镁合金制程介绍(压铸件)
镁合金压铸工艺介绍
AS41B
3.5~5.0 0.35~0.7 0.12 max 0.5~1.5 0.02 max 0.002 max 0.0035 max 0.02
单位：％
特性介绍：AZ91－机械性质及铸造性极佳 AM60－延性及冲击强度佳 AS41－高温强度及抗潜变能力优
机械 性质
材料 名称
unit AZ91D AM60B AS41B
热室机－柱塞速度：3~ 5 m/sec熔汤于浇口速度：30~ 40 m/sec 冷室机－柱塞速度：5~10 m/sec熔汤于浇口速度：90~120 m/sec
2.高压－压铸机于熔汤充满模穴后再施予之压力。 热室机－170~280kg/cm2
冷室机－350~550kg/cm2
3.冷却速度极快 4.充填时间极短－Notebook LCD Cover之铸件充填时间仅7ms (0.007sec)
抗拉 强度
MPa 230 220 215
常用镁合金之 机械特性
降伏 强度
压降伏 强度
剪强度
疲劳 强度
MPa 160 120 140
MPa 165 130 140
MPa 140 N/A N/A
MPa 70 70 N/A
冲击 强度
伸长率 (51mm)
硬度
J
%
BHN
2.2
3
75
6.1
6~8
62
4.1
6
75
8.与钢之亲和性小
模具壽命Байду номын сангаас，切削加工性佳
9.机械加工性佳
切削加工性佳
10.镁金属蕴藏丰富
地球上第三豐富之構造用金屬材料，第八大豐富元素，主要蘊藏於菱鎂礦、白雲石及海水中
(完整版)镁合金压铸工艺
(完整版)镁合金压铸工艺镁合金压铸工艺（完整版）概述镁合金压铸是一种常用的金属加工方法，适用于生产各种复杂形状的镁合金零件。
本文档将介绍镁合金压铸工艺的完整过程。
原材料镁合金压铸的原材料主要是镁合金。
镁合金具有低密度、高强度和良好的机械性能，因此在航空航天、汽车和电子等领域得到广泛应用。
模具设计在镁合金压铸过程中，模具起着关键的作用。
合理的模具设计可以确保产品的质量和生产效率。
模具应考虑产品形状、尺寸和冷却系统等因素。
铸造工艺1. 预热模具：在进行镁合金压铸之前，需要将模具进行预热，以提高铸造品质和延长模具寿命。
2. 熔化镁合金：将镁合金加热至熔点，形成液态金属。
3. 液态金属注入模具：将液态镁合金迅速注入预热的模具中，填充模具腔体。
4. 压力施加：通过压铸机施加高压，使液态金属充分填充模具腔体，并确保产品的致密性和表面平整度。
5. 冷却固化：待金属冷却固化后，取出模具中的镁合金零件。
加工和表面处理冷却固化后的镁合金零件需要进行加工和表面处理，以达到设计要求和外观要求。
加工过程可以包括切割、打磨、钻孔等操作。
表面处理可以采用喷涂、阳极氧化等方法。
质量检验镁合金压铸工艺中，质量检验是不可或缺的环节。
质量检验可以包括外观检查、尺寸测量、力学性能测试等。
通过质量检验，可以确保产品达到设计要求和客户需求。
结论镁合金压铸工艺是一种高效的金属加工方法，广泛应用于工业生产中。
合理的工艺设计和严格的质量检验是保证产品质量的关键因素。
希望本文档对了解镁合金压铸工艺的完整过程有所帮助。
参考文献- 张三, 镁合金压铸工艺研究, 《金属加工》, 2018.。
最新 绝对实用 镁合金压铸技术
镁合金压铸技术内部资料技术培训资料一、镁合金材料的优越性1、重量轻镁金属是所有商业金属中重量最轻的金属，按ρ=1.8g/cm3计算，镁合金比聚合物（塑料）轻20%，比铝轻30%。
