目前，国内外SLS覆膜砂型（芯）已经应用在了铸铝、铸铁及铸钢等材质的零件方面。但因镁合金极易于氧化燃烧，直接浇注现有SLS覆膜砂型（芯）时，仅喷刷涂料，而没有其他特别的措施来防止镁合金与砂型（芯）的反应，阻燃效果不好，存在局部氧化燃烧及烧蚀现象，且因SLS覆膜砂型（芯）与镁合金熔体的界面反应，致使铸件表面粗糙、内部出现夹砂和氧化夹杂，力学性能偏低等，大大限制了SLS覆膜砂型（芯）在镁合金铸造上的应用。本文在课题组已开发的140/270目SLS覆膜砂材料的基础上，选用粒径≤150目的碳粉、硫铁矿、硼酸为阻燃剂，设计制备了不同含量的阻燃剂覆膜砂材料，进行了覆膜砂的激光烧结成形实验，着重研究了添加不同阻燃剂及其含量对覆膜砂激光烧结成形初强度、后处理强度及发气量的影响规律，探讨其影响机制；并进一步开展了ZM2镁合金的浇注实验，对比了不同阻燃剂对镁合金的阻燃效果，探索了其阻燃机理。研究结果表明，硼酸、硫铁矿、碳粉三种单一的阻燃剂对SLS覆膜砂材料的激光成形强度有明显影响；其中，硼酸粉末在激光高能作用下分解生成疏松的偏硼酸（HBO2），导致激光烧结成形困难，故添加比例≥1wt.%时，随着其含量提高，覆膜砂激光烧结初坯强度直线下降；而硫铁矿因激光照射存在放热反应，在含量应小于2wt%，覆膜砂初坯强度逐渐提高，但随着含量的进一步提高，呈下降趋势。但这三种阻燃剂对覆膜砂的后处理强度、发气量的影响均不大；含阻燃剂的覆膜砂型（芯）后处理强度均大于2MPa；而发气量也与原有的SLS覆膜砂材料相差不大。因考虑含阻燃剂覆膜砂激光烧结成形的影响，碳粉、硼酸及硫铁矿粉的最优添加量分别为0.1wt.%、0.5wt.%及2wt.%；单一阻燃剂添加量受到限制，阻燃效果改善不明显，镁合金浇注过程中还存在局部氧化燃烧，浇注的ZM2镁合金铸件表面呈黑色，铸件表面粗糙且存在明显的烧蚀区域，但添加硼酸的阻燃效果明显好于硫铁矿和碳粉。进一步探讨了采用复合阻燃剂对覆膜砂激光烧结成形的影响。研究发现硫铁矿粉与碳粉组合的覆膜砂材料的激光成形性最好，2wt.%硫铁矿粉与0.1wt.%碳粉组合阻燃剂的覆膜砂激光烧结件初强度达到了0.6MPa，比原覆膜砂初强度还提高了约10%；而复合阻燃剂中含硼酸组元时，覆膜砂激光烧结初强度均呈下降趋势，并随其含量的增加逐渐降低。复合阻燃剂对后处理强度依旧为不利影响，而复合阻燃剂发气量均小于10ml/g，部分含碳粉复合阻燃剂发气量低于9ml/g，复合阻燃剂中碳粉的添加有利于降低整体发气量。另外，通过正交试验得到了碳粉、硫铁矿粉及硼酸三组元复合阻燃剂的最优配比：碳粉0.1wt.%，硼酸0.5wt.%，硫铁矿2wt.%。其覆膜砂初强度为0.58MPa，后处理强度为2.34MPa，发气量9.77ml/g。在ZM2镁合金750℃浇注阻燃对比实验中发现：未添加阻燃剂的SLS覆膜砂型（芯），浇注时氧化燃烧严重，镁合金铸件表面粗糙呈黑色，且存在明显的烧蚀。而仅喷刷涂料覆膜砂型（芯），浇注时ZM2也有局部的氧化燃烧现象，在镁铸件叶片部位也依然有明显烧蚀点；碳粉/硫铁矿复合阻燃剂浇注的镁铸件表面出现有大量黑色氧化物，阻燃效果较差；而含硼酸阻燃剂的覆膜砂型（芯），镁合金铸件表面较光洁，阻燃效果比较好。添加阻燃剂覆膜砂型（芯）的阻燃机理是：碳粉、硫铁矿阻燃剂分别与空气中的氧反应形成CO2、SO2混合气体，其中大部分SO2会与覆膜砂分解的NH3反应，减弱了阻燃效果，而CO2与镁生成的致密MgO+C保护膜在高于700℃时，表面膜具有一定塑性失去了防护作用，碳粉、硫铁矿及其组合阻燃剂的的阻燃效果不理想；而含硼酸的复合阻燃剂，通过硼酐在高温下溶解MgO形成3MgO·B2O3釉质膜发挥作用，阻燃效果明显。最后，采用添加碳粉、硫铁矿、硼酸三组元复合阻燃剂应用在复杂的机匣体ZM2镁合金铸件试制上，实现了油管芯直径仅4mm的砂型砂芯一体化成型，经750℃浇注，砂型（芯）阻燃效果明显，得到了表面金属光泽的镁合金铸件，其表面粗糙度有显著改善，达到Ra3.2-6.3μm，与金属型铸件的表面质量相当，且其组织致密，铸件铸态下抗拉强度为172MPa，较未添加阻燃剂的提高了36%，获得了优质的镁合金铸件。