m/s, áp suất khoang được duy trì ở mức 34-41 MPa và thậm chí có thể đạt tối đa 136 MPa, với toàn bộ chu trình chỉ mất 20 giây. So với độ xốp trung bình cao 215%-310% trong vật đúc thông thường, vật đúc bán rắn có độ xốp thấp hơn đáng kể, chỉ từ 14%-118%.
Hơn nữa, công nghệ này làm giảm độ co ngót trong khuôn một cách hiệu quả, cho phép một số vật đúc thậm chí tận dụng góc nghiêng bằng 0, do đó làm giảm đáng kể khả năng chống đổ khuôn và cải thiện độ chính xác về kích thước. Hiện tại, các vật đúc bán rắn bằng hợp kim magie-được sản xuất thành công bao gồm vỏ hộp số ô tô và vỏ đánh lửa, tất cả đều được làm từ hợp kim AZ91D.
Ngoài ra, các vật liệu tổng hợp dựa trên hợp kim magie-chẳng hạn như vật liệu tổng hợp được gia cố bằng hạt cacbua silic-, đã trải qua nhiều năm nghiên cứu và phát triển. Mặc dù chưa được áp dụng đầy đủ về mặt thương mại trong lĩnh vực đúc khuôn, các vật đúc như cánh quạt, tay quay xe đạp và ống lót xi lanh ô tô đã được sản xuất thành công bằng cách sử dụng phương pháp đúc cát và đúc chính xác. Một xu hướng nữa là kết hợp các vật liệu composite này với công nghệ đúc bán rắn để mở rộng hơn nữa ứng dụng của chúng trong đúc khuôn và đúc ép.
Hiện tại, nhiều nghiên cứu thực nghiệm đã được tiến hành trên toàn cầu về mối quan hệ giữa các thông số quy trình và tính chất cơ học của hợp kim magie đúc khuôn. Tuy nhiên, nghiên cứu về tác động của quá trình-đúc khuôn lên cấu trúc vi mô vẫn còn tương đối khan hiếm. Do đó, việc-khám phá sâu về ảnh hưởng định lượng của quá trình đúc khuôn-đến cấu trúc vi mô và tính chất của hợp kim magie và dựa trên đó, dự đoán về hiệu suất của các bộ phận được tạo hình bằng hợp kim magie chắc chắn là một nỗ lực nghiên cứu cơ bản có tiềm năng lớn và giá trị ứng dụng thực tế.
