镁合金制程工艺产品设计

課程內容鎂合金材質簡介鎂合金成形方式及比較鎂合金產品製程介紹鎂合金產品設計與製程相關建議事項鎂合金產業展望Q

&

A鎂合金材質介紹镁于海水及地壳中含量丰富,是自然界中含量排所有元素之第八名,镁合金的比重1.8,为常用金属结构材中最轻者,重量约只有铝的2/3,钛的2/5,钢的1/4。氧硅鋁鉄鈣

納鉀鎂氫鈦 (養閨女貼鈣

哪傢沒青菜)镁合金具有:重量轻、强度高，且具良好的散热性、导电性、吸震性、电磁遮避性、切削加工性及易于回收再利用等优点，符合全球近年来产品轻量化，资源再利用等優點。使用鎂合金的優點:VS.塑膠:高強度、高剛性、耐熱性、熱傳導性、電磁波的屏蔽性、回收性VS.鋁合金:輕量、高比強度、高減振能、精密成形性鎂合金特性比較A

M60B↓↓↓↓↓主次主次登要要要要記合合合合序金金金金號元元元元素素素素百百分分比比合金元素代號A:AluminumM:ManganeseQ:SilverS:

SiliconZ:

ZincA:第1種標準成分B:第2種標準成分C:第3種標準成分D:高純度合金E:高抗蝕性合金X:未在ASTM登記的合金鎂合金原料編號A

Z

9

1

D元素别Al（铝）Zn（锌）Mn（锰）Si（硅）Cu（铜）Fe（铁）Ni（镍）Be（铍）Mg（镁）成份比例%8

.

5

-

9

.

50

.

45

-

0

.

90

.

17

-

0

.

400

.

08

(

Max)0

.

025(

Max)0

.

004(

Max)0

.

001(

Max)0

.

0005

-0

.

003余量鎂合金材質-AZ91D-介紹AZ91D具有很好的可铸性和很好的强度，是最常用的压铸材料，它的典型用途是用于制造可携式电子零件外壳及其内构件，各种工具外壳及支架，汽车零件等。AZ91D成份表镁合金（AZ91D）的熔点为595度,成型方面目前镁合金仍以半熔融射出法(Thixo-molding)及压铸法(Die

casting)为主.压铸法又分为热室压铸(Hot

chamber

diecasting)及冷室压铸(Coldchamber

die

casting

)半熔融射出法其射出原理及机器结构均与塑胶射出成型类似，先将颗粒状的镁合金原料（称为Chip，大小3-5mm）由进料筒定量进入螺杆，螺杆输送至射

出筒，于其输送过程并加热、加压使镁合金成为半熔融状态（亦即是合金颗粒部份为液态，部份仍为固态），再将此半熔融态镁合金射入模穴成型。压铸法其镁合金压铸在原理上与铝、锌压铸法并无不同。所谓压铸法是指将熔融金属以一活塞将之压入模穴中。镁合金的压铸法有热室及冷室压铸法之分，其间的区别为，在热室法中整个活塞装置系浸泡在熔融金属的盛桶中，而冷室法的活塞则独立装设，每次壓鑄所需的熔融金属另以其他方式注入活塞筒中，再进行压铸的动作。鎂合金成型方式壓鑄Die

casting-Hot

chamberFrameRam/

HDD

DoorMech.

bracket壓鑄Die

casting-Cold

chamberNotebook

enclosureProjector

enclosure觸變射出成型-Thixo-moldingNB

CoverHandleMg

Alloy

Production

Process

FlowToolingDesign

Mold

Making

IngotDie

CastingInspectingMachiningInspectingDeburring

&

PolishingInspectingChemicalTreatmentInspectingMaskingPaintingInspectingAssemblyOQCShippingMg

