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鎂合金(jīn)壓鑄模具技術分析(xī)
2013-2-1  來源:  作(zuò)者:

      鎂合金壓鑄是一個集設計、製造與研究於一體的係統工程,鎂合金壓鑄工作者與從事鋅(xīn)、鋁合金壓鑄的人員相比,應具有更全麵的知識、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(zhù)件使汽車質量減輕,耗油量減少(shǎo),排出廢氣減少;且鎂合(hé)金壓鑄件具有降噪減振(zhèn)性能和鑄造精(jīng)度高等優點,綜合經濟效益好,是汽車輕量(liàng)化最有(yǒu)希望的(de)重要材料,具有廣闊的應用前景。

 

      我國是鎂資源極其(qí)豐富的國家,但由(yóu)於目前我國在鎂合金壓鑄(zhù)技術和應用方麵處於落後地位,鎂資源大部分以初級產品形式出(chū)口國外,鎂的出口生(shēng)產量(liàng)遠大於(yú)國內消費量。隨著國(guó)內汽車(chē)工業及計算機、信息、通訊、儀表、航空航天等產業的迅速發展(zhǎn)我國的鎂合金壓鑄工業(yè)也必將在強手(shǒu)如林的世界市場上(shàng)占有一席之地。 

 

      在大多數情況下,鎂合金(jīn)壓鑄生產的產(chǎn)品與其他合金壓鑄件相類似。鎂合金壓鑄模具也和(hé)鋅、鋁合金壓鑄模相似(sì)。但是由於鎂合金不同於鋁合金的一些特性(xìng),在設計壓鑄模時給予充分考慮,才(cái)能設計(jì)出合理的壓鑄模具,從而高效、經濟地生產鎂合金壓鑄(zhù)件。

  

      一、鎂合金的特性

 

      1、  質輕 鎂的(de)比重(chóng)隻有1.8G/CM3,鋁合金的比(bǐ)重(chóng)為2.7G/CM3,鎂合金比鋁合金(jīn)輕30%,比鋼輕80%。所以(yǐ),汽車及手提電子產品中鎂合金已成為零件製(zhì)造成理想材料。

 

      2、  強度(dù) 鎂合金在金屬及塑料等(děng)工程材料中,具有極(jí)佳的強度/重量比。

 

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

 

      4、減震 鎂有極好的滯(zhì)彈吸(xī)震性能,可吸收震動和噪音,用作設(shè)備機殼可減少噪音傳遞、預防衝擊和防止凹陷損壞。

 
      5
、剛性鎂的剛性為鋁的2倍並比大部分塑膠為高。鎂(měi)有良好的抗應力阻力。

 

      6、高電磁幹擾屏障 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(bǐ)鋁和鋅有更(gèng)好的切削性,使鎂成(chéng)為更易切削加工(gōng)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(qīn)和力(lì)小,不易粘附模具

 

根據鎂合金的以上特性,下麵將鎂合金和鋁合金在設計製作(zuò)上作一些對比。

 

      二、模具設計

 

  

      三、模(mó)具材料

  
      模具組成模穴的部分和熔化金屬直接接觸,必須由能經受熱衝擊的鋼材料製成。最常用的是H13鋼或和其具(jù)有相似性能的材料。為保證大量啤貨以後的表麵質量,必須使用含硫量的優質(zhì)鋼材。為(wéi)改善機械(xiè)加工性能,供應模具(jù)製(zhì)造商的鋼材通常(cháng)處於具有球形碳顆粒的軟(ruǎn)化退火狀態。在機械加工以後,模(mó)穴部分經過淬火及退火,使硬度在46-48HRC範(fàn)圍以內。

 

      隻有模具的模穴部分和(hé)特殊零件才需要使用H13鋼,這些部(bù)分一般占整個模具(jù)重量的20-30%。模具的其它部(bù)分使用低(dī)碳鋼的(de)中碳鋼製造。對於幾何(hé)開關相對簡單的較小壓鑄件,以常使用標準化模塊的(de)模具。

 

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

 

       四、零件壽命

 

      壓鑄件的質量取決於很多因素,包括合金的材料性能,生產參(cān)數,模具和零件的(de)設計。零件設計者應該和模具設計者緊密合作,讓零件設(shè)計(jì)者知道壓鑄生產的優勢和局限。

 

      部件厚度

 

      較小的(de)部件厚度容易達到所要求的機械性能,鎂(měi)合金良好的填充性能,可以使壓鑄件的厚度少於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(líng)件的壁厚應盡可能(néng)均勻。由於固化時的收縮,局部熱(rè)點會(huì)造成氣孔和(hé)氣穴的形成。

 

      容易的模(mó)具填充

 

      模具的填充時間一般是10-100ms,零件的設(shè)計應有助於平穩填充,鎂合金的填速度較高,邊(biān)緣和(hé)拐角處應為圓角(jiǎo)。

 

      使用加強助

 

  應(yīng)使用加強助加強零件的強(qiáng)度,而(ér)不是通過增加零(líng)件的厚度。設計中(zhōng)應避(bì)免長筋,防(fáng)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(jì)。由於鎂合(hé)金與鐵的親和性較低,加之優良(liáng)的熱收縮特性,有時甚至可以采用零脫模斜度,當(dāng)設計壁和型芯時,較(jiào)小(xiǎo)的起模斜度能夠大幅(fú)度減少壓(yā)鑄件質量。

 

  五、尺寸穩定性

 

  壓鑄是精(jīng)密的生產過程,然而很多因(yīn)素卻可以影響壓(yā)鑄件的(de)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(zhù)參數,芯子和出模斜(xié)度。必須記住零件的最終變化隻是部分取決於模具精度,線性尺寸變化是由下(xià)列因素引起:模具溫(wēn)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(jù)精(jīng)度外,和(hé)模具的(de)設計和製造沒有關係。為減少最終產品的尺寸變化,必須嚴格控製生產工序。

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