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1、鎂 合 金 系 列 課 程,鎂合金特性及壓鑄成型方法,報 告 內 容,一、壓鑄的定義; 二、壓鑄成型的工作原理; 三、鎂合金壓鑄成型發展歷史; 四、鎂合金材料特性; 五、鎂合金壓鑄成型方法。,一、壓鑄的定義：,將熔融金屬通過高壓高速,使其充滿模具型腔成型的過程,稱為壓鑄.,二、壓鑄成型的工作原理,1.將需要成型之產品製作成模具; 2.將金屬材料熔融; 3.通過高壓高速將金屬熔融體充滿整個型腔; 4.冷卻成型; 5.開模取件。,三、鎂合金壓鑄成型發展歷史,a.商業性生產開始於1886年.b.至第一次世界大戰前,只有德國有生產技術.c.第一次世界大戰后,因軍用使需求量急速長,1939 年全世界產量
2、已達32850公噸.d.第二次世界大戰中,鎂的需求量更加擴大,1943年 美國產量即達184000公噸.e.戰爭結束后,軍需減少,戰時之生產能力,製造及 設計技術轉為民生用途至1984年全世界產能才 達23萬公噸.f.近10年來其應用范圍日益廣泛2019年使用量已 達50萬公噸其中壓鑄約占8萬公噸。,四、鎂合金材料特性;,1、鎂的化學性能：2、鎂在機械材料中的應用：3、鎂合金的特性：4、各元素之表示符號5、記號原則6、鎂合金的優點：7、鎂合金的缺點：8、各添加元素對鎂合金的影响;9、鎂合金的應用領域;,1、鎂的化學性能：,a. 鎂屬於強2價金屬，為稀士金屬中第二活性原素，故其保護相當重要。b.
3、 鎂與水很容易反應生成Mg(OH)2 (在CO2作用下生成MgCO3 ) ,同時產生H2（在高溫下反應更加強烈，故鎂在制作中不可與水接觸)；c. 鎂本身並無毒害作用，為人體之必須品；,鎂的特性,2、鎂在機械材料中的應用：,鎂加於鋼材中，可增加鋼材的韌性（主要是去除鋼材中的S的成份）b. 鎂加於鋁合金中，大大減少鋁合金的密度，為航天航空之較好材料。c. 由於Mg具有不集熱的特性，故可直接用於制作手機、PDA、Note Book等3C產品的外殼。d. 鎂可直接用於制造航天航空產品。,1材料規格:DIN:德國工業標準BSI:英國標準協會JIS:日本工業標準ISO:國際標準化組織ASTM:美國材料實驗
4、協會SAE:美國汽車工程師學會AMS:美軍標準MIL:美國軍用規格以下以ASTM為利講解,3、鎂合金的特性：,3、鎂合金的特性：,2,.,鎂合金ASTM的命名原則：,A,Z,9,1,D,順位（開發）,Z,（鋅）含量,A,（,AL,）含量,鋅,鋁,4、各元素之表示符號 （ ASTM美國材料實驗協會） ：,A：鋁 B：鉍 C：銅 D：鎘 E：稀士類 F：鐵 G：鎂 H：釷 K：鋯 L：鋰 M：錳 N：鎳 P：鉛 Q：銀 R：鉻 S：矽 T：錫 W：釔 Y：銻 E：鋅,5、記號原則,以ASTM（美國材料試驗協會）制定之規格標準表示合金名稱，以一個或致多三個字母表示主要合金原素，後面則為這些原素之重量
5、百分比,元素以量的大小排列。,6、鎂合金的優點：,質輕：符合輕量化潮流，僅鐵的1/4；易回收：符合環保要求，回收率100；電磁遮蔽好：符合健康要求；加工性好:符合加工要求； （切銷力：鎂 1 鋁 1.8 銅 2.3 鐵 3.5 ）吸震性好：符合機械要求散熱性好：符合安全要求尺寸安定性好：符合裝配要求無磁性：符合使用要求耐磨性佳：,7、鎂合金的缺點：,材料成本高；後處理成本高耐蝕性差制程危險,8、各添加元素對鎂合金的影响;,鋁(Al);湯流改善,增加強度锌(Zn);抑制腐蝕,易造成脆裂;錳(Mn);與鐵(Fe)共生,抗腐作用;硅(Si);高溫強度,耐潛變性;硼(Be);生成安定保護皮膜,防止鎂燃
6、燒,具有抗氧化功能;,9、鎂合金的應用領域;,輕量型區域;高強度區域;強散熱區域;需要電磁屏蔽區域;高消耗區域(重複利用或回收性好);,五、鎂合金壓鑄成型方法。,1.壓鑄法：熱室壓鑄法,冷室壓鑄法.2.注射成形法：旋劑注射成型法.;壓鑄法概要1.定義：將熔融體(液體)通過高壓使其進入模腔成型的一種鑄造方法.2.壓鑄法特性 1.高速：Gate處通常在3060m/s; 2.間短;充填時間一般為几毫秒;0.0030.007秒; 3.高壓;熱室機通常在70350kg/c;冷室機通常為5001000kg/c 4.快冷;,3.優缺點;,優點：生產性高,尺寸精度優良,後加工量少,鑄件表面 平滑,機械強度高,
7、可鑄造博壁鑄件等.缺點：壓鑄品內常含有氣孔. 因高壓高束產品模具方向的尺寸會厚一些,改善對策：采用真空壓鑄,低速壓鑄.,4.壓鑄模構造及設計要點,結構圖;注意;1.無斜銷; 2.無定位塊;,5. 產品組成圖,如圖示,A:射料口,B:竖澆道,D:分支流道,C:流道,E:進水口,F:模穴,H:逃氣道,G:溢流井,Injection Nozzle,Sprue Runner,Branch Runner,Cavity,Vents,Overflow,Ingate,Runner,5.1澆口設計,澆口面積; Ag=V/(vg*t) 其中; Ag 澆口面積(mm2) V 通過澆口之總體積(cm3) vg 澆口速
8、度(m/s) t 充填時間(s),5.2;流道設計原則,充填困難處優先原則;澆口比例分配原則;澆口暢通原則;流澆平衡原則;,5.3溢流井的作用,排氣排雜;通氣逃氣;平衡模溫;輔助頂出;輔助黏膜;真空引氣;產品保護;,5.4溢流井位置決定;,熔湯最後到達處;空氣模穴積留處;產品頂出困難處;模具溫度平衡處;,6、鎂合金產品製作流程：,鎂錠 預熱 熔解 壓鑄 去料頭 去毛邊 機加 化成處理 補土 塗裝 出貨1.去料頭,去毛邊;採用沖壓加工包括沖孔後研磨.2.機加; 加工倒钩,鑼紋及去處多余的肉;3.化成; 採用專用液體進行表面氧化,抗腐蝕.4.補土;將有缺點的地方用膠補起然後打磨平.5.塗裝; 將產品進行最後的脫脂,烤漆,印刷,包裝等.,四、鎂合金安全作業:,4.1.鎂合金作業中災害比例圖:,4.2.常用滅火材料,干砂;金屬專用滅火器;鐵屑;助熔劑(披覆劑,干式);注:嚴禁使用水或A,B,C型滅火器.,