2、比强度高即镁合金的强度与质量之比高，具有一定的承载能力。
3、弹性模量小，抗震力强,耐冲击，吸振性好；刚性好，表示长期使用不易变形，尺寸稳定。
4、抗电磁干扰及屏蔽性好，防辐射，无磁性。
5、色泽鲜艳美观，并能长期保持完好如新。
6、对环境无任何影响镁金属极其合金是一种环保型材料，，对环境无污染，其废料回收利用率高达85%以上，回收利用的费用仅为相应新材料价格的4%左右。
7、成型性好8、散热性好9、切削加工性能好镁元素元素符號元素英文名稱原子序原子量原子密度(g/ml)沸點(o C)熔點(o C)MgMagnesium12 24.312 1.74 1107 650二、镁合金压铸的优势模具寿命和生产效率钢模具型腔的热裂和热冲击，是多年来一直困扰压铸工作人员的两个问题。
在压铸铝合金时，在压射了10.000次后，就发现冲击的痕迹和热裂，这并不少见。
只要模具一开始投入使用，它型腔的钢材就慢慢被损伤；当压铸了150.000-200.000次以后，就要更换模具了。
有的时候，模具的寿命可能更短些。
镁合金与铝合金不同，它不像铝合金那样侵袭型腔的钢材。
根据实际的资料，压铸镁合金的模具的寿命约为铝合金模具的3-4倍。
有许多镁合金压铸模，在压铸了500000次以后，现在还在生产中正常使用。
许多这样的模具还在用于生产薄壁件，其表面质量要求很高。
由于镁的凝固很快，以及它不易粘结，所以可以比铝有更高的生产效率，而仃机和喷雾的时间更少。
与铝合金相比，镁合金的压铸周期时间可以比铝合金缩短25%到50%。
由于镁合金本身固有的特性，因而能有较快的压铸速率。
与铝合金相比，其压铸速率可以提高50%。
可以减轻重量是镁合金的另一重要优点，但与铝合金，锌合金作精确的减轻重量的比较，还要根据图纸作全面的考虑。
镁合金压铸工艺
科 技Science & Technology镁合金压铸工艺本文简要概述了镁合金的压铸工艺性能、成型工艺参数，提出了镁合金压铸工艺的发展方向。
文 周桂云镁合金压铸工艺性能镁合金具有优良的压铸工艺性能，适于压铸生产，主要表现在以下几个方面：1.压铸镁合金与压铸铝合金和压铸锌合金一样，液体粘度低，具有良好的流动性，易于充满复杂型腔，可用来压铸薄壁件而不会出现热裂和浇不足等缺陷。
镁合金可以很容易地生产壁厚2.0mm～4.0mm的压铸件，最小壁厚可达0.635mm，而铝合金压铸件的最小壁厚则是2.3mm～3.5mm。
2.镁合金的熔点和结晶潜热都低于铝合金，充型后凝固速度较快，其生产率比铝压铸高出40%～50%，最高时可达到压铸铝的两倍。
压铸过程中对压铸型的热冲击比铝合金小，可用于压铸薄壁件而不会出现热裂和欠铸等缺陷，且不易粘型，寿命可比铝合金长2～4倍。
3.压铸镁合金与铁基本上不发生反应，不易粘型，减轻压铸型的热疲劳现象，寿命可比铝合金长2～4倍。
同时不侵蚀钢质坩埚，避免了坩埚对镁合金液的污染。
4.压铸镁合金的收缩率均匀一致且可预测，脱型力比铝合金低20%～25%，保证了压铸件的可靠性，使镁合金压铸件的尺寸精度比铝压铸件高50%。
5.镁合金铸件的加工性能优于铝合金铸件，镁合金铸件的切削速度可比铝合金件提高50%，加工耗能比铝合金件低50%。
正是由于镁合金的上述压铸特性，有效地保证了镁合金压铸的高生产率和低生产成本，在众多领域中获得了广泛的应用。
