在大多数情况下, 镁合金压铸生产的产品与其他合金压铸件相类似 。 镁合金压铸模具也和铝、锌合金压铸模相似 。 但是由于镁合金不同于铝合金的一些特性, 在设计压铸模时给予充分考虑, 才能设计出合理的压铸模具, 从而高效、经济地生产镁合金压铸件 。
一、镁合金的特性
1、质轻镁的比重只有1.8G/CM3, 铝合金的比重为2.7G/CM3, 镁合金比铝合金轻30%, 比钢轻80% 。 所以, 汽车及手提电子产品中镁合金已成为零件制造成理想材料 。
2、强度镁合金在金属及塑料等工程材料中, 具有极佳的强度/重量比 。
3、压铸性在保持良好的结构条件下, 镁合金允许铸件壁厚最小达到0.6MM, 这是塑料在相同强度下无法达到的 。 铝合金的压铸性能也要在1.2-1.5MM以上时才能与镁合金相比 。 镁合金较易压铸成型, 适合大批量压铸生产(生产速度可达铝的1.5倍) 。 此外, 镁合金模的磨损也较铝为低 。
4、减震镁有极好的滞弹吸震性能, 可吸收震动和噪音, 用作设备机壳可减少噪音传递、预防冲击和防止凹陷损坏 。
5、刚性镁的刚性为铝的2倍并比大部分塑胶为高 。 镁有良好的抗应力阻力 。
6、高电磁干扰屏障镁合金有良好的阻隔电磁波功能, 适合生产电子产品 。
7、良好的切削性能镁比铝和锌有更好的切削性, 使镁成为更易切削加工的金属材料 。
8、镁合金的比热容较小, 合金液的冷却速度快 。
9、镁合金和模具钢材的亲和力小, 不易粘附模具 。
根据镁合金的以上特性, 下面将镁合金和铝合金在设计制作上作一些对比 。
二、模具设计
压铸模具是一种复杂的设备, 须完成多项功能 。 其决定零件的大体几何形状, 并对每啤货之间尺寸偏差有重要影响 。 使用固定或移动的芯子增加了压铸的灵活性, 可以压铸出复杂的较精密外形的零件 。 流道和水口系统的几何形状决定模具的填充性能 。 模具的热条件决定零件固化用及其微观结构和品质 。 在大量生产时, 模具的导热性能决定周期时间 。 并且模具具有压铸件顶出系统 。
三、模具材料
模具组成模穴的部分和熔化金属直接接触, 必须由能经受热冲击的钢材料制成 。 最常用的是H13钢或和其具有相似性能的材料 。 为保证大量啤货以后的表面质量, 必须使用含硫量的优质钢材 。 为改善机械加工性能, 供应模具制造商的钢材通常处于具有球形碳颗粒的软化退火状态 。 在机械加工以后, 模穴部分经过淬火及退火, 使硬度在46-48HRC范围以内 。
只有模具的模穴部分和特殊零件才需要使用H13钢, 这些部分一般占整个模具重量的20-30% 。 模具的其它部分使用低碳钢的中碳钢制造 。 对于几何开关相对简单的较小压铸件, 以常使用标准化模块的模具 。
镁合金和铝合金相比具有更低的热容, 其铁含量也很低 。 因此模具具有更长的寿命 。
四、零件寿命
压铸件的质量取决于很多因素, 包括合金的材料性能, 生产参数, 模具和零件的设计 。 零件设计者应该和模具设计者紧密合作, 让零件设计者知道压铸生产的优势和局限 。
部件厚度
较小的部件厚度容易达到所要求的机械性能, 镁合金良好的填充性能, 可以使压铸件的厚度少于1MM, 常见的壁厚在2-4MM之间 。
均匀壁厚
为避免固化时的局部热点, 零件的壁厚应尽可能均匀 。 由于固化时的收缩, 局部热点会造成气孔和气穴的形成 。
容易的模具填充
模具的填充时间一般是10-100MS, 零件的设计应有助于平稳填充, 镁合金的填速度较高, 边缘和拐角处应为圆角 。
使用加强助
应使用加强助加强零件的强度, 而不是通过增加零件的厚度 。 设计中应避免长筋, 防止合金在冷却凝固过程中因收缩不一致而产生应力和裂纹 。
出模斜度通常推荐的出模斜度为2-5°, 也可采用度为1-3°的设计 。 由于镁合金与铁的亲和性较低, 加之优良的热收缩特性, 有时甚至可以采用零脱模斜度, 当设计壁和型芯时, 较小的起模斜度能够大幅度减少压铸件质量 。
五、尺寸稳定性
【镁合金压铸模具技术】压铸是精密的生产过程, 然而很多因素却可以影响压铸件的最终尺寸变化 。 尺寸变化可分为线性变化, 模具间的移动, 分模线、铸件和模具翘曲, 压铸参数, 芯子和出模斜度 。 必须记住零件的最终变化只是部分取决于模具精度, 线性尺寸变化是由下列因素引起:模具温度的正常波动, 注射温度, 冷却速度, 铸件应力释放和模具精度 。 以上因素除模具精度外, 和模具的设计和制造没有关系 。 为减少最终产品的尺寸变化, 必须严格控制生产工序 。
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