Alloy

scheduleTooling

ScheduleLCD

Cover

/

Base

/

Top

frame…

35day…Topcase

Bkt

/

Hdd&Ram

Door…

30days…Capability

ScheduleFrom

tooling

design

to

T1

try-outFrom

Die-casting

/Thixomolding

to

shippingLCD

Cover/Base

外觀件…14days…Topcase

Bkt/Hdd&Ram

Door內購件…7days…MachiningIncludingTrimming

+

CNC

or

CNCMg

Alloy進澆口的選擇中央進澆:需要至少60x80mm的open(廠商建議80x100

mm)側邊進澆，要注意Gate的修整及充填性如何

注意充填性,理論上而言,可充填範圍為200t，但外觀件最好以150~180t來設計.流長比：L/t其中L＝流動方向的流動長度；t＝成品肉厚進澆口附近注意Erosion沖蝕現象Mg

Alloy

EC鎂鋁合金模具硬度較高,且鎂湯溫度較高,經焊補修模後,大大降低模具壽命，設計變更應儘量減少焊補部份,設變要慎重.大原則─簡單化、降低產品複雜度，流動性好與成型相關注意事項

半固態射出可能成形的最小肉厚，視充填的流動路徑及成品的幾何形狀。而通常流長比(L/t)在160~200.但對於厚度0.8以下之工件則流長比將較低。母模面有凹陷等設計,在公模要增加肉厚,使肉厚保持均；肉厚變化處❹加大斜度，使肉厚緩慢變化。

影響成品縮水之肉厚比例：一般而言D≦3t的比例不會生縮水，但仍須視離gate遠近而定，非必要仍以平均肉厚為原則。拔模斜度：因目前3C產品強調薄肉，成品抵抗頂出力的強度相對減少，因此拔模角度應增加，一般以2°以上生產性較佳。文字圖案：成品文字圖案凹陷較不可行（除非線條寬度很大），以凸起為可行，線條寬度b，線條高度h。b≧0.5

mm

h≦0.3

mm但對表面烤漆件，為避免外觀不良無法處理，以印刷為宜。考量模具壽命，不要設計公模斜梢之undercut，若無法避免，必須以機械加工處理。外滑塊可行，但拆模須延伸至Parting

Line。與成型相關注意事項與成型相關注意事項易產生毛邊，加工成本增加，且增減少靠破的機構加充填的困難性Rib根部以Ｒ角與基材連接，可幫助充填及避免應力集中現象，一般以R0.5~R2為佳。Rib寬度最小值小件如手機

和PDA應在0.6

mm以上，大件如投影機和Notebook應在0.8

mm以上，防止充填成形不良。定位圓柱一般以Φ1.5以上，高度低於3

mm為佳考量模具壽命及後加工因素，模具咬花不可行，可噴咬花漆。與CNC相關注意事項銑削料厚之剩餘料厚不可太薄，0.5

mm之剩餘料厚即不易穩定，0.7

mm以下之剩餘肉厚，因切削量達0.5mm以上（以平均厚1.2

mm計）即必須分兩次以上銑削，增加加工工時。一般以0.8

mm以上之剩餘料厚為佳，加工區域及切削深度較大時，易因加工應力而導致工件變形。儘可能避免在母模及側面加工，以免增加工程數，尤其如果原來某一面未加工，設計變更追加在原未加工面加工，還必須增加一組治具。加工部位必須考慮是否易於挾持，尤其以角落及邊緣區域之加工，常因加工區周圍無法完全壓著，造成加工不穩定。公差一般以±0.1為宜，±0.08還可以接受，若加工公差此嚴格，則加工成本將大為提高。因薄壁工件在挾持及工件本身承受切削阻力的剛性上均較差，精度較難控制。與毛邊精修相關注意事項側面滑塊的接合線在塑膠模為客戶所能接受，因此如果能不必磨除此一接合線，將減少許多人工打磨的時間與成本，同時過度的表面打磨也容易造成外觀尺寸的差異。內部零件之微量毛邊，如能適度接受，亦可減少手工精修之時間與成本（因一般鈑金沖壓件也不可避免有銳邊）。小且薄之RIB不但充填易不良，且易於精修過程中碰傷。隙縫寬度至少2

mm以上，否則毛邊清除困難。與皮膜化成相關注意事項與painting相關注意事項漆的選擇，以咬花漆較能遮蔽表面