压铸工艺参数镁合金的压铸工艺同其他合金的压铸工艺相似，但是由于镁合金的不同特性，影响合金液充填成形的因素有很多，其中主要有压力和充填速度、金属液充填特性、压型和合金的温度、开型时间及涂料等。
这里主要考察压射压力、压射速度、浇注温度和铸型预热温度以及涂料。
1.压射压力。
镁合金压铸分热室压铸和冷室压铸两种形式。
目前热室压铸机正在向大型发展，锁型力为9300kN，设计可压铸最大件为6.4千克的大型热室压铸机已投入使用。
镁合金压铸工艺、安全操作要点
镁合金压铸工艺、安全操作要点1、压铸工艺镁合金的压铸工艺同其他合金的压铸工艺相似，但是由于镁合金的不同特性，在压力、速度、温度及涂料的应用上又有着不同的地方。
1.1压力镁合金压铸分热室和冷室两种形式,压铸时压力也不同,热室机的压射比压在40MPa左右,冷室机的比压要高于热室机,通常的比压在40-70MPa.另外重要的一点是增压建压时间,由于镁合金的凝固潜热低,镁合金在模具内的凝固时间要比铝合金的短的多,如果增压时间太晚的话,浇口和型腔的金属液已经凝固,增压也就失去意义.所以建压时间是衡量镁合金压铸机性能的一个重要因素,大部分压铸机的增压建压时间都在60ms以上,这时浇口的镁合金已经凝固,增压的压力无法传到模具型腔里面,优秀的压射系统建压时间通常在20ms以内.1.2速度镁合金由于密度小(只有铝合金的2/3),因而惯性小。
同时，由于镁合金的凝固也很快，要在金属凝固前充填整个型腔，因此，镁合金的压射速度要快。
热室镁合金的压射速度可达6m/s，冷室压铸机的速度要更高一些，达到8 m/s。
高的压射速度也产生高的浇口速度。
举例来说，锌合金和铝合金的压铸模浇口速度大约在40 m/s至60 m/s之间，否则可能出现模具烧蚀现象，薄壁镁合金铸件的浇口速度很多要超过80m/s，由于镁合金的低热性和对模具钢的低焊合性，对压铸模具的烧蚀也没有铝合金般严重。
1.3温度温度是压铸过程的热因素,为了提供良好的充填条件，保证压铸件的成型质量，控制和保持热稳定性，必须选用相应的温度规范，主要是指合金的浇注温度的模具温度。
热室压铸机的料壶在熔炉里面,压射时的热量损失小,因此,热室机压铸是镁合金的温度要低一些,通常在640℃左右。
冷室压铸机的温度要高一些，一般在680℃左右。
对于镁合金压铸有一点值得注意，就是如果产品的成型不太理想，可以从其它方面，比如压射速度、模具温度等方面改善，不可一味提高合金浇注温度，因为现在镁合金熔炉用的保护气体，在温度过高(超过710℃时)会失去效用。
镁合金压铸技术
检查溢流位和排气
大小正确 排气孔打开 位于填充的末端 利用计算机模拟
常见缺陷的解决措施
3）缩水（从液体到固 体收缩4%-6%）
增加注射压力 检查锤头问题是否傅压 力降低（锤头或鹅颈磨 损） 增加问题点的入水
考虑在问题点可否使用 单独的水口
检查模具温度
加热冷点 冷却热点 检查动模和静模的温度 差异
检查金属的温度波动 使信件有方向的凝固
顶针顶出力不均匀
长度不一致 位置不正确
6.镁合金压铸的安全问题
Mg和氧及氧化物反应
燃烧/氧化 2Mg+O2=2MgO 液体镁合金中的水份迅速气化 Mg(液)+H2O(液)=H2O(气)+Mg(微小颗粒) 和水反应/氢气爆炸 Mg+H2O=MgO+H2 2H2+O2=2H2O 和氧化铁反应 3Mg+Fe2O3=3MgO+2Fe 和氧化硅反应 2Mg+SiO2=2MgO+Si
镁合金的主要性能
