模具选材的三个原则镁合金压铸模具技术

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。（一）模具满足工作条件要求1、耐磨性坯料在模具型腔中塑性变性时，沿型腔表面既流动又滑动，使型腔表面与坯料间产生剧烈的摩擦，从而导致模具因磨损而失效。所以材料的耐磨性是模具最基本、最重要的性能之一。硬度是影响耐磨性的主要因素。一般情况下，模具零件的硬度越高，磨损量越小，耐磨性也越好。另外，耐磨性还与材料中碳化物的种类、数量、形态、大小及分布有关。2、强韧性模具的工作条件大多十分恶劣，有些常承受较大的冲击负荷，从而导致脆性断裂。为防止模具零件在工作时突然脆断，模具要具有较高的强度和韧性。UPC超精金刚石刀具的性能UPC刀具加磨损状态差异木工验收七点瓷砖知识汇总中式吊顶的装修事宜卫生间和厨房方面的防渗漏装修中的包工方式复式房中楼梯的装修技巧模具CAD的参数化智能化一体化专业化模具加工工艺发展趋势模具钢工艺性能热作模具的工作条件模具维护与保养模具的韧性主要取决于材料的含碳量、晶粒度及组织状态。3、疲劳断裂性能模具工作过程中，在循环应力的长期作用下，往往导致疲劳断裂。其形式有小能量多次冲击疲劳断裂、拉伸疲劳断裂接触疲劳断裂及弯曲疲劳断裂。模具的疲劳断裂性能主要取决于其强度、韧性、硬度、以及材料中夹杂物的含量。4、高温性能当模具的工作温度较高进，会使硬度和强度下降，导致模具早期磨损或产生塑性变形而失效。因模具材料应具有较高的抗回火稳定性，以保证模具在工作温度下，具有较高的硬度和强度。5、耐冷热疲劳性能有些模具在工作过程中处于反复加热和冷却的状态，使型腔表面受拉、压力变应力的作用，引起表面龟裂和剥落，增大摩擦力，阻碍塑性变形，降低了尺寸精度，从而导致模具失效。冷热疲劳是热作模具失效的主要形式之一，帮这类模具应具有较高的耐冷热疲劳性能。6、耐蚀性有些模具如塑料模在工作时，由于塑料中存在氯、氟等元素，受热后分解析出HCI、HF等强侵蚀性气体，侵蚀模具型腔表面，加大其表面粗糙度，加剧磨损失效。（二）模具满足工艺性能要求模具的制造一般都要经过锻造、切削加工、热处理等几道工序。为保证模具的制造质量，降低生产成本，其材料应具有良好的可锻性、切削加工性、淬硬性、淬透性及可磨削性；还应具有小的氧化、脱碳敏感性和淬火变形开裂倾向。1、可锻性具有较低的热锻变形抗力，塑性好，锻造温度范围宽，锻裂冷裂及析出网状碳化物倾向低。2、退火工艺性球化退火温度范围宽，退火硬度低且波动范围小，球化率高。3、切削加工性切削用量大，刀具损耗低，加工表面粗糙度低。4、氧化、脱碳敏感性高温加热时抗氧化怀能好，脱碳速度慢，对加热介质不敏感，产生麻点倾向小。5、淬硬性淬火后具有均匀而高的表面硬度。6、淬透性淬火后能获得较深的淬硬层，采用缓和的淬火介质就能淬硬。7、淬火变形开裂倾向常规淬火体积变化小，形状翘曲、畸变轻微，异常变形倾向低。常规淬火开裂敏感性低，对淬火温度及工件形状不敏感。8、可磨削性砂轮相对损耗小，无烧伤极限磨削用量大，对砂轮质量及冷却条件不敏感，不易发生磨伤及磨削裂纹。（三）模具满足经济性要求在给模具选材是，必须考虑经济性这一原则，尽可能地降低制造成本。因此，在满足使用性能的前提下，首先选用价格较低的，能用碳钢就不用合金钢，能用国产材料就不用进口材料。另外，在选材时还应考虑市场的生产和供应情况，所选钢种应尽量少而集中，易购买。