鎂合金壓鑄模具技術(shù)

 在大多數(shù)情況下，鎂合金壓鑄生產(chǎn)的產(chǎn)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(shè)計(jì)壓鑄模時(shí)給予充分考慮，才能設(shè)計(jì)出合理的壓鑄模具，從而高效、經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)鎂合金壓鑄件。

一、鎂合金的特性

1、質(zhì)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(chǎn)品中鎂合金已成為零件制造成理想材料。

2、強(qiáng)度鎂合金在金屬及塑料等工程材料中，具有極佳的強(qiáng)度／重量比。

3、壓鑄性在保持良好的結(jié)構(gòu)條件下，鎂合金允許鑄件壁厚最小達(dá)到0.6MM，這是塑料在相同強(qiáng)度下無(wú)法達(dá)到的。鋁合金的壓鑄性能也要在1.2－1.5MM以上時(shí)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(chǎn)（生產(chǎn)速度可達(dá)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(dòng)和噪音，用作設(shè)備機(jī)殼可減少噪音傳遞、預(yù)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(yīng)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(chǎn)電子產(chǎn)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(jù)鎂合金的以上特性，下面將鎂合金和鋁合金在設(shè)計(jì)制作上作一些對(duì)比。

二、模具設(shè)計(jì)

壓鑄模具是一種復(fù)雜的設(shè)備，須完成多項(xiàng)功能。其決定零件的大體幾何形狀，并對(duì)每啤貨之間尺寸偏差有重要影響。使用固定或移動(dòng)的芯子增加了壓鑄的靈活性，可以壓鑄出復(fù)雜的較精密外形的零件。流道和水口系統(tǒng)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(jié)構(gòu)和品質(zhì)。在大量生產(chǎn)時(shí)，模具的導(dǎo)熱性能決定周期時(shí)間。并且模具具有壓鑄件頂出系統(tǒng)。

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(jīng)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(zhì)量，必須使用含硫量的優(yōu)質(zhì)鋼材。為改善機(jī)械加工性能，供應(yīng)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(tài)。在機(jī)械加工以后，模穴部分經(jīng)過(guò)淬火及退火，使硬度在46－48HRC范圍以內(nèi)。

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(gè)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(duì)于幾何開(kāi)關(guān)相對(duì)簡(jiǎn)單的較小壓鑄件，以常使用標(biāo)準(zhǔn)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(zhǎng)的壽命。

四、零件壽命

壓鑄件的質(zhì)量取決于很多因素，包括合金的材料性能，生產(chǎn)參數(shù)，模具和零件的設(shè)計(jì)。零件設(shè)計(jì)者應(yīng)該和模具設(shè)計(jì)者緊密合作，讓零件設(shè)計(jì)者知道壓鑄生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)和局限。

部件厚度

較小的部件厚度容易達(dá)到所要求的機(jī)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(jiàn)的壁厚在2－4MM之間。

均勻壁厚

為避免固化時(shí)的局部熱點(diǎn)，零件的壁厚應(yīng)盡可能均勻。由于固化時(shí)的收縮，局部熱點(diǎn)會(huì)造成氣孔和氣穴的形成。

容易的模具填充

模具的填充時(shí)間一般是10－100MS，零件的設(shè)計(jì)應(yīng)有助于平穩(wěn)填充，鎂合金的填速度較高，邊緣和拐角處應(yīng)為圓角。

使用加強(qiáng)助

應(yīng)使用加強(qiáng)助加強(qiáng)零件的強(qiáng)度，而不是通過(guò)增加零件的厚度。設(shè)計(jì)中應(yīng)避免長(zhǎng)筋，防止合金在冷卻凝固過(guò)程中因收縮不一致而產(chǎn)生應(yīng)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(shè)計(jì)。由于鎂合金與鐵的親和性較低，加之優(yōu)良的熱收縮特性，有時(shí)甚至可以采用零脫模斜度，當(dāng)設(shè)計(jì)壁和型芯時(shí)，較小的起模斜度能夠大幅度減少壓鑄件質(zhì)量。

五、尺寸穩(wěn)定性

壓鑄是精密的生產(chǎn)過(guò)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(dòng)，分模線、鑄件和模具翹曲，壓鑄參數(shù)，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(dòng)，注射溫度，冷卻速度，鑄件應(yīng)力釋放和模具精度。以上因素除模具精度外，和模具的設(shè)計(jì)和制造沒(méi)有關(guān)系。為減少最終產(chǎn)品的尺寸變化，必須嚴(yán)格控制生產(chǎn)工序。