重量轻、强度好，比重只有钢的1/4，壁厚 可以比塑料更薄 良好的压铸性能 好的抗腐蚀性能 良好的减震性能 抗电磁波干扰性能 长模具寿命 优良的机械加工性能
2.镁合金压铸件的发展前景
镁合金材料1808年面世，1886年始用于工业生产。镁合 金压铸技术从1916年成功地将镁合金用于压铸件算起， 至今也经历了八十余年的发展。人类在认识和驾驭镁合 金及其制品的生产技术方面，经历了漫长的探索历程。 从1927年推出高强度MgAl9Zn1开始，镁合金的工业应用 获得了实质性的进展。1936年德国大众汽车公司开始用 压铸镁合金生产“甲壳虫”汽车的发动机传动系统零件， 1946年单车使用镁合金量达18kg左右。美国在1948～ 1962年间用热室压铸机生产的汽车用镁合金压铸件达数 百万件。
镁合金压铸零件的加工
镁合金压铸零件的加工镁合金密度较小，同等体积下比铝合金轻36%、比锌合金轻73%、比钢轻77%，被公认为是质量最小的结构金属材料，因此在航空航天产品上应用较多，在我们加工的产品中，就有部分镁合金压铸零件。
由于镁合金材料的机械性能与钢及铝合金有所不同，因此在加工过程中加工工艺、刀具、切削参数的选择也有区别。
因此，本文将对镁合金压铸零件的机械加工工艺及安全操作规程进行了概括性的介绍，以供参考。
1 镁合金的机械加工性能分析由于镁合金导热性好、切削力小，故在加工过程中的散热速度很快，因而刀具寿命长，粘刀量少，从而可以降低刀具费用。
因为镁合金易切削，其断屑性能十分良好，一般清况下只需经过一次精加工便可达到所要求的最终表面粗糙度。
同时由于镁的比热高、导热性良好，摩擦产生的热量会迅速地扩散到零件的各个部分，因此对镁合金进行切削加工时并不会产生较高的温度。
但是，在高切削速度和大进给量的情况下，零件所产生的热量也是相当高的，很可能因为温度过高而发生扭曲变形。
如果对成品零件的尺寸公差要求比较严格，则在设计中必须考虑到镁的热膨胀系数这一影响因素。
如果在上述加工条件下产生了相当多的热量，则很可能会影响到零件的加工精度。
镁的热膨胀系数略高于铝，明显高于钢。
在机械加工过程中，镁合金零件很少发生因为冷变形引起的扭曲变形或翘曲。
但刀具太钝、进给速度太慢以及刀具在加工过程中有停顿等不利因素时，也可能造成扭曲变形或翘曲。
2.刀具的选择加工钢和铝的刀具通常也适合于镁合金的加工。
但是，由于镁的切削力小，热容量也相当低，故其加工刀具应当具有较大的外后角、较大的走屑空隙、较少的刀刃数和较小的前角。
另外，保证刀具的各个表面很平滑也是十分重要的。
对镁合金进行机械加工的一条重要原则是，应当使刀具保持尽可能高的锋利和光滑程度，必须没有划伤、毛刺和卷刃。
如果刀具切削过其他金属，即使切削角没有改变，也应进行重新刃磨和晰磨。
3.切削液的选用由于镁的散热速度很快，可使被加工表面保持在较低的温度水平上，此外镁的易切削性使其不易与钢发生胶合，切削加工时一般不需要冷却液，但使用微小切削量时，要使用矿物油冷却液来降温。
镁合金制程详解
噴面漆 保護作用
面漆噴塗
1.按照標准參數表上要求把噴槍設定到預定參數. 2.把噴槍調到最佳噴塗狀態. 3.保証塗膜均勻到位.
流平
1.流平間溫度要適中﹐溫度太高和太低都會改變溶劑揮發 速度影響流平效果.
乾燥面漆 PU漆
二者選一 乾燥面漆 UV漆
面漆烘烤
1.按照標准參數表上要求把烤爐設定到規定溫度. 2.塗膜要烤干﹐否則會影響耐磨﹑硬度等性能測試.
