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鎂合金壓鑄模具技術

知識百科

 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
【鎂合金壓鑄模具技術】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 。