模具設計之鎂合金壓鑄模具技術 - 鎂合金咨詢，專業為鎂合金壓鑄行業導航

 
樓主  收藏   舉報   帖子創建時間:  2010-12-25 19:11 回復：0 關注量：299
 

    鎂合金壓鑄是一個集設計、制造與研究于一體的系統工程，鎂合金壓鑄工作者與從事鋅、鋁合金壓鑄的人員相比，應具有更全面的知識、經驗和研究開發能力。

    汽車用鎂合金主要是壓鑄類產品，采用鎂壓鑄件使汽車質量減輕，耗油量減少，排出廢氣減少；且鎂合金壓鑄件具有降噪減振性能和鑄造精度高等優點，綜合經濟效益好，是汽車輕量化最有希望的重要材料，具有廣闊的應用前景。

    我國是鎂資源極其豐富的國家，但由于目前我國在鎂合金壓鑄技術和應用方面處于落后地位，鎂資源大部分以初級產品形式出口國外，鎂的出口生產量遠大于國內消費量。隨著國內汽車工業及計算機、信息、通訊、儀表、航空航天等產業的迅速發展, 我國的鎂合金壓鑄工業也必將在強手如林的世界市場上占有一席之地。  
   
    在大多數情況下，鎂合金壓鑄生產的產品與其他合金壓鑄件相類似。鎂合金壓鑄模具也和鋁、鋅合金壓鑄模相似。但是由于鎂合金不同于鋁合金的一些特性，在設計壓鑄模時給予充分考慮，才能設計出合理的壓鑄模具，從而高效、經濟地生產鎂合金壓鑄件。

一、鎂合金的特性

    1、質輕　鎂的比重只有1.8G/CM3,鋁合金的比重為2.7G/CM3，鎂合金比鋁合金輕30%，比鋼輕80%。所以，汽車及手提電子產品中鎂合金已成為零件制造成理想材料。

    2、強度　鎂合金在金屬及塑料等工程材料中，具有極佳的強度/重量比。

    3、壓鑄性　在保持良好的結構條件下，鎂合金允許鑄件壁厚最小達到0.6mm，這是塑料在相同強度下無法達到的。鋁合金的壓鑄性能也要在1.2-1.5mm以上時才能與鎂合金相比。鎂合金較易壓鑄成型，適合大批量壓鑄生產（生產速度可達鋁的1.5倍）。此外，鎂合金模的磨損也較鋁為低。

    4、減震　鎂有極好的滯彈吸震性能，可吸收震動和噪音，用作設備機殼可減少噪音傳遞、預防沖擊和防止凹陷損壞。

    5、剛性鎂的剛性為鋁的2倍并比大部分塑膠為高。鎂有良好的抗應力阻力。

    6、高電磁干擾屏障　鎂合金有良好的阻隔電磁波功能，適合生產電子產品。
 
    7、良好的切削性能　鎂比鋁和鋅有更好的切削性，使鎂成為更易切削加工的金屬材料。

    8、鎂合金的比熱容較小，合金液的冷卻速度快。

    9、鎂合金和模具鋼材的親和力小，不易粘附模具。

    根據鎂合金的以上特性，下面將鎂合金和鋁合金在設計制作上作一些對比。

二、模具設計

　　壓鑄模具是一種復雜的設備，須完成多項功能。其決定零件的大體幾何形狀，并對每啤貨之間尺寸偏差有重要影響。使用固定或移動的芯子增加了壓鑄的靈活性，可以壓鑄出復雜的較精密外形的零件。流道和水口系統的幾何形狀決定模具的填充性能。模具的熱條件決定零件固化用及其微觀結構和品質。在大量生產時，模具的導熱性能決定周期時間。并且模具具有壓鑄件頂出系統。

三、模具材料

　　模具組成模穴的部分和熔化金屬直接接觸，必須由能經受熱沖擊的鋼材料制成。最常用的是H13鋼或和其具有相似性能的材料。為保證大量啤貨以后的表面質量，必須使用含硫量的優質鋼材。為改善機械加工性能，供應模具制造商的鋼材通常處于具有球形碳顆粒的軟化退火狀態。在機械加工以后，模穴部分經過淬火及退火，使硬度在46-48HRC范圍以內。

　　只有模具的模穴部分和特殊零件才需要使用H13鋼，這些部分一般占整個模具重量的20-30%。模具的其它部分使用低碳鋼的中碳鋼制造。對于幾何開關相對簡單的較小壓鑄件，以常使用標準化模塊的模具。

　　鎂合金和鋁合金相比具有更低的熱容，其鐵含量也很低。因此模具具有更長的壽命。

四、零件壽命

　　壓鑄件的質量取決于很多因素，包括合金的材料性能，生產參數，模具和零件的設計。零件設計者應該和模具設計者緊密合作，讓零件設計者知道壓鑄生產的優勢和局限。

　　部件厚度

　　較小的部件厚度容易達到所要求的機械性能，鎂合金良好的填充性能，可以使壓鑄件的厚度少于1mm，常見的壁厚在2-4mm之間。

　　均勻壁厚

　　為避免固化時的局部熱點，零件的壁厚應盡可能均勻。由于固化時的收縮，局部熱點會造成氣孔和氣穴的形成。

    容易的模具填充

　　模具的填充時間一般是10-100ms，零件的設計應有助于平穩填充，鎂合金的填速度較高，邊緣和拐角處應為圓角。

　　使用加強助

　　應使用加強助加強零件的強度，而不是通過增加零件的厚度。設計中應避免長筋，防止合金在冷卻凝固過程中因收縮不一致而產生應力和裂紋。

　　出模斜度

　　通常推薦的出模斜度為2-5°，也可采用度為1-3°的設計。由于鎂合金與鐵的親和性較低，加之優良的熱收縮特性，有時甚至可以采用零脫模斜度，當設計壁和型芯時，較小的起模斜度能夠大幅度減少壓鑄件質量。

　　五、尺寸穩定性

　　壓鑄是精密的生產過程，然而很多因素卻可以影響壓鑄件的最終尺寸變化。尺寸變化可分為線性變化，模具間的移動，分模線、鑄件和模具翹曲，壓鑄參數，芯子和出模斜度。必須記住零件的最終變化只是部分取決于模具精度，線性尺寸變化是由下列因素引起：模具溫度的正常波動，注射溫度，冷卻速度，鑄件應力釋放和模具精度。以上因素除模具精度外，和模具的設計和制造沒有關系。為減少最終產品的尺寸變化，必須嚴格控制生產工序。