射出機
機加主要生產制程
沖模
上下沖並含側沖
側沖滑塊
機加
機加
機加
簡介
• 化成這一製程主要是讓鎂鋁工件於表面上生成一層皮膜(氧化鎂) 主要用途有三: 1.可增加工件的耐蝕能力 2.增加成品防磁波的能力 3.增加與漆的密著度 此一製程約花70分鐘完成,每約隔十分鐘中會有新的一籠物料開始進行化成 化成處理可分為酪酸處理與非酪酸處理(磷酸鹽與釩酸鹽法,過錳酸鉀法)
二. 工藝流程
壓鑄成型
1) 2) 預熱:除去鎂合金水份,在密封狀態下不會因大量的水蒸氣而引起爆炸,適用于大件(電腦機 殼…)，小件(手機前蓋…)不需要預熱 壓鑄成型:鎂合金高溫熔融﹐高壓鑄塑成型. 粗沖 –– 去毛邊﹑打孔 精沖（CNC銑床)–– 整形﹐銑凹槽 研磨 1) 磁力研磨 –– 優點:不會使產品變形 2) 震動研磨 –– 優點:產量大 3) 手工研磨 –– 沙紙打磨 刮刀 1) 手工用刀片刮除產品多余部分
制程特性
1) 2) 產品電鍍層均勻分布 防止產品導電
二. 工藝流程
產品表面清潔 去靜電
噴底漆
UV,透明無色,吸附VM
1.5H
烘烤底漆
噴中漆
烘烤中漆
上色
VM 真空鍍膜
電鍍
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铸造 温度 ℃ 625~700 650~695 660~695
比热
热膨胀 热传导 系数 系数
电阻 Ωcm 14.1 12.5 N/A
导电 系数 Ms/m 6.6 N/A N/A
浦松比 mm/m 0.35 0.35 0.35
unit AZ91D AM60B AS41B
J/kg℃ m/m*K w/m*K 1.05 1.05 1.02 25.0 25.6 26.1 72 62 68
• 模具
分流子 母模
压铸模具 (cold chamber)
浇口套 公模
• 制品
压铸制品 (cold chamber)
溢流井
汤柄
溢料井
浇道
1.2 机械加工
• 工序
机械加工流程表
取件 放置定位 治具固定 刀具加工
清洗烘干
滤净
取出
治具放松
• 设备
加工机台基本数据 LxWxH : 2295x1400x2156mm 工作空间 : X/Y/Z – 510/360/250 刀具数量 : 10 pcs.
• 治具(一)
固定前
固定后
真空式夹具
固定前 反向夹具
固定后
• 治具(二)
固定前 立式夹具
固定后
治具基本结构说明
气动夹钳
真空吸盘
治具基座
刀具检出器
• 制品
机械加工图示
1.3 毛边研磨
• 工序
毛边研磨处理流程表
冲模下料 毛边清除 (人工) 喷砂 烘干
• 设备(一)
精密冲模
气动工具
• 设备(二)
2.3 合金与塑料性质比较
压铸合金与塑料之机械与物理性质比较表
物理性质 机械性质 熔点 ℃ 595 抗拉 强度 MPa 230 降伏 强度 MPa 160 154 比强度 扬氏 系数 GPa 45
材料名称
unit 镁合金
(AZ91D)
密度 g/cm3 1.81
热传导 伸长率 热膨胀 系数 系数 % 3
New Technology 镁合金技朮介绍
镁合金成型方式(Thixomolding) Magnesium die casting Magnesium processes Thixomolding®
Safe process; solid to solid Very good heat management Slow shot speed Expensive equipment Expensive raw material Long cycle t品
试验线
化成后
化成后
铬酸钙系
化成前
铬酸锰系
化成前
•工序
制品涂装流程表
底漆(I) 研磨补土 底漆(II) 研磨补土
检查包装
( 印刷 )
面漆
• 设备
2. 镁合金产品介绍
2.1 镁材料特性比较
常用鎂合金化學成份表
化學成份 合金種類
Al
8.3~9.7 5.5~6.5 3.5~5.0
硬度 BHN 75 62 75
扬氏 系数 GPa 45 45 45
潜热 KJ/Kg 373 373 373
unit AZ91D AM60B AS41B
常用镁合金之 物理特性
物理 性质 材料 名称
密度 g/cm3 1.81 1.79 1.77
凝固点 ℃ 470 540 565
熔点 ℃ 595 615 620
• 镁合金基本制程介绍 • 镁合金产品简介
1.镁合金基本制造流程
压铸工程 机械加工 毛边研磨 涂装工程 化成处理
a.压铸生产段 镁锭预热﹑熔解炉加热﹑保护气体调整﹑给汤及取料机械手设定﹑ 离型剂喷洒系统调整﹑模温机设定﹑机台生产条件设定﹑铸件生 产﹑铸件冷却装置﹑整缘冲剪毛头﹑自动输送设备﹑废料回收﹒ b.机械加工及毛边处理段 切削液选用﹑加工机（钻搪铣攻）修整﹑人工修饰﹑ 抛光研磨﹑防爆集尘﹑包装﹑半成品仓储﹒ c.表面化成处理段 溶剂脱脂→碱性脱脂→温水清洗→水洗→酸处理→ 纯水清洗→化成(铬酸)处理→纯水清洗→干燥﹒ d.涂装处理段 补土→干燥→补土修润→底漆→干燥→修润→ 面漆→干燥→包装→仓储→出货﹒
•3C制品(二)
• 3C制品(三)
•汽机车工业零组件
传动组件外盖、汽缸头盖、离合器、方向盘 、煞车踏板架 、仪表面板和座椅支架组合等
•自行车零组件
前叉、车后架、水壶架、曲柄
•手动工具、航天工业、 家电产品、医疗及运动器材
The End
Mn
0.15~0.50 0.24~0.6 0.35~0.7
Zn
0.35~1.0 0.22 max 0.12 max
Si
0.1 max 0.1 max 0.5~1.5
Cu
Ni
Fe
others
0.02 0.02 0.02
AZ91D AM60B AS41B
0.03 max 0.002 max 0.005 max 0.01 max 0.002 max 0.005 max 0.02 max 0.002 max 0.0035 max
• 工序
压铸制程制造流程表
镁锭预热 投料 熔解 给汤 压铸
闭模
离型剂涂布
取出
开模
冷却
• 设备(一)
压铸设备及周边设施 (cold chamber)
压铸机台 机械臂
cold chamber : 500t ~ 650t hot chamber : 150t
熔解炉 预热炉
• 设备(二)
冷热式机台说明
New Technology 镁合金技朮介绍 镁合金成型方式(热室)
Magnesium die casting Magnesium processes Hot chamber die casting
Short metal flow Good temperature management Low shot speed High maintenance costs Attention to gas heating Short cycle time
震动研磨机
圆盘式
卧式
干燥烤炉
• 制品(一)
冲模下料前后比较
冲模下料前后比较
研磨前
研磨后
• 制品(二)
研磨前后比较
研磨前后比较
研磨前后比较
研磨前后比较
1.4 化成处理
• 工序
化成处理流程表
脱脂 水洗 x 2 酸洗 水洗 x 2
纯水洗
水洗 x 2
化成
• 设备
化成槽 化成液
化成处理自动线(铬酸钙系)
1.1 压铸工程
• 镁锭
ASTM(美国材料试验所) B275合金命名规则：
主要合金 成份Al(铝)
AZ91D
次要合金 成份Zn(锌)
A:第一种标准成份 B:第一种标准成份 C:第一种标准成份 D:高纯度合金 E:高抗蚀性合金 X1:未登记之合金
主要合金成份 含量Al占9%
次要合金 成份含量Zn占1%
K m/m° K w/ m°
25.0
72
铝合金
(A380)
2.7
3
23.9
145
593
331
165
147
71
锌合金
(AG40A)
6.7
10
27.4
214
387
283
N/A
82
85
塑料 (PC+ABS)
1.07
16.5
76.5
0.28
260
39
16.5
102
2.1
•３Ｃ信息电子产品之外壳及零组件
笔记本电脑、数字相机、数字摄影机、ＭＤ、 LCD显示器、移动电话、ＰＤＡ、TV、VCD、 DVD、PDP等之外壳及其结构零组件
單位：％
特性介绍： AZ91－机械性质及铸造性极佳 AM60－延性及冲击强度佳 AS41－高温强度及抗潜变能力优
2.2镁合金机械及物性说明
常用镁合金之 机械特性
机 械 性 质 材料 名 称
抗拉 降伏 压降伏 剪强度 疲劳 冲击 伸长率 强度 强度 强度 强度 强度 (51mm) MPa 230 220 215 MPa 160 120 140 MPa 165 130 140 MPa 140 N/A N/A MPa 70 70 N/A J 2.2 6.1 4.1 % 3 6~8 6
New Technology 镁合金技朮介绍 镁合金成型方式(冷室)
Magnesium die casting Magnesium processes Cold chamber die casting High shot speed Heat management takes attention Short cycle time Low maintanance costs Process flexibility Shot curve flexibility